王小川

摘要：我國工業(yè)生產(chǎn)水平在現(xiàn)代化技術(shù)不斷提升以及科技水平不斷提高的環(huán)境下，生產(chǎn)理念、生產(chǎn)模式、生產(chǎn)技術(shù)呈現(xiàn)出翻天覆地的變化，使得工業(yè)生產(chǎn)為我國經(jīng)濟(jì)水平的提升提供了出前所未有支持。自動化技術(shù)的出現(xiàn)，為鋼結(jié)構(gòu)焊接領(lǐng)域整體工作能力的提升給予了巨大的幫助，不僅能夠節(jié)省大量的人力、物力資源，而且還能保證焊接過程具有較高的安全性。鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量是否能夠達(dá)到令人滿意的程度，直接決定整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是否能夠具有較高的安全性和穩(wěn)定性。因此本文針對自動化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用展開相系的分析，為鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的提升奠定堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：自動化;焊接技術(shù);鋼結(jié)構(gòu)

0? 引言

伴隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，各種新材料和新技術(shù)的有效運用，使鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)生了巨大改變。作為建筑技術(shù)中起到重要作用的組成部分之一，焊接技術(shù)的自動化轉(zhuǎn)變，能夠保證相關(guān)施工環(huán)節(jié)具有較高的安全性和穩(wěn)定性，為人們帶來更加安全的作業(yè)環(huán)境，同時對環(huán)境保護(hù)也能起到積極的促進(jìn)作用。因此，相關(guān)人士必須對自動化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用給予足夠的重視，深入研究其中存在的問題，采取各種有效的措施將這些影響自動化焊接技術(shù)發(fā)揮作用的問題逐一解決。最終為我國鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的提升以及自動化焊接技術(shù)水平的進(jìn)一步優(yōu)化提供積極的幫助。

1? 標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)對自動化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中有效應(yīng)用展開的大量實際調(diào)查研究能夠明確了解，想要使自動化焊接技術(shù)的水平不斷提升，鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)、自動化設(shè)備研究單位、工程設(shè)計師之間必須建立有效的溝通合作。其中工程設(shè)計師對具體工程所需要的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計，設(shè)備研究單位負(fù)責(zé)研制具有較高精準(zhǔn)性的自動化焊接設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)對生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行深入研究，這樣才能有效實現(xiàn)自動化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)中有效發(fā)揮作用的目標(biāo)。比如，在建設(shè)港珠澳大橋的過程中，該橋在施工建設(shè)過程中，所使用鋼結(jié)構(gòu)梁板的數(shù)量比較大，共需要制造40萬噸的板單元，不僅具有較大的工程量，而且需要使用橫隔板單元、板底單元、板腹單元、板頂單元具有的同類構(gòu)件的數(shù)量龐大，對相同的零部件采用相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。這樣的情況對自動化焊接技術(shù)的運用極為有利，同時，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方式，也是保證港珠澳大橋自動化焊接有效實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

在對港珠澳大橋的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，要加強(qiáng)對局部細(xì)節(jié)設(shè)計的重視，能夠為后續(xù)自動化焊接技術(shù)的實施提供方便。比如，在鋼結(jié)構(gòu)橫隔板上進(jìn)行勁肋設(shè)計時，如果中間豎向肋與橫向肋之間存在的縫隙比較小、運用焊接機(jī)器人進(jìn)行豎向肋焊接時，由于焊槍在橫向肋的阻擋下難以順利通過，因此，為了使焊縫具有較高的連續(xù)性和質(zhì)量，必須保證橫向肋與豎向肋之間的角度在50°以上，距離在40mm以上。

2? 精準(zhǔn)化的焊接設(shè)備

具有較高精確度的自動化焊接設(shè)備，是保證鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)有效實現(xiàn)自動化焊接的核心，對于港珠澳大橋而言，由于車流量較大，其具有的疲勞載荷程度比較嚴(yán)重，如果處理不當(dāng)，不僅會導(dǎo)致港珠澳大橋的使用質(zhì)量和使用壽命受到嚴(yán)重影響，而且很容易出現(xiàn)坍塌、斷裂等安全事故。為了將這個問題有效解決，必須保證制造的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較高的精確度，使其具有的沖擊韌性有效提升，內(nèi)部質(zhì)量和外觀成形能夠滿足具體需求。與此同時，由于焊接機(jī)器人具有電弧跟蹤功能以及觸傳感功能，因此，將焊接機(jī)器人合理運用其中，利用焊接機(jī)器人具有的高精度焊接能力使生產(chǎn)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較高的精確度[1]。

3? 全面化的技術(shù)分析

針對不同類型的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言，工程設(shè)計師必須對鋼構(gòu)件的結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行深入研究，明確具體原理和內(nèi)容，幫助制造廠研制對應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備。這樣能夠使先進(jìn)的設(shè)備與合理的技術(shù)有效結(jié)合，使自動化焊接有效實施的目標(biāo)順利實現(xiàn)。不僅能夠使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到令人滿意的程度，而且還能使具體的生產(chǎn)效率提升到一個新的層次。下面以港珠澳大橋鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的生產(chǎn)為例，對自動化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)中的有效應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.1 U形肋板單元自動組裝定位焊

作為決定港珠澳大橋使用時限的關(guān)鍵因素，橋面板與U形肋之間具有的角焊縫直接承擔(dān)車輛輪胎的荷載壓力，極易出現(xiàn)損壞、疲勞的問題。運用單面焊接技術(shù)對橋面板的U形肋角縫隙進(jìn)行焊接，保證焊接熔深超過U形肋自身厚度的4/5以上，也就是說當(dāng)U形肋的高度為10mm時，其焊縫的熔深應(yīng)該在8mm以上，并且堅決不能焊漏。與此同時，作為決定U形肋角焊縫具有較高焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)條件，針對提高U形肋的組裝精確度特別設(shè)計制作了U形肋板自動組裝定位機(jī)床。該機(jī)床不僅具有自動移動、自動打磨、自動除塵、自動定位、自動壓實、機(jī)器人自動定位焊等功能，而且具有一定的環(huán)保作用，還能使定位焊縫的焊接質(zhì)量、鋼結(jié)構(gòu)組裝精確度、鋼結(jié)構(gòu)組裝效率大幅度提升，保證橋面板與U形肋在組裝之后，彼此質(zhì)之間存在的縫隙寬度始終不超過0.5mm[2]。

3.2 板單元焊接機(jī)器人

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否具有較高的質(zhì)量，直接由焊縫的質(zhì)量決定，特別是受到頂板U形肋角焊縫質(zhì)量影響明顯。為了保證其具有較高的質(zhì)量，熔透深度應(yīng)該保持在鋼板厚度的4/5以上，并且保持完美外觀形態(tài)的同時，不能焊漏，因此將板單元焊接機(jī)器人與反變形翻轉(zhuǎn)胎架焊接U形肋角焊縫的焊接技術(shù)相結(jié)合，能夠有效實現(xiàn)這一目標(biāo)。根據(jù)對板單元焊接機(jī)器人展開的大量實際調(diào)查研究能夠明確了解，在此過程中運用了雙道焊接技術(shù)，第一道利用小電流做基礎(chǔ)，使U形肋角焊縫具有的熔透深度在機(jī)器人具有的電弧跟蹤功能以及觸傳感功能作用下得到保證。第二道利用大電流封頂，不僅能夠使焊接外形具有較高的美觀性，還能使焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量具有較高安全性和穩(wěn)定性。與此同時，通過對大量疲勞測試結(jié)果展開的對比分析能夠知道，相比傳統(tǒng)焊接技術(shù)，利用機(jī)器人進(jìn)行焊接的角焊縫具有明顯的抗疲勞優(yōu)勢，比傳統(tǒng)焊接技術(shù)提高了大約40MPa，使鋼結(jié)構(gòu)板單元具有的抗疲勞性能有效提高。反變形技術(shù)減小了板單元的焊接變形，提高了生產(chǎn)效率[3]。

4? 結(jié)束語

通過上文針對自動化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的有效應(yīng)用，展開的大量實際研究和系統(tǒng)性分析，我們能夠更加明確的了解，只有采取各種有效的措施將自動化焊接技術(shù)的水平不斷提高，才能保證鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量能夠滿足使用需求。自動化焊接技術(shù)不僅能夠使實際施工效率有效提升、使橋梁的使用壽命得到有效延長、使鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量得到大幅度提升，保證施工具有較高安全性和穩(wěn)定性、促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)、提升社會經(jīng)濟(jì)效益。特別是在我國鋼結(jié)構(gòu)建筑物和設(shè)施數(shù)量不斷增加的環(huán)境下，還能夠有效解決自動化焊接技術(shù)中存在的問題。長此以往，必然能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)施工水平以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的提升貢獻(xiàn)積極的力量。

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