5月17~19日,在中国钢结构协会、中国建筑金属结构协会、中国工程建设焊接协会的指导下,在机械工业信息研究院、长三角钢铁产业发展协会、湖北省焊接协会、湖北省钢结构协会大力支持与积极组织下,由金属加工杂志社、武汉钢铁集团轧辊有限公司、武汉一冶钢结构有限责任公司和中核集团高效智能化焊接重点实验室等单位承办的以“高效·合作·共赢”为主题的2023钢结构智能高效焊接技术交流会在武汉成功举办。来自全国各地钢结构制造及应用企业、焊割企业、智能制造企业,哈工大、华科、武汉理工等数家重量级高校教授以及钢结构行业专家近300人参加,并有来自协会、企业和高校的二十二位嘉宾针对行业痛点技术,进行演讲探讨。
钢结构焊接发展趋势:数字化、自动化和智能化
周宝东
机械工业信息研究院、机械工业出版社党委副书记
正如机械工业信息研究院、机械工业出版社党委副书记周宝东在会议开幕致辞中所言, 作为建筑、桥梁、工程机械、轨道交通、铁路等行业的重要构件,钢结构犹如房屋的脊梁,起着重要支撑作用。可以说,钢结构的质量决定着以上各行业质量,钢结构的智能高效焊接有利于以上各行业提质增效。随着我国社会老龄化、劳动力资源短缺和劳动力成本的加深,钢构件工厂迫切需要自动化设备来取代从事重复工作的劳动者;随着社会分工的细化和行业集中度的增加,钢结构企业的门槛在不断提高,数字化和自动化生产已成为主流。
焊接作为工业“裁缝”,将各种钢结构裁剪拼接成可用构件,传统焊接工艺因为烟尘、弧光、金属飞溅的存在和工作环境恶劣,影响了钢结构焊接的质量与效率,比如建筑钢构焊接、船舶钢构焊接等迫切需要转型升级。
彭吉
湖北省钢结构协会秘书长
湖北省钢结构协会秘书长彭吉在发言中指出当前世界正处在快速发展和变革的时代,新一轮科技革命和产业变革正在深刻影响着每一个企业、每一个行业。随着科技不断进步和应用领域的拓展,智能化已成为推动产业升级和发展的不可逆趋势。钢结构焊接作为一种重要的连接方式,其质量和效率直接影响着工程品质和成本控制。因此,积极推进钢结构智能高效焊接技术的研究和应用,逐步提高焊接生产效率和质量是当前钢结构行业的重点任务之一。也将引领整个行业迈向更为高效和智能化的方向,为实现高质量、高效益的钢结构事业做出重要贡献。
刘晓斌(教授级高级工程师)
中建四局钢结构工程事业部副总经理
中建四局钢结构工程事业部副总经理、教授级高级工程师刘晓斌介绍到建筑钢结构在我国获得突飞猛进发展,为了与钢结构大国的能力相匹配,应大力促进焊接技术和焊接装备自动化的发展,提高我国钢结构建造的质量和效率。刘教授提出数字化焊接工艺,主要包括设计数据库+工艺数据库+环境数据库+质量数据库,在线优化和监控;并通过计算分析和测控焊接热循环、焊接应力状态对工件性能的影响,推动形成有机理规律可循的、能定量预测和控制的新型焊接体系。
张华
武船重型工程股份有限公司副总工程师
武船重型工程股份有限公司副总工程师张华也谈到过去十几年,我国的钢桥焊接技术实现了跨越式发展,先进焊接技术赋能钢桥制造,有效提升了产品制造质量,缩短了制造周期,改善了劳动条件;自动化焊接技术在钢箱梁板单元制造中得到了全面应用,建立了新一代正交异性钢桥面板制造技术体系,大幅提升了疲劳性能。张总认为应该清醒地认识到,用工成本高、生产效率低、粗放式制造的行业属性还没有得到根本性改变,标准化、精细化、自动化、智能化制造是行业发展方向,桥梁工作者需要进一步提升设计理念、改进制造模式,充分吸收借鉴其他行业先进经验,持续深入开展钢桥领域关键技术研究,共同推进产业转型升级。
陈桥生
上海宝冶集团有限公司首席专家
上海宝冶集团有限公司首席专家陈桥生在报告中介绍到,随着大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的迅猛发展,钢结构企业应从全流程BIM应用、物料数字化管理、制造设备数字化、构件标识数字化到施工阶段的智慧工地平台等各种维度尝试数字化应用。
冯英超
中国核工业二三建设有限公司设计公司总工程师
中国核工业二三建设有限公司设计公司总工程师冯英超介绍到,因焊接流程中存在的问题而造成的严重后果,必须吸取经验教训,引起重视。他介绍了太平岭核电等形成标准数字化焊接应用场景,实现任务在线管理、焊材自动发放回收、焊接数据实时采集及智能控制、焊接全流程数据统一可视化呈现。该技术可迁移至各钢结构焊接作业行业,并进行定制开发应用。但同时也要思考一些与多品牌设备通讯衔接的问题,数据安全性的问题,数据深加工为智能化焊接提供数据支撑、数据赋能、辅助生产的问题等。
直击痛点,助力钢结构应用企业的高质量发展
钢结构焊接质量和生产效率,对于工程安全和行业高质量发展具有非常重要的意义。只有在每个技术细节把控好,才能保证钢构件乃至成品的质量与安全。
中国工程建设焊接协会常务副会长、教授级高级工程师刘景凤在报告中提出了焊接的“加减法”的概念,还指出,无论是给焊接做加法或是做减法,都需要在高效焊接技术研发上不断创新和努力。
刘景凤
中国工程建设焊接协会常务副会长、教授级高级工程师
针对我国的钢结构焊接规范和主要变化,上海市焊接学会秘书长顾福明详细分析了AWS D1.1《钢结构焊接规范》(2020)每一章的内容,包括规范引用、术语和定义、焊接接头设计、工艺评定、制造、检验、现有结构的加强和修复。“如果大家都能认真研读标准、按照标准进行操作,将直接关系到企业的效率” 主持人包头职业技术学院的冯岩青教授总结了标准的重要性。
顾福明
上海市焊接学会秘书长
针对U肋焊接智能化及矫形自动化技术,来自中铁宝桥集团有限公司专家、焊接专业带头人张剑峰介绍了U肋+面板焊接相关内容以及板单元矫形技术和智能生产线,中铁宝桥通过集成实施信息化系统以及先进的智能生产设备群,基本建成了上下联通、业务闭环、典型覆盖的板单元智能制造生产线。通过深中通道钢箱梁等项目的实施,验证了钢箱梁智能生产线,U肋板单元焊接及矫形等关键技术全面达到预定目标。该生产线为智能制造打下了坚实基础,提升了钢桥梁制造品质,在行业内具有示范作用。
张剑峰
中铁宝桥集团有限公司专家、焊接专业带头人
针对耐候桥梁钢的绿色制造技术,来自中铁山桥集团有限公司首席专家、焊接室主任、教授级高工徐向军对耐候钢桥焊接技术进行了相关的介绍,具体举例了阿拉斯加桥耐候钢、官厅水库特大桥耐候钢、黑河大桥耐候钢的焊接技术应用情况,徐教授介绍到与普通钢桥相比,虽然耐候钢桥的钢板和制造费用高,但由于耐候钢桥运营过程中免涂装维护,从全寿命周期的费用来看耐候钢桥显示较好的经济效果。目前,国外已将耐候钢逐渐当作一种普通桥梁用钢来广泛使用,相信未来耐候钢桥在国内也有巨大的发展前景。
徐向军(教授级高工)
中铁山桥集团有限公司首席专家、焊接室主任
针对异种钢厚板焊接工艺,来自武汉理工大学教授、博士生导师甘进教授团队的刘华兵博士对异种钢厚板焊接工艺残余应力测试与调控进行了相关阐述,将异种钢厚板焊接件残余应力测试进行了相应的分类,根据表面残余应力和内部残余应力,不同的有损检测和无损检测的众多检测方式。在调控方面,刘博士带我们了解了超声波冲击技术,该技术的主要作用是残余压应力晶粒细化,以提升疲劳寿命、抗腐蚀性能以及拉伸性能。
刘华兵博士
武汉理工大学教授、博士生导师甘进教授团队
针对电弧对侧壁加热不充分,熔池热量作用侧壁不足,易造成侧壁未熔合缺陷的问题,来自江苏科技大学教授胡庆贤给出一种超厚板窄间隙GMAW焊技术, GMAW焊接熔池强机械搅拌的焊接传热调控新技术,无需外加复杂的机械式焊丝摆动或者电磁装置。利用钨搅拌棒在熔池内产生强迫对流传热,加速熔池高温流体向窄间隙侧壁的能量传递来改善侧壁熔合质量。未来,搅拌参数如何时空调控侧壁熔深仍需进一步研究。
胡庆贤
江苏科技大学教授
针对中厚板钢结构高效窄间隙焊接技术,来自哈尔滨工业大学教授、博士生导师耿正提出,对于中厚板焊接,为了提高焊接效率,除了提高焊丝熔覆率之外,采用窄间隙坡口可以大幅度降低坡口的焊丝填充量,常规窄间隙焊接方法对焊接坡口的尺寸精度有严格要求,要求机加坡口,组对间隙误差小于1mm,但是这些要求在钢结构的生产中是难以满足的,于是耿教授阐述了一种全新“换位思考”的适用于钢结构焊接生产的窄间隙焊接方法,把焊接工件的板厚看作焊缝长度,旋转90度,把厚板工件立起来,0度坡口电弧对工件侧壁的有效加热作用有限,侧壁熔化量相对于V形坡口更小,尤其是高温区停留时间变短,冲击功提高,通过冲击功实验结果表明,热影响区冲击韧性高于焊缝金属,不同机构三次检测结果均高于130J,保证窄间隙坡口侧壁可靠融合的同时焊接热输入可控。
耿正
哈尔滨工业大学教授、博士生导师
针对焊接飞溅的问题,深圳市麦格米特焊接技术有限公司营销策划经理段俊昌经理在报告中提出麦格米特的弧焊机器人焊接电源可以达到0.08秒闪电切换job参数,切换过程稳定可靠。麦格米特短路过渡低飞溅技术,可以让融滴平静的进入熔池,减少了液桥爆断带来的主要飞溅,同时整个波形控制极大降低热输入。麦格米特的“临界脉冲”通过配件,气体和招工方面的低成本以及高效率,把脉冲做到类似直流的手感,克服了脉冲焊机一直是人工焊的痛点。段经理指出,随着中国制造的转型升级,应该逐渐打破对国产焊机的刻板印象,国产焊机性能同样可以是媲美世界焊机品牌。
段俊昌
深圳市麦格米特焊接技术有限公司营销策划经理
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