深度丨當(dāng)中國橋梁建造步入世界鋼橋建造的先進(jìn)行列

日期：2020-04-07瀏覽量：2355來源：

近20多年來，中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展促進(jìn)了公路、鐵路和城市交通體系的建設(shè)和完善，帶動了橋梁建設(shè)快速發(fā)展和進(jìn)步，建成了許多有特色的拱橋、斜拉橋和懸索橋。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高速公路和高速鐵路建設(shè)日新月異。

目前，我國的橋梁建設(shè)不僅滿足于功能性，還向高速、大跨度、重載、環(huán)保和美觀方向發(fā)展，我國橋梁建設(shè)無論是在數(shù)量上、建造速度上還是在建造規(guī)模上，都是其他國家在同一時(shí)期無法比擬的。這表明這一時(shí)期，中國在鋼橋設(shè)計(jì)、建造和架設(shè)等方面的技術(shù)水平有了大幅度提高，拉近了與發(fā)達(dá)國家之間的差距，步入了世界鋼橋建造的先進(jìn)行列。

隨著高速鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展和高速公路網(wǎng)的建設(shè)，鐵路、公路的鋼橋建設(shè)也飛速發(fā)展。近十幾年，隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，橋梁鋼結(jié)構(gòu)市場由國內(nèi)向海外延伸，我們建造的橋梁鋼結(jié)構(gòu)先后進(jìn)入東南亞、非洲、歐洲等地區(qū)，目前借助“一帶一路”的區(qū)域合作平臺，我國將建造更多的國外鋼橋，連接世界各國合作發(fā)展的友誼之路。

鋼橋建造中焊接技術(shù)的發(fā)展

我國橋梁鋼的發(fā)展與鐵路鋼橋的建造密切聯(lián)系，經(jīng)歷了“低碳鋼-低合金鋼-高強(qiáng)度鋼-高性能鋼”的發(fā)展過程。

20世紀(jì)末，由于熔化極氣體保護(hù)焊工藝具有焊接效率高、焊接變形小、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低等優(yōu)點(diǎn)。隨著熔化極氣體保護(hù)焊接設(shè)備功能的提高和焊接材料制造質(zhì)量的提升，在鋼結(jié)構(gòu)建造領(lǐng)域被逐漸推廣應(yīng)用，公路鋼橋建造首先采用了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝，取得了良好的效果，進(jìn)而在鐵路鋼橋建造上也逐漸得到推廣應(yīng)用?？梢哉f，氣體保護(hù)焊工藝的推廣促進(jìn)了橋梁鋼結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)能力的提高。

機(jī)器人焊接在鋼橋建造中的應(yīng)用

一些橋建造企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化”的制作要求，啟用了橋梁自動化制造工作，取得了顯著效果，推動了鋼橋建造行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步。

集行走、打磨、除塵、定位、壓緊和機(jī)器人自動焊接為一體，極大的提高了工作效率、提高了合格率。

在這一階段，視覺激光掃描焊縫的傳感器的應(yīng)用，再次開創(chuàng)了橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊接的新模式。

示教編程是目前工業(yè)機(jī)器人廣泛使用的編程方法，根據(jù)任務(wù)的需要將機(jī)器人末端工具移動到所需的位置和姿勢，然后把每一個(gè)姿勢連同運(yùn)行速度、焊接參數(shù)等記錄并存儲下來，機(jī)器人便可以按照示教的姿勢再現(xiàn)。

在機(jī)器人焊接過程中，可能出現(xiàn)許多無法預(yù)知的隨機(jī)干擾因素，使焊接過程與焊接質(zhì)量受到影響，這些干擾因素主要有以下兩類：

1、實(shí)際焊件產(chǎn)生的干擾因素

2、焊接過程出現(xiàn)的干擾因素

在上述諸多隨機(jī)干擾因素可能產(chǎn)生的條件下，在焊接過程中很容易出現(xiàn)焊槍與焊縫位置的相對偏差，如果不進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，就會影響焊接質(zhì)量。為了獲得高質(zhì)量的焊縫必須采用焊縫自動跟蹤控制技術(shù)。

創(chuàng)想智控自主研發(fā)的機(jī)器人焊縫跟蹤系統(tǒng)

數(shù)字化和集成一體化結(jié)構(gòu)；

在線實(shí)時(shí)檢測跟蹤多種焊縫，真正實(shí)現(xiàn)焊接自動化和智能化；

實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通訊；

實(shí)現(xiàn)機(jī)器人焊縫跟蹤、焊縫尋位等功能；

焊縫寬度自適應(yīng)功能；

焊縫實(shí)時(shí)跟蹤；

焊接軌跡自動預(yù)測；

抗弧焊光核滴熔飛濺；

機(jī)器人協(xié)同跟蹤。

創(chuàng)想智控機(jī)器人焊縫跟蹤系統(tǒng)適配機(jī)器人應(yīng)用到鋼橋建造中，可消除人為因素對焊接質(zhì)量的影響，焊縫質(zhì)量好，焊接效率高，降低了工人的勞動強(qiáng)度改善了勞動條件，保障焊縫質(zhì)量的同時(shí)可提高焊縫的疲勞等級。特別對于鋼橋建筑中的鋼箱梁焊接時(shí)的板單元間對接焊縫、節(jié)段間斜底板對接焊縫、腹板立位對接焊縫以及鋼錨箱焊接時(shí)的熔透角焊縫等數(shù)量多，焊縫要求高、焊接難度大，使用機(jī)器人焊縫跟蹤系統(tǒng)可大幅度提高焊接效率，完成對接焊縫和角焊縫的精準(zhǔn)焊接。

應(yīng)用案例一