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摘要:随着我国经济发展和基建能力的提升,促进了我国交通体系的发展和完善,其中,钢结构桥梁也得到了长足的进步,越来越多的技术复杂、规模宏大、功能多样的钢结构桥梁被建设完成,创造了许多的世界第一,使得我国从桥梁大国向桥梁强国不断迈进。基于此,本文对钢结构桥梁焊接自动化技术发展与应用进行深入研究,以供参考。
关键词:钢结构桥梁焊接;自动化技术;发展;应用
引言
桥梁钢结构的施工工作中,采用先进的焊接自动化技术,不仅可以提升钢结构的焊接施工质量,还能保证外表的美观,节约资源满足环保性的发展要求。鉴于此,在桥梁钢结构的焊接施工工作中,应积极采用先进的焊接自动化技术,树立正确的观念意识,采用先进的技术措施,提升钢结构的施工效果。
1钢结构桥梁焊接自动化技术应用要点
1.1结构标准化设计
一般情况下,桥梁钢结构的数量很多,体育庞大,构件的也很烦琐,要想有效的采用自动化焊接技术,就应该事先标准化的设计,有效提升焊接制造的工作水平。在此过程中,开展桥梁钢结构的标准化设计工作,应该强化局部细节的处理力度,便于合理采用先进的自动化焊接技术。例如,在横隔板结构的加劲肋设计工作中,水平类型与竖向类型的加劲肋的间距过小,在使用机器人进行自动化焊接期间,很容易有阻碍,不能保证焊接空间的充足性。所以,在实际工作中,要确保焊接缝的连续性,有效地提升焊缝质量,保证加劲肋间距控制在4厘米左右,水平肋段的切角超过50度。
1.2积极采用先进的自动化焊接技术
在桥梁钢结构的焊接工作中,采用先进的自动化焊接技术,应遵循科学化的原则,深入研究工艺技术与结构制造技术,研发出先进的加工机械设备,将各种自动化焊接技术与机械设备相互整合,在确保自动化焊接的情况下,提升焊接的工作质量与水平。(1)U形肋板单元的自动化组装定位焊接技术。一般情况下,桥梁钢结构中的板单元质量,对整体桥梁寿命起着决定性的作用,而U形肋和板面之间的角焊接,会直接承受车轮的荷载,很容易出现疲劳损坏的现象,对桥梁结构的安全性和寿命会产生直接影响。一般情况下,桥面板单元U形肋角焊接期间,主要使用单面焊接技术措施,熔深要满足U形肋厚度的81%之上,如果厚度为8毫米,熔深就应该超过6.4毫米,不可以出现焊漏的现象。在精确焊接工作中,可采用自动化组装定位机床进行处理,将自动化的行走功能、除尘功能、定位功能与机器人功能相互整合,满足安全环保的工作要求,在一定程度上可以提升自动化焊接的水平,满足当前的自动化焊接工作要求。(2)板单元的机器人焊接技术。桥梁钢结构的板单元构建质量非常重要,而焊接质量对整体结构的建设稳定性和强度会产生影响,尤其是顶板单元的U形肋角焊缝,要保证熔深达到标准,并确保工作效果。在此期间,应该合理地采用先进的机器人自动化焊接技术,编制出完善的计划方案,在提升自动化焊接质量的情况下,利用疲劳试验对比方式,通过自动化机器人焊接的方法,提升整体的抗疲劳强度,将自动化焊接技术的作用发挥出来,这样在板单元相关机器人焊接技术合理应用的情况下,遵循合理化的工作原则,编制出较为完善的自动化焊接计划方案,有效地提升整体自动化焊接的技术水平与综合质量,从而促使桥梁钢结构自动化焊接工作的合理落实。(3)横隔板单元的自动化焊接处理。为确保桥梁钢结构的焊接质量,在使用自动化焊接技术的过程中,应该树立正确的观念意识,在横隔板单元自动化地进行焊接处理,从而有效地提升整体的自动化焊接技术应用水平。
在此期间,应该按照横隔板的具体结构特点,使用门式多头自动化焊接技术,开展相关焊接工作,每套自动化焊接机械设备,均需要设置两只机械手,分别在旋转托盘中固定,然后,托盘能够在门架衡量中进行左右的移动,伺服电动机的驱动下,实现纵向轨道的自动化行走目的。在此期间,机械手除了可以进行板肋两侧角的自动化焊接,还能预防出现焊接变形的现象。为确保自动化焊接工作质量符合标准,应该在机器人中设计相关程序,保证在自动化连续焊接的情况下,全面提升整体 的焊接质量。
1.3合理选择自动化焊接原材料
桥梁钢结构的自动化焊接工作中,要想确保技术的应用效果,就应该选择质量较高的焊接原材料,保证焊丝具有较好的工艺性能,可在自动化焊接中实现连续、稳定的送丝目的。在此期间,应该合理地使用桶装的焊丝开展工作,确保在缠绕期间不会出现扭曲的现象,并且在自动化焊接期间,焊丝可以有一定的对正性能,有效地提升焊接外观成形的均匀性与一致性,规避“蛇形”焊缝问题,并预防有气孔的质量缺陷。在选择焊丝的过程中,应该保证焊丝的熔敷效果符合要求,预防出现飞溅的现象,规避脱渣风险。近年来,在桥梁钢结构性能逐渐提升的情况下,焊接的接头标准也有所提升,在此情况下,为确保焊缝金属的强度在木材标准值的范围内,应该明确具体的焊缝超强限制,将焊缝的超强指标控制在合理的范围内,以免出现自动化焊接的问题。实际工作中使用自动化焊接技术,应该遵循与时俱进的发展原则,树立正确的观念意识,总结丰富的工作经验,创建出科学化的工作模式。
2自动化焊接技术难点和发展
尽管焊接自动化技术相较于传统焊接优点众多,目前对于其大规模的推广使用仍存在一定难点,第一便是异形构件和生产批量的问题,由于钢结构桥梁构件单体质量大、结构不统一、批量较小且生产周期较长的原因,使得钢结构桥梁难以形成大规模的自动化焊接生产。第二受焊接位置的影响,难以实现焊接自动化,目前多数的自动化焊接以平焊为主,少数涉及到立位焊接,当焊接位置在仰位时,自动化焊接便会受到极大影响,难以实现其预设目标,如在港珠澳大桥的箱梁的腹板、横隔板与顶板的仰位角焊缝就难以采用自动化焊接。第三便是焊接材料,我国的钢结构桥梁跨度和强度都不断提高,对焊接材料便提出了更高的要求,高强度、高耐候的材料需要被研制。第四便是焊接装备的影响,目前虽然有焊接机器人,但是生产模式还是依照传统模式,许多构件结构复杂和受现场条件限制,无法采用大型的焊接机器人作业,需要对焊接机器人进行进一步的开发和改进。根据以上焊接自动化应用的几个难点,不难得到其以后发展的几个方向,首先便是钢结构桥梁构件的标准化,这需要桥梁设计和制造的相互配合,使得桥梁构件标准化和模块化,为大规模的焊接自动化提供基础。其次便是要不断开发新型的材料和焊接材料,为以后的大跨度、重载荷和结构复杂的钢结构桥梁生产制造提供可能性。最后便是要根据钢结构桥梁构件的结构特点和规模特点研制小型的焊接机器人和特定位置的焊接机器人,为全方面、全周期的焊接自动化的实现提供设备支持。
结束语
总而言之,我国的自动化焊接技术已经取得巨大的发展和进步,在许多的特大桥梁工程中已经推广使用,提高了其生产效率和质量,为我国桥梁工程的发展和进步做出了突出贡献,更是我国交通强国建成史上重要的一笔,后期自动化焊接还会针对目前的难点进一步的发展和进步,最终会朝着全方面、全周期的构件自动化焊接迈进,助力我国桥梁强国发展。
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