根據(jù)中國鋼協(xié)報告，到2035年，我國鋼結(jié)構(gòu)用量將達到每年2.0億噸以上。從城市地標到交通基礎(chǔ)設(shè)施，鋼結(jié)構(gòu)在中國的應(yīng)用廣泛而多樣化。在這些應(yīng)用領(lǐng)域當中，鋼結(jié)構(gòu)在橋梁中的應(yīng)用規(guī)模也在不斷壯大，鋼結(jié)構(gòu)橋梁已經(jīng)成為目前國內(nèi)重要城市道路交通建筑之一。

本期文章，讓我們通過一個伏能士客戶案例，深入探討自動化焊接等智能制造技術(shù)的應(yīng)用在幫助鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵作用。

勞動力短缺帶來的多重挑戰(zhàn)

隨著鋼結(jié)構(gòu)橋梁的需求日漸增長，行業(yè)也在面臨一些挑戰(zhàn)。在鋼橋梁的生產(chǎn)中，大部分企業(yè)的主要工序采用傳統(tǒng)的人工作業(yè)流程，而招工難和人力成本的提升已經(jīng)是制造行業(yè)的日益關(guān)注的問題。

焊接是鋼結(jié)構(gòu)組件生產(chǎn)制造流程中的重要步驟，在這個過程中，嚴格的質(zhì)量控制和檢驗非常關(guān)鍵。由于受人工因素影響，傳統(tǒng)的手工焊不僅增加了企業(yè)用人成本，還可能導致焊接質(zhì)量的不可控。如何保障生產(chǎn)質(zhì)量的同時提高產(chǎn)能，并尋找效率更高、更環(huán)保的生產(chǎn)方法已是行業(yè)眾多企業(yè)需要迫切解決的難點之一。

如今，為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，智能制造技術(shù)的應(yīng)用變得至關(guān)重要。伏能士作為自動化焊接技術(shù)的專家，在針對鋼結(jié)構(gòu)智能制造轉(zhuǎn)型的不同環(huán)節(jié)中有哪些制勝法寶？又可以如何幫助橋梁鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)鋼橋梁“工業(yè)化、智能化、綠色化”制造呢？讓我們通過以下的客戶案例來深入了解。

甘肅博睿交通重型裝備制造有限公司于2017年在蘭州成立，是鋼結(jié)構(gòu)橋梁、波形鋼腹板組合梁產(chǎn)量前列的加工基地，波紋腹板鋼橋梁產(chǎn)量10萬噸/年。其作為一家專業(yè)從事交通重型裝備制造的企業(yè)，擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗和技術(shù)實力。近三年參建的項目包括中川機場連接線、敦當公路等。

您的焊接挑戰(zhàn)是什么？

鋼結(jié)構(gòu)橋梁的組件通常在工廠中預制，在加工制造的過程中，需要控制四個會對質(zhì)量產(chǎn)生影響的關(guān)鍵因素，分別為材料、檢測、焊接和涂裝。行業(yè)發(fā)展到今天，超強鋼的應(yīng)用、焊材的廣泛應(yīng)用基本已經(jīng)解決材料的問題，而焊接這個步驟耗時長，依然是難點所在。

“焊接以前是人工作業(yè)，如今人工勞動力短缺，加上人工焊接很難控制焊接質(zhì)量，會導致焊接這個生產(chǎn)步驟遇到問題。所以博睿工廠才需要智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通過引進自動化的設(shè)備，比如先進的焊接電源，而目前大部分的橋梁鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)都在經(jīng)歷這樣的轉(zhuǎn)型。”

—— 博睿重裝工藝負責人

作為橋梁鋼結(jié)構(gòu)制造商，甘肅博睿希望通過應(yīng)用自動化焊接設(shè)備實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與突破，打造全流程自動化生產(chǎn)線，解決勞動力短缺和成本上升的問題，實現(xiàn)效率和質(zhì)量更高的焊接控制。

伏能士 TPS/i 解決方案的應(yīng)用

波形鋼腹板

博睿重裝主要生產(chǎn)波形鋼腹板，一種具有波浪狀的鋼構(gòu)件，它們不僅提供了承載能力，還在設(shè)計上具有靈活性，能夠滿足各種橋梁的需求。目前工廠產(chǎn)線上裝有25 套伏能士TPS 600i PMC，用于頂腹板單元站及總裝單元站關(guān)鍵焊縫的焊接。

頂腹板單元站自動化焊接

總裝單元站自動化焊接

傳統(tǒng)人工作業(yè)模式在坡口側(cè)焊接完成后背面碳弧氣刨清根，再焊接達到熔透。

自動化焊接作業(yè)模式在坡口側(cè)第一道焊接約20cm后，非坡口側(cè)同步焊接，無需清根，減少清根工序，減少噪聲、煙塵污染，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量和外觀質(zhì)量。

TPS/i 幫助鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)突破技術(shù)創(chuàng)新

通過應(yīng)用伏能士TPS/i焊接設(shè)備，博睿也實現(xiàn)了新型波形鋼腹板梁自動化焊接的技術(shù)創(chuàng)新。焊接過程無需人工干預，打破常規(guī)制造方式，采用自動控制、激光跟蹤和電弧跟蹤，應(yīng)用雙面焊接技術(shù)，提高了焊接質(zhì)量和焊接效率，輸出產(chǎn)品一次焊接合格率也得到了大幅度提升。

“伏能士的設(shè)備在節(jié)能、數(shù)字化、輕量化、穩(wěn)定性這幾個方面都是表現(xiàn)良好的，尤其是電源表現(xiàn)很穩(wěn)定，產(chǎn)品的熔覆率、外觀成型及飛濺控制較好。博睿在應(yīng)用伏能士TPS 600i焊接解決方案后，焊縫的外觀質(zhì)量大幅度提升，補焊率降低，對公司長期的產(chǎn)品質(zhì)量改進也有很大的幫助。比較明顯的改善是人工成本的減少，之前可能需要三四個人完成的輔助工作，比如清理焊渣，現(xiàn)在一個人就可以。同時因為返工率降低了，總體產(chǎn)能也提高了一倍左右。”

—— 博睿重裝產(chǎn)線負責人

TPS/i Robotics 產(chǎn)品優(yōu)勢

01 靈活可調(diào)的工藝

新工藝的編程、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換以及多種工藝之間的切換非常耗時。TPS/i Robotics在工藝設(shè)置、維護、控制和轉(zhuǎn)換等方面進行了大量優(yōu)化，焊接工藝和特性曲線都可以根據(jù)個性化需求進行調(diào)試或增強，將因停機而產(chǎn)生的成本盡量降低。

02 更優(yōu)良的焊縫質(zhì)量

高速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使我們可以更快更準確的分析電弧特性，更好地控制電弧，從而實現(xiàn)低飛濺的熔滴過渡和更高速可靠的脈沖電弧。智能化的恒熔深和等弧長功能保證了均勻的熔深和持續(xù)穩(wěn)定的電弧，帶來更高速、清潔、穩(wěn)定的生產(chǎn)過程。

03 保證批量生產(chǎn)過程的可靠性

通過配備伏能士的 WeldCube 軟件服務(wù)器，可以輕松地將生產(chǎn)線上的每一臺焊接聯(lián)網(wǎng)，收集并存檔所有相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)完善的數(shù)據(jù)歸檔和更好地智能評估，保證工業(yè)生產(chǎn)過程的可靠性。

未來趨勢：自動化到智能化的升級轉(zhuǎn)型

隨著中國繼續(xù)擴大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊接領(lǐng)域正在不斷發(fā)展和創(chuàng)新。同時，可持續(xù)發(fā)展也將成為行業(yè)的主要關(guān)注點，推動更環(huán)保、更節(jié)能的制造方法?？沙掷m(xù)發(fā)展是伏能士一切工作的核心，而博睿重裝也在2022年被評為國家級“綠色工廠”。

十余年來，伏能士憑借前沿的技術(shù)為中國客戶帶來先進的焊接解決方案和完善的服務(wù)。甘肅博睿的王經(jīng)理也表示，對伏能士的CMT冷金屬過渡工藝、熔池監(jiān)控產(chǎn)品、WeldCube 軟件解決方案非常感興趣，希望加強技術(shù)交流，打造更加完善的生產(chǎn)流程，實現(xiàn)焊接過程可追溯性，尤其是焊材、能耗、氣體等成本的測算，從而實現(xiàn)精細化企業(yè)管理和智能工廠的目標。