钢结构因其具有抗震性、耐久性、经济性、环保性、节能性等特点，所以在建筑、桥梁、船舶、工程机械、核电、铁路等行业得到了广泛应用。可以明确地说，以上各行业的质量在很大程度上由钢结构的质量所决定，并且钢结构的智能高效焊接有助于以上各行业提升质量、提高效率。

《钢结构行业“十四五”规划及 2035 年远景目标》提及，在 2025 年底这个时间节点，我国的钢结构用量会达到 1.4 亿吨左右的规模，并且钢结构建筑在新建建筑面积中所占的比例会达到 15%以上。并且，基本能够实现钢结构的智能建造。焊接被称作工业“裁缝”，它能够把各种钢结构裁剪并拼接成可以使用的构件。在传统焊接中，主要是以人工焊的方式进行。如果按照人均钢材加工能力为 400t/人·年来计算，到 2025 年需要 35 万焊工；到 2035 年则需要 50 万焊工。

我国社会呈现出老龄化态势，同时劳动力资源变得短缺，劳动力成本也在不断增加。在这种情况下，钢构件工厂急切地需要自动化设备，以取代那些从事重复工作的劳动者。随着社会分工越来越细致，行业的集中度也在不断提升，钢结构工厂的进入门槛持续提高，而数字化和自动化生产已然成为主流。

5 月 17 日到 19 日期间，“2023 钢结构智能高效焊接技术交流会”得以举办。此次交流会由机械工业信息研究院金属加工杂志社、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。来自钢结构制造和应用企业的人员、机器人企业的人员以及行业专家等近 300 人参加了会议。并且有 22 位嘉宾分别来自协会、企业和高校，他们针对行业的痛点技术进行了演讲和探讨。从交流的情况方面来看，这让我们更加清楚地知晓了机器人在钢结构智能高效焊接领域里的应用需求以及发展趋势。

| 钢结构焊接发展趋势：数字化、自动化和智能化

中国工程建设焊接协会的常务副会长是刘景凤，她是教授级高级工程师。在国家“碳达峰、碳中和”的目标之下，刘景凤要求推动钢结构焊接工艺朝着绿色化以及数字化的方向进行转型。推进制造强国的建设。应提倡精益制造，大力推广自动化、智能化焊接技术的应用，增强技术创新力度，开发出适合结构钢钢材焊接性要求以及钢结构构造特点的焊接新技术，提高机器人焊接的应用比例，日本全国钢结构工业协会会员单位中焊接机器人的引入比例达到了 65%。

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

近年来，我国在建筑、船舶、核电、桥梁钢结构焊接等行业开展了智能制造的探索与实践。这些实践体现在设备变得智能化，产线实现了自动化深圳钢结构焊工，工厂达到了智慧化。在其中，机器人被视为制造业转型升级的关键技术以及竞争的焦点。

建筑行业

建筑钢结构方面，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道：建筑钢结构加工厂的工装设备条件比施工现场好很多，焊接作业的自动化（或半自动化）程度也高很多；在工厂中，实际情况大多是以自动化（或半自动化）埋弧焊为主，同时辅以部分手工焊接作业；而在钢结构施工现场，仍然是以手工焊接作业为主，辅以部分自动焊或半自动焊作业。

住房需求不断增长且基建不断深化，这使得建筑钢结构在我国取得了突飞猛进的发展。为了让我国的能力与钢结构大国相契合，就应当大力推动焊接技术以及焊接装备自动化的发展，以此来提升我国钢结构建造的质量和效率。焊接机器人是数字化焊接技术的重要核心组成部分，同时也是整个集成系统的最终执行元件。

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

焊接速度能加快，生产效率明显提高。

船舶行业

船舶行业中，武船重型工程股份有限公司副总工程师张华谈到深圳钢结构焊工，焊接工时在钢桥制造总工时中约占 60%至 70%。焊接高效化能够有效缩短产品制造周期，还能降低制造成本。先进的焊接材料、焊接设备以及焊接工艺是实现焊接高效化的有效手段。而钢桥产品的工厂化加工和标准化制作则是焊接高效化的重要条件。

传统的钢桥焊接制造主要依靠人工焊接，这导致生产效率较为低下；由于受到人为因素的影响，焊接质量的稳定性也比较差；在招工方面，高技能人才较为难招；进行产业技术升级，促使焊接实现自动化，是提高生产效率和产品质量以及解决劳动力短缺问题的一个有效办法。

武船重型工程股份有限公司副总工程师 张华

多年发展之后，机器人焊接技术在钢箱梁制造领域实现了全方位的应用。其在板单元焊接方面较为成熟，而在节段拼装焊接中的适应性还需要进一步提升。武船重工在板单元智能化焊接技术方面有以下应用：包括横隔板机器人、横肋板机器人以及面板立体单元机器人。

核电行业

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，对于核电行业来说，在核电、航天、石油化工、民用建筑等工程建设中，存在大量钢结构焊接任务。钢结构焊接技术是各工程现场建安施工的关键技术方法，其焊接质量对重大工程建造和长期运行有着关键性作用，钢结构焊接周期会直接影响工程的整体施工周期。

中国核工业二三建设有限公司设计公司总工程师 冯英超

太平岭核电等构建了标准数字化焊接应用场景。在此场景中，能够实现任务的在线管理。同时，也可以实现焊材的自动发放回收。并且能够实现焊接数据的实时采集及智能控制。还能够实现焊接全流程数据的统一可视化呈现。该技术能够迁移至各钢结构焊接作业行业，并且可以进行定制开发应用。但同时要思考以下一些问题：与多品牌设备通讯衔接的问题；数据安全性的问题；将数据进行深加工，以为智能化焊接提供数据支撑、数据赋能以及辅助生产的问题等。

桥梁行业

中铁宝桥集团有限公司的专家、焊接专业带头人张剑峰向桥梁行业介绍了 U 肋+面板焊接相关内容，还介绍了板单元矫形技术和智能生产线。中铁宝桥集成实施了信息化系统以及先进的智能生产设备群，已基本建成上下联通、业务闭环、典型覆盖的板单元智能制造生产线。其中，龙门式 U 肋多头组装机具有 U 肋卡紧定位功能，能够同时使用两条焊接机器人进行定位焊。

中铁宝桥集团有限公司专家、焊接专业带头人 张剑峰

该公司实施了深中通道钢箱梁等项目，从而验证了钢箱梁智能生产线以及 U 肋板单元焊接和矫形等关键技术，这些技术全面达到了预定目标。该生产线为智能制造奠定了坚实基础，提升了钢桥梁的制造品质，在行业内起到了示范作用。

| 现场对接，机器人助力钢结构智能高效焊接

2023 政府工作报告明确了我国要“扎实推进中国式现代化”，要“促进传统产业改造升级”，还要“加快建设现代化产业体系”。这为推进机械工业高质量发展指明了方向。在制造业转型升级中，机器人被视为关键技术与竞争焦点。所以，打通钢结构应用企业与智能焊接企业之间的沟通渠道是非常重要的。本次会议期间，有数十家机器人企业参与。这些企业针对建筑、桥梁、船舶、工程机械、核电、铁路等行业的钢结构高效焊接，提出了具体的解决方案。会议期间，不少机器人企业与钢结构应用企业直接达成了合作意向，这充分说明机器人在赋能钢结构高效焊接方面具有重要作用。

钢结构焊接机器人的应用现状到底是怎样的呢？针对这个问题，北京石油化工学院的副教授罗雨进行了介绍。他介绍了钢结构现场安装焊接机器人的技术现状及趋势。在报告中，罗教授列举了很多钢结构机器人焊接的应用案例。他总结出，通过机器人与专机的组合，能够使用最大的焊接电流进行焊接，从而实现高精度的焊缝。钢结构现场安装焊接机器人的工作环境比钢结构工厂预制机器人焊接的工作环境差，工况也更复杂。因此，应该针对现场工况，研发各种体积小巧、质量轻、安装方便、操控简单的模块化便捷式移动机器人。通过新型高效焊接工艺及焊接自动化装备应用研究，能够推进高效焊接工艺的应用。

北京石油化工学院副教授 罗雨

从会议现场情况来看，各机器人企业纷纷展示自家 特色产品。

中集飞秒（上海）机器人科技有限公司的研发总监张兆彪，对中集飞秒 FESINWELD 免示教多层多道智能焊接系统进行了介绍。自主开发了 3D 内核，其强大的三维引擎能够导入 STP、IGS、STL 等格式。可以进行可视化操作，对复杂构件进行焊接。还具备三维动画操作式交互体验。一个普工通过操作电脑，能够控制 2 到 3 台智能焊接工作站。真正实现了工作站群控，一人可以顶替多人，从而减少了成本，提高了工作效率。

中集飞秒（上海）机器人科技有限公司研发总监 张兆彪

芜湖行健智能机器人有限公司的副总经理王大江对行健机器人的技术特点进行了介绍，其中包括自主研发复合视觉、Al 以及工艺深度积累。王经理总结称，检验钢结构行业焊接设备价值的唯一标准为高质量且高效率。2019 年，该公司的智能产品被应用到了江南造船厂。在这里，实现了吊马自动焊接机器人工作站。通过综合 AI、视觉以及工艺的深度积累，打造出了高度智能化的系统。它在当时的船舶行业中，属于最先进的吊马生产线。

芜湖行健智能机器人有限公司副总经理 王大江

深圳市智流形机器人技术有限公司智能焊接产品线总监商大伟表示，建筑钢结构属于低碳环保的建筑类型，其需求量在持续上升。在钢结构的生产过程中，焊接是耗时最久的一道工序，当前仍以人工操作为主。现今的年轻人大多不愿意从事像焊接这样的高强度体力劳动，未来十年，焊工将会面临较大的人才短缺状况。他提出了云网边端智能焊接方案。云焊接专家系统提供知识模型，离线编程机器人接到指令，然后上传实时数据给到焊接系统。商总监介绍了智流形的核心优势，包括控制、软件以及算法。同时，他们持续探索更高效的焊接技术，以让焊接系统发挥出更出色的水平，为钢结构行业产业升级贡献一份力量。

深圳市智流形机器人技术有限公司智能焊接产品线总监 商大伟

还知晓了工业机器人、协作机器人在助力钢结构智能高效焊接中的应用现状与发展趋势。未来，我们会一直关注行业的发展。同时，我们会进一步去搭建交流的平台，也会去探讨相关的问题。我们的目的是共同推动钢结构实现高效且智能的焊接。