5 月 17 日到 19 日期间，在中国钢结构协会等协会的指导下，以及机械工业信息研究院等单位的大力支持与积极组织下，由金属加工杂志社等单位承办的 2023 钢结构智能高效焊接技术交流会在武汉成功举办，此次交流会以“高效·合作·共赢”为主题。来自全国各地的钢结构制造及应用企业、焊割企业、智能制造企业的人员，以及哈工大、华科、武汉理工等数家重量级高校的教授和钢结构行业专家近 300 人参加了活动。并且有来自协会、企业和高校的二十二位嘉宾针对行业痛点技术进行了演讲探讨。

钢结构焊接发展趋势：数字化、自动化和智能化

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提到，钢结构是建筑、桥梁、工程机械、轨道交通、铁路等行业的重要构件，就如同房屋的脊梁一样，起着重要的支撑作用。由此可见，钢结构的质量能够决定上述各行业的质量，而钢结构的智能高效焊接有助于上述各行业提升质量和增加效率。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。在这样的背景下，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。并且，随着社会分工越来越细化，行业集中度也在不断提升，钢结构企业的门槛随之不断提高，而数字化和自动化生产已然成为主流。

机械工业信息研究院、机械工业出版社党委副书记 周宝东

焊接被称作工业“裁缝”，它能把各种钢结构裁剪并拼接成可用的构件。传统焊接工艺由于存在烟尘、弧光以及金属飞溅，并且工作环境恶劣，这对钢结构焊接的质量和效率产生了影响。例如建筑钢构焊接、船舶钢构焊接等领域，都迫切需要进行转型升级。

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

中建四局钢结构工程事业部的副总经理刘晓斌，他是教授级高级工程师。刘晓斌介绍说，建筑钢结构在我国取得了突飞猛进的发展。为了能够与钢结构大国的能力相契合，我们应当大力推动焊接技术和焊接装备自动化的发展，从而提高我国钢结构建造的质量和效率。刘教授提出了数字化焊接工艺。此工艺主要包含设计数据库、工艺数据库、环境数据库和质量数据库，还具备在线优化和监控的功能。同时，通过计算分析以及测控焊接热循环和焊接应力状态对工件性能的影响，推动形成了一种有机理规律可循，并且能够定量预测和控制的新型焊接体系。

武船重型工程股份有限公司有一位副总工程师叫张华。张华是武船重型工程股份有限公司的副总工程师。

武船重型工程股份有限公司的副总工程师张华谈及过去十几年，我国的钢桥焊接技术取得了跨越式发展。先进焊接技术为钢桥制造赋能，不但有效提升了产品制造质量，还缩短了制造周期，同时改善了劳动条件。自动化焊接技术在钢箱梁板单元制造中得到了全面运用，并且建立了新一代正交异性钢桥面板制造技术体系，使得疲劳性能得到了大幅提升。张总认为应当清醒地认知到，目前用工成本高、生产效率低以及处于粗放式制造的行业属性并未发生根本性转变。标准化、精细化、自动化、智能化制造乃是行业的发展方向。桥梁工作者需要进一步提升自身的设计理念，对制造模式进行改进，充分汲取并借鉴其他行业的先进经验，持续且深入地开展钢桥领域的关键技术研究，共同推动产业实现转型升级。

上海宝冶集团有限公司首席专家 陈桥生

上海宝冶集团有限公司的首席专家陈桥生在报告里介绍说，新一代信息技术如大数据、云计算、人工智能等发展迅猛。钢结构企业要从全流程的 BIM 应用方面尝试，还要从物料的数字化管理方面尝试，以及从制造设备的数字化方面尝试，从构件标识的数字化方面尝试，一直到施工阶段的智慧工地平台等各种不同的维度去尝试数字化应用。

中国核工业二三建设有限公司设计公司总工程师 冯英超

中国核工业二三建设有限公司设计公司的总工程师冯英超进行介绍，对于焊接流程中存在的问题所导致的严重后果，我们必须吸取经验教训并加以重视。他还介绍了太平岭核电等形成的标准数字化焊接应用场景，此场景能够实现任务的在线管理，能够实现焊材的自动发放回收，能够实现焊接数据的实时采集及智能控制，能够实现焊接全流程数据的统一可视化呈现。该技术能够迁移到各个钢结构焊接作业行业，并且可以进行定制开发应用。然而，与此同时，需要思考一些问题，比如与多品牌设备的通讯衔接问题，数据安全性方面的问题，以及将数据进行深加工，以为智能化焊接提供数据支撑、赋予数据能力、辅助生产等方面的问题。

直击痛点，助力钢结构应用企业的高质量发展

钢结构的焊接质量很重要，它关乎工程安全。钢结构的生产效率也很关键，对行业高质量发展有意义。只有把每个技术细节都把控好，才能够保证钢构件的质量与安全，进而保证成品的质量与安全。

中国工程建设焊接协会常务副会长是刘景凤，他是教授级高级工程师。在报告里，刘景凤提出了焊接的“加减法”概念。同时他还指出，不管是给焊接做加法，还是做减法，都必须在高效焊接技术研发方面不断进行创新和努力。

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

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，其针对的是我国的钢结构焊接规范以及主要变化。这些内容涵盖了规范引用、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。大家若都能认真研读标准，并且按照标准进行操作，这将会直接与企业的效率相关。冯岩青教授作为包头职业技术学院的主持人，总结了标准的重要性。

上海市焊接学会秘书长 顾福明

中铁宝桥集团有限公司的专家、焊接专业带头人张剑峰介绍了 U 肋+面板焊接的相关内容，还介绍了板单元矫形技术和智能生产线。针对 U 肋焊接智能化及矫形自动化技术，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，已经基本建成了板单元智能制造生产线，这条生产线上下联通、业务闭环且典型覆盖。通过实施深中通道钢箱梁等项目，验证了钢箱梁智能生产线。U 肋板单元的焊接及矫形等关键技术，全面达到了预定目标。此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。

中铁宝桥集团有限公司专家、焊接专业带头人 张剑峰

中铁山桥集团有限公司的首席专家、焊接室主任、教授级高工徐向军针对耐候桥梁钢的绿色制造技术，对耐候钢桥焊接技术进行了相关介绍。他具体举例说明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。徐教授介绍说，与普通钢桥相比，耐候钢桥的钢板和制造费用较高，然而由于耐候钢桥在运营过程中免涂装维护，从全寿命周期的费用来看，耐候钢桥显示出较好的经济效果。目前，国外已经逐渐把耐候钢当作一种普通桥梁用钢，并且广泛地使用它。相信在未来，耐候钢桥在国内会有非常大的发展前景。

中铁山桥集团有限公司有一位首席专家，他是焊接室主任，还是教授级高工，名叫徐向军。

对于异种钢厚板焊接工艺，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其焊接工艺残余应力测试与调控进行了阐述。他将异种钢厚板焊接件残余应力测试进行了分类，依据表面残余应力和内部残余应力，有众多不同的有损检测和无损检测方式。在调控方面，刘博士让我们知晓了超声波冲击技术。这种技术的主要作用是使晶粒细化并产生残余压应力，从而提升疲劳寿命、抗腐蚀性能以及拉伸性能。

武汉理工大学教授、博士生导师甘进教授团队 刘华兵博士

针对电弧对侧壁加热不充分这一情况，以及熔池热量作用侧壁不足的问题，容易导致侧壁未熔合缺陷。来自江苏科技大学的教授胡庆贤提出了一种超厚板窄间隙 GMAW 焊技术，还有一种 GMAW 焊接熔池强机械搅拌的焊接传热调控新技术，并且这种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制造强迫对流传热，促使熔池高温流体向窄间隙侧壁传递能量，以此来提升侧壁熔合质量。今后，对于搅拌参数如何根据时间和空间进行调控以影响侧壁熔深，仍需要进一步展开研究。

江苏科技大学教授 胡庆贤

针对中厚板钢结构高效窄间隙焊接技术，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，要提高焊接效率，除提升焊丝熔覆率外，采用窄间隙坡口能大幅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，需机加坡口，组对间隙误差要小于 1mm，但这些要求在钢结构生产中难以满足。于是，耿教授阐述了一种全新的“换位思考”式窄间隙焊接方法，适用于钢结构焊接生产。将焊接工件的板厚视为焊缝长度，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钢结构焊接，侧壁熔化量比 V 形坡口小，尤其高温区停留时间变短，冲击功得以提高，通过冲击功实验结果可知，热影响区冲击韧性高于焊缝金属钢结构焊接，不同机构三次检测结果均高于 130J，在保证窄间隙坡口侧壁可靠融合的同时，焊接热输入可控。

哈尔滨工业大学教授、博士生导师 耿正

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指出，针对焊接飞溅的问题，麦格米特的弧焊机器人焊接电源能够在 0.08 秒内闪电般地切换 job 参数，且切换过程稳定可靠。麦格米特的短路过渡低飞溅技术，能够使融滴平静地进入熔池，减少了因液桥爆断而产生的主要飞溅，同时整个波形控制大大降低了热输入。麦格米特的“临界脉冲”借助配件、气体以及招工等方面的低成本与高效率，将脉冲做到了类似直流的手感，从而克服了脉冲焊机一直以来是人工焊的这一痛点。段经理指出，随着中国制造的不断转型升级，应当逐步打破对于国产焊机的那种刻板印象，因为国产焊机的性能同样能够与世界焊机品牌相媲美。

深圳市麦格米特焊接技术有限公司营销策划经理 段俊昌

宾采尔（广州）焊接技术有限公司手工产品销售经理刘健杰针对轻量化高效焊接工艺的难点，介绍了他们的新产品宾利焊枪。这款焊枪在原有的基础上进行了创新升级，从而很大程度地解决了焊接疲劳的问题，并且提高了焊接效率。

宾采尔（广州）焊接技术有限公司手工产品销售经理 刘健杰

固安百滤得机械制造有限公司行政总监李志伟介绍了针对改善焊工工况问题的该公司关于焊接烟尘的智能化治理相关技术；长沙吉天环保科技有限公司营销总监、环保高级工程师黄磊带来了中大型结构件制造中烟尘粉尘废气治理的解决方案；株洲悍威磁电科技有限公司总经理任争胜带来了安全节能型电永磁铁在钢结构行业应用的解决方案。

固安百滤得机械制造有限公司行政总监 李志伟

长沙吉天环保科技有限公司营销总监、环保高级工程师 黄磊

株洲悍威磁电科技有限公司总经理 任争胜

深圳市铭镭激光设备有限公司高功率激光焊接工程技术中心主任万华针对高功率激光复合焊接工艺应用技术，阐述了激光电弧复合焊接技术的优势。万主任在报告中展望，随着万瓦级激光器技术的成熟，在钢结构厚板中，激光切割下料与焊接精度的控制将不再受限制，且激光电弧复合焊接技术能更有效地提高金属厚板的质量和效率。

深圳市铭镭激光设备有限公司有一位高功率激光焊接工程技术中心主任，他叫万华。

广东威尔泰克科技有限公司营销总监宋军民介绍了针对数字化高速脉冲焊接工艺的情况。高速脉冲焊接工艺运用 HSL 脉冲控制技术，凭借快速的电流响应，能够形成高度集中的脉冲电弧，这样一来，熔池的流动性得以增强，焊缝能够更好地融合，焊接速度能提高 35%。同时，其快速的电弧动态调节能力，能让焊机在电流保持不变的情况下匹配更高的送丝速度，从而提高焊接的熔覆效率。

广东威尔泰克科技有限公司营销总监 宋军民

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。机器人被视为制造业转型升级的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其中。不少机器人企业直接与钢结构应用企业达成了合作意向。这充分表明机器人在赋能钢结构高效焊接方面有着重要作用。

那么，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，通过将机器人与专机组合起来，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。所以，应当针对现场工况，去研发各种体积小巧、质量轻、安装方便、操控简单的模块化便捷式移动机器人。而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

从会议现场的情况去看，各个机器人企业都纷纷把自家的特色产品展示了出来。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。可以对复杂构件的焊接进行可视化操作，还能实现三维动画式的交互体验。一个普通工人通过操作电脑，能够控制 2 到 3 台智能焊接工作站。真正意义上实现了工作站群控，一人可以顶替多人的工作，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和高效率。

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后，会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

本次会议让我们深入了解了工业机器人、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。我们要共同推动钢结构实现高效且智能的焊接。