作為工程建設(shè)領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，焊接作業(yè)以獨(dú)特的工藝技術(shù)和嚴(yán)格的質(zhì)量要求直接影響著項(xiàng)目的安全性、耐久性和運(yùn)行效率。每一朵焊花、每一道焊縫，都是精湛工藝與嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度的激情碰撞。

隨著科技進(jìn)步和工程標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，焊接技術(shù)也在不斷創(chuàng)新發(fā)展。從傳統(tǒng)的焊條電弧焊到高效能的氣體保護(hù)焊、自動(dòng)化焊接，再到智能化焊接，這些創(chuàng)新與突破不僅大幅提高了焊接效率和質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，而且促進(jìn)了環(huán)保材料的應(yīng)用，減少了環(huán)境污染。焊接技術(shù)創(chuàng)新，成為推動(dòng)行業(yè)邁向綠色、安全、高效的強(qiáng)大動(dòng)力。

十建公司：第二代管道智能焊接機(jī)器人，誕生！

□田元武

初秋時(shí)節(jié)，在十建公司青島智能建造基地，一場(chǎng)工業(yè)自動(dòng)化革命正悄然上演。

繁忙的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，身披銀白色外衣的機(jī)器人靈活揮舞著鋼鐵懸臂，精準(zhǔn)無誤地對(duì)著一道道管道焊縫進(jìn)行打底、填充、蓋面焊接作業(yè)，整個(gè)過程行云流水，無須任何人工干預(yù)。這臺(tái)第二代“一鍵式”管道智能焊接機(jī)器人凝聚了十建公司科研人員的智慧與汗水，是繼九軸全位置管道智能焊接機(jī)器人之后的又一創(chuàng)新，更是對(duì)傳統(tǒng)焊接作業(yè)模式的一次深刻變革。

“只需輕輕一按綠色按鈕，機(jī)器人便能自主啟動(dòng)并完成復(fù)雜的焊接任務(wù)，真正解放了焊工的雙手。”十建公司智能焊接技術(shù)專家魏家斌向圍觀的焊工詳細(xì)解說著新型機(jī)器人的操作方法。在他看來，新型機(jī)器人的誕生不僅極大提升了工作效率，而且在保障焊接質(zhì)量的同時(shí)降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，是智能制造與傳統(tǒng)工業(yè)深度融合的典范。

該智能焊接機(jī)器人集成了主控平臺(tái)、變位機(jī)、控制系統(tǒng)等尖端技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從自動(dòng)化到智能化的飛躍。尤為值得一提的是，通過引入變位機(jī)設(shè)計(jì)，第二代機(jī)器人成功突破了九軸全位置智能焊接機(jī)器人在管道焊縫打底焊方面的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了從打底、填充到蓋面的全流程自動(dòng)化焊接，徹底改變了傳統(tǒng)焊接工藝對(duì)人工的高度依賴。

“效率與質(zhì)量的雙重飛躍令人矚目?！笔ü局悄芎附蛹夹g(shù)專家劉建國(guó)分享了一組令人振奮的數(shù)據(jù)：在短短兩小時(shí)內(nèi)，該智能焊接機(jī)器人完成了40寸徑管道焊縫的全部焊接工作，相當(dāng)于4名熟練焊工的工作量，且焊接質(zhì)量穩(wěn)定，工藝參數(shù)精確可控。這不僅大幅縮短了施工周期，更將焊接質(zhì)量合格率提升至96.5%以上，展現(xiàn)了智能化技術(shù)的巨大潛力。

此外，該智能焊接機(jī)器人還具備多自由度精準(zhǔn)控制、自適應(yīng)軌跡規(guī)劃系統(tǒng)、三維點(diǎn)云視覺系統(tǒng)等一系列先進(jìn)功能，能夠借助3D相機(jī)掃描和人工智能識(shí)別技術(shù)，快速精準(zhǔn)地定位焊縫位置，實(shí)現(xiàn)焊縫坡口的精確識(shí)別與逆向重構(gòu)，有效解決了管道焊縫多層多道焊接的難題。而其低噪聲、少焊花、少煙塵的作業(yè)特性，也有助于改善施工環(huán)境、減少碳排放，為綠色施工樹立了新的標(biāo)桿。

目前，這臺(tái)“一鍵式”管道智能焊接機(jī)器人已在試用階段取得顯著成效，累計(jì)完成工藝管道焊接超過3500寸徑，贏得了業(yè)界的高度認(rèn)可。未來，十建公司將繼續(xù)加大研發(fā)投入，推動(dòng)智能焊接技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新升級(jí)，為構(gòu)建更加高效、環(huán)保、智能的工業(yè)制造體系貢獻(xiàn)力量，助力實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造”邁向“中國(guó)智造”。

還有哪些先進(jìn)的焊接技術(shù)

●激光焊接技術(shù)

激光焊接技術(shù)是一種利用高能激光束照射在材料表面，使材料熔化并連接在一起的焊接方法。與傳統(tǒng)的焊接方法相比，激光焊接的焊接速度快，能實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)；焊縫窄，熱影響區(qū)小，能避免工件變形和焊接缺陷；可實(shí)現(xiàn)異種材料焊接，擴(kuò)大了焊接的應(yīng)用范圍。在汽車制造、航空航天、電子、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，激光焊接技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。

●電子束焊接技術(shù)

電子束焊接技術(shù)是一種利用高能電子束作為熱源進(jìn)行焊接的方法，具有高能量密度、高穿透深度、低熱影響區(qū)等特點(diǎn)。該技術(shù)在真空環(huán)境下進(jìn)行，能實(shí)現(xiàn)高精度和高純凈度的焊接，適用于高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性和高導(dǎo)熱性的材料連接，在航空航天、核工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

●超聲波焊接技術(shù)

超聲波焊接技術(shù)是一種利用超聲波的振動(dòng)能量來實(shí)現(xiàn)材料連接的焊接方法，具有快速、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)適用于塑料、金屬、陶瓷等材料的連接，在醫(yī)療設(shè)備、電子元件、汽車零部件等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。此外，超聲波焊接技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)異種材料焊接，為不同材料連接提供了新的解決方案。

●摩擦焊接技術(shù)

摩擦焊接技術(shù)是一種利用摩擦熱能來實(shí)現(xiàn)材料連接的焊接方法，具有節(jié)能、環(huán)保、高效等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)適用于同種或異種材料的連接，特別適合焊接大型結(jié)構(gòu)件，在石油化工、船舶制造、軌道交通等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

●冷噴涂焊接技術(shù)

冷噴涂焊接技術(shù)是一種利用高速粒子流將材料噴涂在基體表面并形成固態(tài)涂層的方法，高效、節(jié)能、環(huán)保，適用于金屬和非金屬材料的涂層制備和修復(fù)，多應(yīng)用于機(jī)械制造、航空航天、能源等領(lǐng)域。

石油工程建設(shè)公司：山區(qū)彎管自動(dòng)焊，世界級(jí)難題，攻關(guān)！

□張 龍

重慶市銅梁區(qū)盤龍村外，川氣東送二線管道猶如一條黑色巨龍，靜臥在綿延起伏的川渝山區(qū)中。

施工現(xiàn)場(chǎng)的焊棚內(nèi)弧光耀眼。“1219毫米管徑管口采用組合自動(dòng)焊需要3~4小時(shí)，而采用鎢極氬弧自動(dòng)外根焊技術(shù)（簡(jiǎn)稱：全氬技術(shù)），時(shí)間能縮短到1.5小時(shí)?！笔凸こ探ㄔO(shè)江漢油建公司焊工劉毅說。

目前，該公司已應(yīng)用全氬技術(shù)完成了30公里川氣東送二線管道建設(shè)，焊接一次合格率98.4%，得到了業(yè)主的高度認(rèn)可。

2019年，全國(guó)大口徑、長(zhǎng)輸管道建設(shè)開始全面采用全自動(dòng)焊接技術(shù)，但由于用于根焊的內(nèi)焊機(jī)爬坡能力不足且無法通過7度以上的彎管，在坡度較高的地形或大角度彎管進(jìn)行焊接時(shí)只能采用組合自動(dòng)焊接技術(shù)。

組合自動(dòng)焊技術(shù)是采用手工根焊、自動(dòng)焊填充蓋面的一種焊接工藝，存在人工作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定的弊端。國(guó)內(nèi)外一直沒有找到很好的解決辦法，屬于世界級(jí)難題。

2020年，為找到組合自動(dòng)焊接技術(shù)的最佳“替代品”，江漢油建公司成立新技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，以提高智能程度、降低人工干預(yù)為方向，以提升山區(qū)段施工效率和質(zhì)量為目標(biāo)，積極開展專項(xiàng)攻關(guān)。

經(jīng)過半年的研究實(shí)驗(yàn)，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)借鑒當(dāng)時(shí)應(yīng)用在核電、石化煉廠材料焊接的鎢極氬弧焊技術(shù)，結(jié)合自動(dòng)焊工藝和設(shè)備改造，消耗了兩噸多焊絲、驗(yàn)證了數(shù)萬個(gè)數(shù)據(jù)，最終完成技術(shù)攻關(guān)。

2021年6月，采用新技術(shù)焊接的管口在兩家具有國(guó)家資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室通過刻槽錘斷、沖擊、全焊縫拉伸、硬度、宏觀金相等測(cè)試，焊接工藝評(píng)定合格。新技術(shù)正式被命名為“鎢極氬弧自動(dòng)外根焊技術(shù)”，隨后又在國(guó)家重點(diǎn)工程新氣廣西支線、山東管網(wǎng)東干線、西氣東輸三線項(xiàng)目上實(shí)現(xiàn)了成功應(yīng)用。

“成功不等于成熟。”江漢油建公司長(zhǎng)輸管道專家趙桂敏帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻關(guān)，通過實(shí)踐應(yīng)用，不斷完善全氬技術(shù)。其中，長(zhǎng)輸管道熱煨彎管因角度大，很多以動(dòng)力為輔助的內(nèi)焊機(jī)、內(nèi)對(duì)口器都無法達(dá)到作業(yè)要求，加上熱煨彎管直段過短，無法使用坡口機(jī)，導(dǎo)致難以采用全自動(dòng)焊接技術(shù)。為此，該公司經(jīng)過多次試驗(yàn)，成功研制出管道無障礙外對(duì)口器，實(shí)現(xiàn)了縱向大角度自動(dòng)焊施工，同時(shí)聯(lián)合廠家攻關(guān)，制造了短軸坡口機(jī)，成功解決了熱煨彎管直段無法修坡口的難題。

“前不久，全氬技術(shù)在川氣東送二線成功完成了熱煨彎管縱向45度的管口焊接，實(shí)現(xiàn)了山地全自動(dòng)焊不留斷點(diǎn)的連續(xù)焊接施工新突破，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)焊接技術(shù)空白，施工速度也得到了進(jìn)一步提升?！壁w桂敏介紹。目前，江漢油建公司與管道局、勝利油建等系統(tǒng)內(nèi)外多家工程建設(shè)單位共享使用全氬技術(shù)，努力加快應(yīng)用推廣步伐，為保障國(guó)家能源安全作出更大貢獻(xiàn)。

五建公司：濕度90%，焊縫中出現(xiàn)氣孔，咋辦？

□陳 薇

近日，在五建公司承建的?？松梨冢ɑ葜荩╉?xiàng)目乙烯低溫罐區(qū)現(xiàn)場(chǎng)，彌漫著一股緊張的氣氛。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在細(xì)致審查首批無損射線探傷檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，赫然發(fā)現(xiàn)焊縫質(zhì)量遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)了大量密集氣孔。這一意外讓擁有20年豐富工程經(jīng)驗(yàn)的五建公司項(xiàng)目部總工程師劉保興感到前所未有的壓力。

尤為棘手的是，雖然這次使用了新廠家的焊接材料，但整個(gè)焊接流程均嚴(yán)格遵循既定施工方案與工藝標(biāo)準(zhǔn)，這不禁讓團(tuán)隊(duì)上下深感困惑：“我們的焊工都是經(jīng)過嚴(yán)格篩選與技能考核的，究竟是哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問題？”

面對(duì)突如其來的挑戰(zhàn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)迅速采取行動(dòng)，聯(lián)合公司焊接專家，展開了一場(chǎng)緊張有序的排查。然而，要在環(huán)境濕度、焊縫處理、焊接電流、焊接手法等數(shù)十種參數(shù)中找到問題原因和最佳組合，并非易事。

為了攻克這一技術(shù)難題，團(tuán)隊(duì)成員白天深入現(xiàn)場(chǎng)，細(xì)致觀察每一個(gè)焊接細(xì)節(jié)，夜晚則埋頭于數(shù)據(jù)海洋，不斷分析優(yōu)化方案，深入挖掘問題根源。經(jīng)過無數(shù)次的試驗(yàn)與失敗，他們終于找到了問題的癥結(jié)所在：惠州地區(qū)環(huán)境濕度接近90%，若采用普通焊條的熔覆速率進(jìn)行焊接作業(yè)，氣體無法有效從熔池中排出，從而增加了焊縫中出現(xiàn)氣孔等缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

“這種焊材與以往的焊材性能不一樣，焊接電流要比平時(shí)高10~15安培?！眲⒈Ｅd介紹，經(jīng)過研究，為確保在南方高濕度環(huán)境下焊接不產(chǎn)生氣孔，每層焊接的厚度需從3毫米減少到2毫米，以加快熔覆速率，確保氣體有效排出。同時(shí)，針對(duì)焊工操作手法不一的問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地控制了焊接材料的長(zhǎng)度，在首輪打底焊接中采用150毫米，第二道焊接則調(diào)整為220~230毫米，進(jìn)一步提升了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

雖然這一改進(jìn)已達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，但項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)并未止步于此，仍持續(xù)探索更優(yōu)的解決方案。在短短一個(gè)月內(nèi)，團(tuán)隊(duì)修訂了多達(dá)15份工藝文件，歷經(jīng)8輪方案的優(yōu)化調(diào)整，最終鎖定了一套最為穩(wěn)定、高效的“組合數(shù)值”，為解決這一焊接難題提供了全新的范例。

隨著項(xiàng)目漸入尾聲，無損射線探傷檢測(cè)工作也拉開了序幕。“在這次檢測(cè)中，共拍攝了14824張底片，合格率達(dá)到99.14%?！边@一令人振奮的成績(jī)令劉保興深感欣慰，它不僅是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)不懈追求精湛技藝的最好證明，更是對(duì)五建公司致力打造精品工程的有力詮釋。

焊接技術(shù)邁向自動(dòng)化智能化時(shí)代

□四建公司焊接技術(shù)高級(jí)專家、現(xiàn)代焊接研究所所長(zhǎng) 李雪梅

在石油化工工程建設(shè)領(lǐng)域，焊接技術(shù)不僅承載著設(shè)備連接的重任，更是推動(dòng)工程效率與質(zhì)量躍升的關(guān)鍵力量。從油氣儲(chǔ)運(yùn)的龐然大物——儲(chǔ)油罐、油氣管道，到精細(xì)工藝中的各類容器、塔器、加熱爐及錯(cuò)綜復(fù)雜的工藝管道，焊接無處不在，重要性不言而喻。

當(dāng)前，隨著產(chǎn)能建設(shè)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，我國(guó)煉化行業(yè)正經(jīng)歷一場(chǎng)深刻變革，行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐加快，呈現(xiàn)規(guī)?；⒋笮突陌l(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的手工焊接方式已難以滿足現(xiàn)代石油化工工程對(duì)效率、質(zhì)量與成本控制的高標(biāo)準(zhǔn)要求。中國(guó)石化各工程建設(shè)公司積極研發(fā)并應(yīng)用了多項(xiàng)焊接新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從手工焊到半自動(dòng)焊，再到機(jī)動(dòng)焊乃至智能化焊接的跨越式發(fā)展。

以四建公司為例。為提高焊接效率、降低生產(chǎn)成本、保障工程質(zhì)量，該公司始終站在焊接技術(shù)創(chuàng)新的前沿，致力于焊接機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化的探索與實(shí)踐，為石油化工工程建設(shè)注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。

在管道焊接領(lǐng)域，四建公司于2008年成功開發(fā)出國(guó)內(nèi)首例管道埋弧自動(dòng)焊技術(shù)。這一技術(shù)的問世，標(biāo)志著我國(guó)管道焊接正式步入工廠化預(yù)制時(shí)代。該技術(shù)以熔敷效率高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定、煙塵少等優(yōu)勢(shì)，迅速成為工藝管道預(yù)制口的優(yōu)選焊接方法，廣泛應(yīng)用于DN（公稱直徑）150~1200毫米的管道預(yù)制。針對(duì)大口徑管道（DN>1200毫米），四建公司創(chuàng)新性地采用滾動(dòng)胎加平角埋弧焊機(jī)進(jìn)行焊接；對(duì)于小管徑（DN<150毫米），則采用全氬弧自動(dòng)焊技術(shù)，雖效率略遜于埋弧焊，但憑借精細(xì)的焊接控制與良好的適應(yīng)性，在小管焊接中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。為進(jìn)一步提升效率，四建公司不斷優(yōu)化技術(shù)，相繼開發(fā)出管道窄坡口埋弧自動(dòng)焊技術(shù)和雙工位埋弧自動(dòng)焊技術(shù)。前者通過改進(jìn)焊槍設(shè)計(jì)與縮小坡口角度，將焊接效率提升了30%；后者則通過立柱及升降壓臂的180度旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，有效縮短了焊接閑置時(shí)間，效率提升20%。此外，針對(duì)碳鋼材質(zhì)，該公司還引進(jìn)了STT（表面張力過渡）焊接技術(shù)，效率遠(yuǎn)超手工氬弧焊；對(duì)于其他材質(zhì)，半自動(dòng)振動(dòng)熱絲氬弧焊技術(shù)的動(dòng)態(tài)振動(dòng)自動(dòng)送絲系統(tǒng)在提升熔敷效率與焊縫質(zhì)量上表現(xiàn)出色。

在設(shè)備焊接領(lǐng)域，針對(duì)原油儲(chǔ)罐縱縫焊接，四建公司堅(jiān)持采用高效的氣電立焊技術(shù)，確保單道焊一次高質(zhì)量成型；針對(duì)環(huán)縫與罐底中幅板，則分別采用埋弧焊與碎絲埋弧焊接技術(shù)，進(jìn)一步提高了焊接質(zhì)量與效率。尤為值得一提的是，在大型LNG儲(chǔ)罐縱縫焊接方面，四建公司歷經(jīng)多年研發(fā)，于2023年在天津LNG（液化天然氣）項(xiàng)目中成功應(yīng)用自主研發(fā)的窄坡口高效熱絲氬弧焊工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了焊接一次合格率99.44%，不僅大幅提升了焊接效率與質(zhì)量，而且極大改善了施工環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保施工。

在機(jī)械化、自動(dòng)化取得顯著成效的基礎(chǔ)上，四建公司正穩(wěn)步向焊接智能化邁進(jìn)。通過引入高清熔池監(jiān)控系統(tǒng)、焊接數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等智能化設(shè)備，該公司實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊接過程中電流、電壓、擺動(dòng)速度、停留時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與記錄，為焊接參數(shù)的智能化管理提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。這些智能化系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅提升了焊接過程的可控性與可追溯性，而且為后續(xù)工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制提供了寶貴的數(shù)據(jù)資源。

盡管我國(guó)在石油化工工程焊接領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)步，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。一是石油化工工程施焊環(huán)境復(fù)雜且結(jié)構(gòu)設(shè)備種類多，特別是工藝管道管徑規(guī)格多，難以實(shí)現(xiàn)重復(fù)作業(yè)；二是機(jī)械化、自動(dòng)化焊接技術(shù)對(duì)工藝管道坡口要求高，且對(duì)原材料制造精度、現(xiàn)場(chǎng)裝配精度等都有一定要求；三是管道全位置自動(dòng)焊設(shè)備具有局限性，難以對(duì)所有安裝口實(shí)施自動(dòng)焊；四是焊接設(shè)備并非全部為智能化設(shè)備，焊接過程中仍需操作人員進(jìn)行手動(dòng)微調(diào)；五是焊接設(shè)備與數(shù)字管理軟件尚不能有效結(jié)合。

展望未來，隨著石油化工行業(yè)持續(xù)發(fā)展與技術(shù)不斷創(chuàng)新，焊接將在工程建設(shè)中扮演更加重要的角色。要破解這些難題，一是要加強(qiáng)焊接技術(shù)與智能化技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)焊縫與熔池的自動(dòng)識(shí)別、焊槍姿態(tài)與軌跡的實(shí)時(shí)調(diào)整，以及焊接參數(shù)的智能優(yōu)化；二是增加自動(dòng)化加工設(shè)備投入，提升組對(duì)質(zhì)量；三是深化智能化焊接數(shù)據(jù)數(shù)字管理軟件的應(yīng)用，強(qiáng)化焊接過程管理；四是充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焊接設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)的智能化管理。