科创中国

行业领域

高端装备制造产业

需求背景

本课题依托国家重点工程张靖皋长江大桥进行，张靖皋长江大桥将成为世界最大跨径钢箱梁悬索桥，是国家发改委明确的“十四五”期间重点推动项目，作为一座“科技之桥、创新之桥”，自动化、智能化是此桥的必然发展趋势，同时也符合企业发展需要。本技术主要应用于桥梁钢结构焊接技术领域，同时可应用于船舶、建筑钢结构等领域。

需解决的主要技术难题

需要解决的主要技术问题：

(1) 钢塔桥位纵横缝焊接目前主要采用人工焊接，尤其是钢塔的环 缝与立缝的焊接，为解决人工焊接效率低、质量不稳定、接头多、 成形差的问题，需要应用一种可以焊接长焊缝的机器人，并开发出 相对应可用于多层多道焊接技术，解决自动化焊接与母材熔合差、 易产生夹杂和未熔合缺陷等问题，提高焊接质量和效率，改善焊缝 外观，实现桥位纵横缝自动化焊接；

(2)  圆管桥位横向对接焊缝的焊接，受技术限制目前主要采用人 工焊接，焊接质量不稳定，  自动化程度低下。为此需要研究一种可 以适用复杂轨迹的焊接机器人，实现钢管环缝全位置自动化焊接， 从而保障焊接质量和焊接效率；

(3) 高空焊接钢塔焊缝，受风力影响、气瓶吊运繁琐等因素，常规 的气体保护焊无法适应高空作业，需要引进新的焊接工艺焊接钢塔 桥位焊缝。

技术难点：

(1)如何改善无轨爬行焊接设备的跟踪、焊接与设备行走过程的协同配合问题，解决焊缝易产生夹杂及未熔合的技术难题；

(2)如何研发出根据焊接位置改变焊接参数也随之改变的设备；

 (3)研发应用新的焊接技术用于桥位钢塔对接焊缝焊接。

期望实现的主要技术目标

1. 课题研究成果各项技术指标满足现行规范要求，不低于设计标准；
2. 焊接接头探伤一次合格率不低于98%；
3. 钢塔桥位焊缝采用新焊接工艺的焊接效率与常规二氧化碳气体保护焊相当。

需求解析

解析单位：“科创中国”江苏科技服务团（江苏省学会服务中心）（江苏省科学技术协会） 解析时间：2023-11-19

王健

南京工业大学

副教授

综合评价

现场作业条件下的焊接问题一直是钢结构、桥梁等领域面临的共性技术难题，本技术需求紧密围绕现场实际（张靖皋长江大桥），基于现场作业中出现的协同配合问题、焊接参数随动设备以及新的焊接技术，是实现桥梁建造自动化、智能化的必经之路，也是实现智改数转的必经之路。

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