当前位置：1桥梁钢结构自动化焊接的应用现状
进入21世纪后，中国经济持续稳定发展，促进了公路、铁路和城市交通体系的建设和完备，带动了桥梁建设快速发展和进步。桥梁建设不仅满足于功能性，还向高速、大跨度、重载、环保和美观方向发展。我国先后建成了重庆朝天门长江大桥、武汉天兴洲长江大桥、南京大胜关长江大桥、铜陵长江大桥、苏通长江大桥、嘉绍大桥、杭州湾跨海大桥、青岛海湾大桥、厦漳跨海大桥、湖南矮寨特大桥等许多有特色的拱桥、斜拉桥和悬索桥，目前正在兴建港珠澳大桥、沪通长江大桥、虎门二桥等超级桥梁建设工程，我国桥梁建设无论在数量、建设速度还是建造的规模上，都是其他国家在同一时期无法比拟的。
虽然我国在钢桥设计、制造和架设等方面的技术水平有了大幅度提高，拉近了与发达国家之间的差距，但应清醒地看到，我们与发达国家的钢桥建造还有一定差距，我国钢桥建设的发展仍然极不平衡。截止到2012年底美国60万座桥梁中钢桥占33%，日本13万座桥中钢桥占41%，法国钢桥占了桥梁总量的85%，而我国桥梁总数超过59万座，但钢桥数量不足总量的1%，因此还有很大的发展空间。相对于我国钢桥制造规模的不断扩大，钢桥制造技术水平发展较慢，焊接工序主要采用埋弧焊和气体保护
半自动焊方法（或辅以跟踪器焊接），仍主要依靠人工作业，与大量采用机器人焊接的工程机械、汽车等行业相比相对落后。在当下，我们面临制造业技术工人日益短缺和劳动力成本逐步提高的现实，钢桥制造行业自动化焊接术革新势在必行。
2桥梁钢结构自动化焊接难点
（1）受构件结构影响难以实现自动化焊接 大跨度桁架钢桥设计美观新颖，钢梁杆件结构复杂多样，不便于自动化焊接。以南京大胜关桥MS26节点杆件为例（见图1），该节点除了与下弦杆、加劲弦杆连接外，还与桥面板、横梁、竖杆、斜杆、连接系杆件等相连接，共有45个螺栓连接孔群，连接关系复杂。由于受力大，*大板厚52mm，且多为熔透角焊缝和深坡口角焊缝，焊接量大。
受其空间结构影响，箱型杆件内部焊缝、整体节点间焊缝空间狭小，因此不能采用自动化焊接。
（2）受焊接位置影响难以实现自动化焊接 目前自动化焊接以平位焊为主，少量立位、横位焊缝也可以实现气体保护焊自动化焊接，但仰位焊缝还难以实现焊接自动化。以港珠澳大桥钢箱梁为例（见图2），在梁段整体拼装时，腹板、横隔板与顶板仰位角焊缝不能采用自动化焊接；受加劲肋构造的影响，横隔板、腹板与底板间角焊缝，横隔板与腹板间角焊缝也不能采用自动化焊接。
3桥梁钢结构自动化焊接的关键技术
要想发展桥梁钢结构自动化焊接，需要钢桥设计师、自动化设备研发单位、钢结构制造厂的密切配合，需要设计师设计标准化的桥梁构件，焊接设备厂研发高精度的自动化设备，钢结构制造厂对制造工艺深入研究，共同努力才能实现。下面以港珠澳大桥制造为例进行说明。
（1）桥梁结构设计的标准化 港珠澳大桥钢箱梁板单元生产量大，大桥总共约40万t的板单元制造，工程量大，顶板、底板、腹板、横隔板单元等同类构件的数量多，相同构件采用标准化设计，非常适合进行自动化制造。标准化设计是保证港珠澳大桥制造实现自动化焊接的前提。
在进行桥梁钢结构设计时，要注意对局部细节的处理，应便于实现自动化焊接。如在进行横隔板上加劲肋设计时，中间水平肋与竖向肋的间距如果较小，采用机器人焊接竖向肋时，由于水平肋妨碍焊枪通过，所以为保证焊缝的连续性，提高焊缝质量，要保证肋间距在40mm，水平肋端部切角≥50°（见图3）。
（2）研发高精度的自动化焊接设备 高精度的自动化设备是实现桥梁钢结构自动化焊接的关键。由于桥梁钢结构受疲劳载荷，所以为了提高钢桥的疲劳寿命，防止脆性断裂，要求制造精度高，对焊缝外观成形、内部质量和冲击韧性要求高，这就需要采用具有高精度的焊接机器人设备来保证，因为机器人焊接设备具有接触传感、电弧跟踪等功能。
（3）对制造工艺进行深入研究 针对各种不同的桥梁结构件，制造厂的工程师对其结构和制造工艺进行深入研究，研发专用的加工设备，只有合理的工艺与先进的设备相结合，才能实现自动化焊接，从而促进产品质量的提升和生产效率的提高。
