装配式|实现工程建设智能化是必由之路 ——中国工程建设焊接协会常务副会长刘景凤谈工程焊接智能化应用

刊登在《中国建设报》2018年11月12日5版的该文。

中国工程建设焊接协会常务副会长、第45届世界技能大赛焊接项目技术专家组组长刘景凤。宋京平摄

“目前，焊接效率低、质量问题突出仍是制约工程建设焊接施工成本和质量的主要瓶颈。借鉴技术发达国家的经验，实现项目管理信息化、生产制造自动化的工程建设智能化技术是必由之路。”中国工程建设焊接协会常务副会长、第45届世界技能大赛焊接项目技术专家组组长刘景凤接受《中国建设报》记者采访时如是说。

记 者：请谈谈我国工程建设领域焊接工作存在的问题。

刘景凤：焊接是钢铁的裁缝，焊接技术的发展进步总是与金属材料的发展和工程技术的需求相伴相生的, 焊接质量对工程安全、使用功能影响巨大。

焊接技术应用广泛，在工程建设领域，涵盖了建筑、电力、水利、冶金、机械等多个行业， 值得关注的是，由于工程建设系统涉及的焊接工程产品大都具有批量小、构造复杂、组装精度差等特点，相对于汽车、工程机械等行业，目前自动化、智能化应用水平相对较低。

就目前来说，工程建设焊接领域工作面临的困难主要有三点：一是钢材承受大线能量的能力是有限度的，超过容许极限，材料的力学性能将会劣化，严重时会影响结构安全。二是由于工程建设焊接工程量巨大、节点型式复杂、构件重复率低、非标件多、板材厚度大及现场焊接量大等特点，使一般焊接工艺方法或系统设备的高效性能难以发挥。三是焊接工作存在环境恶劣、高空作业风险高等问题，长时间作业对焊工技能及体能要求高，从而导致技能人才不足的现象严重。尽管近年来焊工的薪酬待遇有所改善，但仍未能扭转技能人才流失的趋势。

记 者：您认为如何能够改变目前的现状？

刘景凤：智能化焊接作为焊接工艺实施新的作业方式，将是工程建设智能化技术的必由之路。在这方面，我们应该借鉴先进国家的经验。

记 者：请您介绍一下国外焊接自动化、智能化技术发展现状。

刘景凤：目前，在焊接机器人研发和应用技术方面处于领先地位的国家有美国、日本、德国、韩国、法国、英国等国家，其中日本表现的尤为突出。

近年来，日本在建筑钢结构领域的焊接自动化和智能化方面取得了很大的进步。究其原因，一方面由于日本是地震频发的国家，而钢结构建筑的良好抗震性能是传统混凝土结构无法比拟的，因此钢结构的利用率较高。另一方面，焊接自动化、智能化技术的发展，使日本的制造及加工成本大幅降低。

据不完全统计，1985年～2006年，日本建筑装配式结构钢结构行业使用焊接机器人的总数超过3000台，在从事钢结构制造安装的3000多家企业中，有65％的企业采用了焊接机器人。目前，日本钢结构年产量大约为500多万吨，但其占新建建筑总量的比例及焊接自动化、智能化的水平、普及程度远远高于其它国家。

据了解，在日本，为了提高钢结构的生产效率，降低生产成本，他们从设计、选材及焊接自动化和智能化技术的应用等多方面进行改革和创新。

在设计方面，他们将传统的柱贯通改为梁贯通，省去了内隔板，大大简化了焊接工艺。目前，在日本的建筑高度不超过 60米的多层钢结构建筑中，超过90％的节点采用梁贯通型式。

在材料选择上，他们尽可能选择型钢替代焊接构件，中低层钢结构的柱95％以上为型钢，梁的型钢利用率接近100％。

上述两项技术措施的采用，既简化了焊接工艺、减少焊接工作量，又为焊接机器人的使用提供了便利条件。

载誉归来的第44届世界技能大赛焊接项目技术专家组组长刘景凤（左）与第44届世界装配式研发技能大赛焊接项目金牌获得者宁显海分享喜悦。宁显海供图

记 者：我国钢结构机器人焊接发展现状又是怎样的？

刘景凤：我国焊接自动化、智能化起步较晚，发展水平较低且不均衡。与汽车、工程机械等行业在焊接机器人的利用率方面，焊接工程量巨大的钢结构行业的发展迟缓。

一组数据可以看到差距。本世纪初，车辆制造行业焊接机器人的利用量占我国焊接机器人总量的86％、工程机械行业占总量的10％、锅炉压力容器占1％，钢结构不在统计范围内，基本为零。

随着钢结构应用总量和人工成本的持续增长，大力开展焊接自动化设备及焊接机器人在钢结构领域的研发、应用已成为共识。值得欣慰的是，目前，许多钢结构制造施工企业与相关科研机构、大专院校等联合攻关，已经取得了一些成果

现阶段，尽管焊接机器人在钢结构领域的应用处于初始阶段，但在桥梁钢结构领域，尤其是桥梁板单元的焊接制造中，已经有一定规模的应用，基本得到行业普遍认可。

记 者：请介绍一下机器人焊接的优点和缺点。

刘景凤：机器人焊接的优点有：一是具有稳定、可靠的焊接质量；二是生产效率高、可连续不间断作业、缩短交货期；三是改善作业者的劳动环境，可在危险作业环境条件下从事生产工作；四是降低了对从业人员的技能要求。

与此同时，机器人焊接也存在三点不足：一是焊接机器人系统属于非标产品，对焊接构件变化的自主适应能力弱，主要适用于单一规格大批量或多规格有批量的生产制造，单件生产时优势不能发挥；二是复杂焊接节点的编程示教周期长，影响设备使用效率；三是设备成本投入较高。

记 者：您认为怎样才能积极稳妥地推进焊接机器人的广泛应用。

刘景凤：目前，智能化焊接在工程建设领域的应用目前还呈现局部性的特征，焊接智能化在工程建设领域发展需求强烈，但应用不均衡；随着行业对焊接质量、效率日益提高的要求和人工成本的持续增长以及年轻人从事焊接职业热情的降低，必将倒逼相关行业、相关企业在焊接工序加快用机器换人的步伐。

可喜的是，中国政府已经出台了相关政策，焊接自动化和智能化的发展必将进入快车道。目前，相关大专院校、应用企业或设备厂商开展联合攻关，正在逐步提升以机器人焊接为特征的焊接智能化系统的综合性能，以适应工程建设领域焊接应用需求。

发展高度自动化、智能化的焊接技术是工程建设智能制造的关键，但这决不是某个人或某个团队能够独立完成的，需要在设计、材料、生产、制作、施工以及检测不同环节实现产、学、研、用单位的高度协调和充分合作，虽然任重道远，但持之以恒，就一定会有收获，让我们一起努力，共同发展。

说。

记 者：请介绍一下中国工程焊接协会近期的工作。

刘景凤：目前，中国工程建设焊接协会正在紧锣密鼓地为中国参加第45届世界技能大赛的焊接项目、金属构造项目进行选手的集训工作等，还有一项重要的工作就是开展钢结构构件智能化制造技术研究与示范。

中国工程建设焊接协会常务副会长、第45届世界技能大赛焊接项目技术专家组组长刘景凤（前排右二）对参加第45届世界技能大赛焊接项目集训的中国队选手完成的压力容器做打压试验。

文章来源：中国建设报

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