齿条对接窄间隙焊接机器人的应用

由振华重工牵头联合唐山开元、上海交大和北人机器人三家单位研制的国家智能制造装备发展专项“海上钻井平台装备制造智能焊接车间”项目是国家首个海工装备制造智能车间，实现了数字化设计、机器人自动化焊接、厚板高效化焊接技术、信息化的车间管理，构建了一种大型结构件智能化焊接车间生产模式。该项目中的桩腿主弦管焊缝自动化无损检测、桩腿齿条板对接高效自动化焊接、机器人自动打底焊接等多项技术属于行业一流、国内领先水平，填补了国内海工装备制造领域多项技术空白。截至目前，该项目共申请专利16项，已授权11项，软件著作权5项，发表论文22篇，获公司级科技进步奖4项。

该智能焊接车间拥有国内首条海工装备核心部件的高效化、智能化、自动化和数字化焊接生产制造生产线，该生产线全部采用大厚板智能型焊接机器人，极大提高了桩腿生产效率，打破了国外在这一领域的垄断，将使我国目前平台桩腿80%依赖于进口的局面得以扭转。

 “海上钻井平台装备制造智能焊接车间”项目主要包含以下子项目：①桩腿齿条切割工艺及生产线。②齿条与半圆板内焊工艺及系统设备。③齿条与半圆板机器人埋弧焊工艺及生产线。④齿条与半圆板焊缝相控阵探伤系统。⑤齿条对接窄间隙MAG焊工艺及生产线。⑥桩腿窗户板全位置窄间隙热丝TIG焊工艺及设备。⑦焊接车间网络信息化及焊接专家系统。⑧海工平台设计PDM和WRP信息化系统。

该生产线主要由两套KR30—3 型KUKA机器人、两套日立立向窄间隙MAG焊接机头、两套松下500GL3焊接电源、两套松下冷却水箱、一套机械清根装置、两套焊渣清理装置、一套变形检测装置、一套组对夹具、两套温度检测装置、一套电控系统及一套焊接烟尘净化系统等组成。机器人窄间隙焊接系统具备电弧跟踪功能，通过电弧跟踪可以实现对窄间隙焊缝两侧及底部的跟踪，确保焊接过程中熔池的稳定，实现高质量的焊接。

 “海上钻井平台装备制造智能焊接车间”项目的实施符合国家“中国制造2025”发展需求，有力推动了振华重工制造方式由人工向自动化、高效化、绿色化和智能焊接的转型，也将带动国内大型厚壁构件制造工艺技术重大创新和海洋能源工程装备制造自动化装备国产化配套能力与水平迈上新台阶。

齿条对接窄间隙焊接工艺的成功开发与应用，解决了齿条焊接中的手工操作速度慢、质量无法稳定保证等问题，不仅提高了焊接质量与生产效率，也大大降低了生产成本。