作者：孙荣国、何军华、王昕、余晨、李晓阳、王志民、黄贵、江丹丹、孙清明、梁杰、宋汉波、莫文路、王力、陈龙银、车国亮、李君超、罗洋洋、唐德锦

出处：浙江钜实桥梁钢构有限公司；科技成果登记，公布年份2024年，项目年度编号2400070954

主题：钢结构生产用高效定位焊接装置研究与开发

原文官方阅读链接：https://d.wanfangdata.com.cn/cstad/ChxDc3RhZE5ld1NvbHI5UzIwMjYwNTE0MTUyNzAxEgoyNDAwMDcwOTU0GghhYzUxOXcxdw==

摘要：随着现代建筑和制造业的快速发展，钢结构在各个领域得到了广泛的应用。钢结构具有重量轻、强度高、施工周期短等优点，但同时也对焊接工艺提出了更高的要求。传统的钢结构焊接方法存在定位不准确、易漏焊和错焊等问题，这些问题不仅影响了焊接质量，还降低了生产效率，增加了生产成本。为解决这些问题，市场上出现了各种钢结构焊接设备。然而，现有的焊接设备在定位精度、焊接效率和成本控制等方面仍存在一定的不足。近几年围绕高效定位焊接装置技术问题进行系列创新研究，因此，开发一种可有效定位的钢结构生产用焊接装置具有重要的现实意义，具有明显的经济、社会、环保效益，推广应用前景广阔。

该研究成果的关键技术如下：1、运动机构设计与优化研究：针对钢结构焊接过程中的定位精度要求，研究并设计一种高精度、高稳定性的运动机构。该运动机构应能实现点焊机的快速、精确移动，以满足不同尺寸和形状的钢结构的焊接需求。同时，研究如何对运动机构进行优化，提高其运行速度和定位精度，降低能耗。2、夹紧固定机构设计与优化研究：针对钢结构焊接过程中的固定需求，研究并设计一种具有较大夹紧力范围、可调性强的夹紧固定机构。该夹紧固定机构应能满足不同尺寸和形状的钢结构的固定需求，确保焊接过程中钢结构的稳定性。同时，研究如何对夹紧固定机构进行优化，提高其夹紧力和可调范围，降低能耗。3、收集机构设计与优化研究：针对焊接过程中产生的残渣和灰尘，研究并设计一种高效、密闭式的收集机构。该收集机构应能有效防止焊接烟尘对环境和操作人员的影响，同时便于清理和维护。同时，研究如何对收集机构进行优化，提高其收集效率和密闭性能，降低能耗。

该研究成果的特点如下：1、高精度运动机构：采用伺服电机驱动的滚珠丝杠副，实现点焊机的精确移动，满足钢结构焊接过程中对定位精度的要求。2、可调性强的夹紧固定机构：设计了一种具有较大夹紧力范围、可调性强的夹紧固定机构，采用气动或液压驱动，适应不同尺寸和形状的钢结构的固定需求。3、高效密闭式残渣收集机构：在工作台下方设置了一种高效、密闭式的残渣或者灰尘收集机构，有效防止焊接烟尘对环境和操作人员的影响，同时易于清理和维护，提高工作环境的整洁度。4、提高焊接质量和效率：通过以上特点，该研究成果能够有效避免焊接偏差、易漏焊和错焊的现象，提高焊接质量，同时大大提高了焊接效率，降低了焊接成本，更加能够满足现有的生产需求。

一、研究背景与研究出发点

研究背景：随着现代建筑和制造业的快速发展，钢结构在各个领域得到广泛应用。钢结构具有重量轻、强度高、施工周期短等优点，但同时也对焊接工艺提出了更高要求。传统钢结构焊接方法存在定位不准确、易漏焊和错焊等问题，不仅影响焊接质量，还降低生产效率、增加生产成本。现有焊接设备在定位精度、焊接效率和成本控制等方面仍存在不足。

研究出发点：针对上述问题，浙江钜实桥梁钢构有限公司开展“钢结构生产用高效定位焊接装置研究与开发”，旨在开发一种可有效定位的钢结构生产用焊接装置，解决传统焊接定位不准、效率低、成本高的问题，并兼顾焊接烟尘收集与环境保护，具有明显的经济、社会、环保效益和广阔的推广应用前景。

二、节点分类与构造方案

说明：原文未对钢结构节点进行分类，其技术内容主要体现为装置核心机构的设计与构造方案，可归纳为三大关键机构：

1. 高精度运动机构采用伺服电机驱动的滚珠丝杠副，实现点焊机的快速、精确移动。满足不同尺寸和形状钢结构的焊接需求，提高运行速度和定位精度，降低能耗。
2. 可调性强的夹紧固定机构设计具有较大夹紧力范围、可调性强的夹紧固定机构。采用气动或液压驱动，适应不同尺寸和形状钢结构的固定需求。确保焊接过程中钢结构的稳定性，并优化夹紧力和可调范围，降低能耗。
3. 高效密闭式残渣收集机构在工作台下方设置高效、密闭式的残渣或灰尘收集机构。有效防止焊接烟尘对环境和操作人员的影响，同时便于清理和维护。提高收集效率和密闭性能，降低能耗，提升工作环境整洁度。

三、提升方案对比分析

原文未提供不同方案之间的量化对比数据，但可将传统焊接方式与本成果技术方案进行归纳对比：

结论：本成果通过三大机构的协同优化，在定位精度、固定适应性、焊接质量、效率成本及环保性能等方面均较传统方式有明显提升，能够更好满足现有生产需求。

四、研究结论与工程应用价值

研究结论：

1. 该成果开发了一种可有效定位的钢结构生产用焊接装置，关键技术包括高精度运动机构、可调性强夹紧固定机构、高效密闭式残渣收集机构。
2. 成果能够有效避免焊接偏差、易漏焊和错焊现象，提高焊接质量，同时大幅提高焊接效率，降低焊接成本。
3. 成果水平为国内领先，评价形式为鉴定。
4. 研究起止时间为2022年1月至2022年12月，成果入库时间为2025年，在线公开时间为2025年10月10日。

工程应用价值：

• 经济效益：降低焊接成本，提高生产效率，满足现有生产需求，具有明显经济效益。
• 社会效益：提高钢结构焊接质量与效率，推动钢结构生产焊接环节的技术升级。
• 环保效益：高效密闭式残渣收集机构可有效防止焊接烟尘对环境和操作人员的影响，改善工作环境。
• 推广前景：该成果具有明显的经济、社会、环保效益，推广应用前景广阔，适用于钢结构生产中的焊接定位与固定环节。