1月8日，哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司成功攻克機器人窄間隙氣保焊生產(chǎn)應用難題，首次實現(xiàn)發(fā)電設備大型關鍵部件機器人焊接。

通過應用先進、高效、智能的機器人窄間隙氣保焊技術，哈電電機成功完成大型混流座環(huán)固定導葉與環(huán)板焊接。經(jīng)檢驗，焊縫UT（超聲檢測）探傷一次性合格；相比常規(guī)焊接方式，單個焊口焊材消耗量下降76%，焊接周期減少50%。這是哈電電機成功攻克有色金屬自動堆焊、軸瓦巴氏合金全自動生產(chǎn)后，在智能制造領域實現(xiàn)的又一重大關鍵勝利。 

大型關鍵部件機器人焊接有多難堪比千米走鋼絲 

焊接本身是一個伴隨著材料熱塑性、熱物理性能等變化的復雜過程，焊接過程的電流、電壓、焊接速度、擺動頻率、停留時間等每一個參數(shù)，都會對焊接結果產(chǎn)生影響。在機器人焊接技術生產(chǎn)應用的過程中，如何摸索出一套匹配度優(yōu)異的參數(shù)尤為困難，這就像演員在鋼絲上始終保持平衡而不掉落，需要技巧、經(jīng)驗與鍥而不舍的探索。哈電電機要想實現(xiàn)發(fā)電設備大型關鍵部件機器人焊接技術生產(chǎn)應用，所面對的困難不僅僅只有這些……

剛柔并濟，靈活精準。由于產(chǎn)品空間結構復雜，焊接位置的可達性是一個關鍵制約因素。為避免碰撞干涉，機器人必須具有良好的柔韌性，能夠像手臂一樣到達各種“犄角旮旯”。但有些極限位置，又會使機器人處于一個偏心矩很大的姿態(tài)，就像一條長長的懸臂，因此，機器人還必須具有很好的剛度，以確保末端焊接電弧的穩(wěn)定性和精準性。 

焊量極大，不容有失。大型關鍵部件多采用150～270毫米的超厚板結構，相比于機器人焊接應用成熟的工程機械及車輛制造行業(yè)，焊量增加萬倍不止。并且，機器人焊接起弧之后沒有“回頭箭”，不存在重來的可能。

UT探傷質(zhì)檢嚴，容不得半點缺陷。每一條焊道都需要保證良好的熔合，不能有未熔合、夾渣、氣孔等缺陷。某大型混流式座環(huán)1/4瓣有6個固定導葉，每個固定導葉有2個175毫米厚的焊口，常規(guī)工藝下每個焊口需要焊接約90個單道焊縫，只有全部單道焊縫均無缺陷，才能確保單個焊口UT探傷合格，難度可見一斑。

哈電電機技術研發(fā)人員迎挑戰(zhàn)攻克三大技術難關 

以機器人代替人工進行大型關鍵部件焊接，想要獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量，必須攻克三大技術難題，即機器人應用技術、智能跟蹤反饋技術、窄間隙焊接技術。并且，還要將三種技術像人的手、眼、腦一樣，系統(tǒng)地融合到一起，最終實現(xiàn)在生產(chǎn)上的高效應用，對于哈電電機研發(fā)人員來說，這是一項前所未有的挑戰(zhàn)。

通過對國內(nèi)外20多家機器人研發(fā)制造企業(yè)進行走訪交流和對比分析，哈電電機自主選型，成功集成了基于超窄間隙焊接智能尋位、跟蹤、反饋技術的窄間隙智能機器人焊接工作站。

在此基礎上，研發(fā)人員不斷摸索調(diào)整坡口角度、坡口寬度值，將常規(guī)的多層多道改為窄間隙多層單道，進一步開發(fā)出窄間隙氣保焊工藝；采用狹窄間隙內(nèi)導電桿帶動焊絲擺動技術，開發(fā)相互匹配的擺動距離、擺動速度、擺動停留時間等工藝參數(shù)，保證焊縫成型和側壁熔合質(zhì)量；開發(fā)“焊道排布復合智能反饋輔助技術”，利用智能反饋輔助技術實時調(diào)整焊接過程，確保熔合質(zhì)量，成功解決平焊、橫焊等不同焊接位置側壁熔合質(zhì)量難題。 

一系列的創(chuàng)新攻關為機器人窄間隙氣保焊的生產(chǎn)應用掃清了障礙，最終，混流機組座環(huán)機器人焊接質(zhì)量穩(wěn)定，UT探傷一次性合格。以單個焊口為例，焊接周期由常規(guī)5班次降低至2.5班次，生產(chǎn)效率大幅提升；焊材消耗量由常規(guī)75千克降至18千克，降本效果十分顯著。

接下來，哈電電機將守住攻堅成果，做好鞏固拓展同提質(zhì)增效的有效銜接，2021年，焊接機器人還將陸續(xù)在超高水頭蓄能轉輪、大型混流機組座環(huán)、高水頭蓄能座環(huán)等大型關鍵部件焊接生產(chǎn)中推廣應用，并逐步擴展至水輪機、發(fā)電機其它部套。