在核電建設(shè)領(lǐng)域，支架焊縫焊接自動(dòng)化與打磨工藝智能化升級(jí)始終是行業(yè)創(chuàng)新之路的一道難題。為匯聚各方智慧，共話創(chuàng)新發(fā)展，激發(fā)廣大青年員工的創(chuàng)新力，2024年11月，中核五公司正式命名成立了三門機(jī)器人焊接打磨青創(chuàng)先鋒工作室(以下簡(jiǎn)稱“工作室”)，集結(jié)了三門核電項(xiàng)目部一群平均年齡28歲的青年工程師。他們以創(chuàng)新為筆，以實(shí)干為墨，用機(jī)器人技術(shù)破解行業(yè)痛點(diǎn)，推動(dòng)核電建造從“制造”向“智造”邁出堅(jiān)實(shí)步伐。

青春擔(dān)當(dāng)

用智能技術(shù)破解行業(yè)痛點(diǎn)

傳統(tǒng)核電施工中，支架焊縫焊接依賴手工操作，不僅對(duì)焊工技能要求極高、培養(yǎng)周期漫長(zhǎng)，焊縫質(zhì)量還受人員經(jīng)驗(yàn)影響波動(dòng)較大;同時(shí)，手工打磨效率低下，且工人長(zhǎng)期暴露在高溫輻射、強(qiáng)光及焊接煙塵等危險(xiǎn)環(huán)境中，職業(yè)健康風(fēng)險(xiǎn)突出。

面對(duì)這一現(xiàn)狀，工作室以“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人、智能化無人”為理念，率先將六軸工業(yè)機(jī)器人引入核電建安施工領(lǐng)域。實(shí)踐數(shù)據(jù)顯示，六軸打磨機(jī)器人效率較人工提升300%;對(duì)于支架焊縫，六軸焊接機(jī)器人效率提升超200%。更重要的是，機(jī)器人作業(yè)大幅減少了人員與危險(xiǎn)環(huán)境的直接接觸，降低了職業(yè)病發(fā)生率，讓昔日的“藍(lán)領(lǐng)”工人轉(zhuǎn)型為輕松操控設(shè)備的“白領(lǐng)”操作員。

技術(shù)攻堅(jiān)

模塊化創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)突破

針對(duì)CAP1000機(jī)組電氣支架鍍鋅方鋼的特殊工況，青年工程師們獨(dú)創(chuàng)“機(jī)器人+變位機(jī)+模塊化工裝”三位一體解決方案，成功攻克了三重技術(shù)壁壘。

01不間斷鍍層打磨技術(shù)

在打磨環(huán)節(jié)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的柔順力控系統(tǒng)，配備力控打磨工藝包，通過混合力位控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)柔順控制，確保打磨過程始終保持接觸力恒定，控制精度達(dá)±0.5N，實(shí)現(xiàn)打磨壓力閉環(huán)控制。即使面對(duì)表面處理要求較高的曲線曲面，也能夠通過參數(shù)量化及工藝調(diào)整，保證對(duì)工件鍍層打磨的一致性，提升打磨質(zhì)量。

02智能焊接工藝開發(fā)

焊接工藝上，團(tuán)隊(duì)針對(duì)不同規(guī)格的C型鋼、方鋼蓋板等材料建立涵蓋多種規(guī)格的焊接參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。尤其是方鋼密封焊上實(shí)現(xiàn)“一次成型”突破——通過空間軌跡優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了四邊連續(xù)焊接，避免了傳統(tǒng)工藝的4次起弧收弧的缺陷，這不僅減少了焊口的焊接材料填充量和焊接工時(shí)投入，更是降低了焊接變形及后續(xù)校正成本，以較小的熱輸入來確保焊縫焊接質(zhì)量。

03柔性化產(chǎn)線設(shè)計(jì)

團(tuán)隊(duì)采用“樂高式”模塊化工裝夾具系統(tǒng)，確保產(chǎn)線具備極強(qiáng)柔性。不同類型的工件可快速更換夾具，滿足打磨、焊接機(jī)器人對(duì)不同形式的支架工件快速定位、穩(wěn)定夾持和工藝適配，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂對(duì)電氣支架及封板的多位置焊接。同時(shí)，針對(duì)多樣化材料不同厚度和特性的焊接需求，利用位置與壓力傳感器對(duì)機(jī)器人設(shè)備或工裝的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，確保焊接機(jī)器人焊接路徑的自適應(yīng)調(diào)整，還針對(duì)性設(shè)計(jì)工裝散熱結(jié)構(gòu)與反變形預(yù)補(bǔ)償機(jī)制，進(jìn)一步提升了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。

成果落地

從工作室到工程現(xiàn)場(chǎng)的跨越

經(jīng)過大量的模擬仿真與工藝優(yōu)化，2025年3月，該技術(shù)首次應(yīng)用于三門核電3號(hào)機(jī)組電氣支架施工，截至10月21日，打磨、焊接六軸機(jī)器人已累計(jì)完成各種類型的支架焊縫共計(jì)880余米，焊縫一次合格率達(dá)99.8%，大幅提高施工質(zhì)效，為核電工程高效推進(jìn)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

創(chuàng)新無終點(diǎn)。這支年輕的團(tuán)隊(duì)仍始終保持著“晨會(huì)頭腦風(fēng)暴、深夜技術(shù)復(fù)盤”的奮斗節(jié)奏，在數(shù)字仿真平臺(tái)上反復(fù)測(cè)試每一個(gè)焊接參數(shù)，在焊培中心已培養(yǎng)出6名持證機(jī)器人焊接操作工。工作室墻上“技術(shù)只有起點(diǎn)，創(chuàng)新沒有終點(diǎn)”的標(biāo)語，正是他們創(chuàng)新精神的生動(dòng)寫照。目前，隨著工業(yè)六軸機(jī)器人焊接工藝的研發(fā)啟動(dòng)，工作室成員們正將目光投向更前沿的領(lǐng)域——車間焊接作業(yè)流水化施工、管道支架協(xié)作機(jī)器人焊接等新技術(shù)方向。中核五公司的青年工程師，正以青春智慧持續(xù)書寫核電“智造”升級(jí)的新篇章。