核電建設中存在大量的預埋件焊接工程，因此預埋件的焊接合格率關系著核電建設的施工質量和效率。為提質增效降本，以科技創新助推核電高質量建設，中核二二鋼結構分公司立足項目需求，成功研發自動埋弧螺柱焊設備。

應運而生，設備工藝向“新”升級

目前華龍一號、AP1000、CAP1000等系列核電堆型中存在著大量T型接頭的預埋件鋼筋，以往主要依靠焊工使用手工埋弧焊工藝完成鋼筋焊接，需要人工持續把持焊槍。在焊接過程中想要精確控制尺寸，保證焊接穩定性、效率和一次合格率，對焊工的技能和經驗要求較高。

因此，提升預埋件埋弧螺柱焊接效能成為迫在眉睫的任務。鋼結構分公司成立專項研發團隊，在手工埋弧螺柱焊的基礎上研制出了自動埋弧螺柱焊設備。在焊接過程中，無需人工手持焊槍，操作簡單，大大降低了勞動強度，有效緩解了高級焊接技能人才短缺問題，同時實現了預埋件焊接過程自動化，一次合格率99%以上，無損檢測一次合格率100%，大大提高了預埋件焊接質量。

厚積薄發，焊接樣機向“優”改進

研發過程中，鋼結構分公司以公司技能大師工作室和焊接技術創新工作室為依托，成立青年黨員攻關團隊，以青年黨員骨干帶領研發團隊攻堅克難。

針對傳統手工埋弧螺柱焊使用中出現的問題，團隊開展了自動埋弧焊接設備的原型設計，它主要由控制系統、焊接電源、埋弧螺柱焊槍三部分組成。其中，針對焊接電源的選擇，團隊對3種不同品牌型號焊接電源分別從便攜性、經濟性、穩定性以及焊接電流適用性等4個方面進行了詳細的對比實驗，最終選擇了現有的埋弧焊接電源，可降低設備整體成本。

鋼筋夾持是設備研發過程中的重中之重，團隊對機械、氣動、電動3種鋼筋夾持方式進行反復對比分析，不斷試驗和優化夾持工裝結構，最終成功研發了結構簡單、易維護、夾持力度大且穩定的氣動自動夾持工具。

另外，團隊還開發了埋弧螺柱焊接系統，采用伺服電機驅動的方式，通過系統可精確控制鋼筋的提升、下壓、起弧等參數，可根據不同鋼筋的焊接需求，直接在控制系統上設置和選擇焊接參數，無需人員參與。在團隊長達半年的努力下，于2023年3月成功研發出了第一代原型樣機。

此后，團隊加快樣機優化與系統升級進度。采用快速接口解決了線纜凌亂問題，通過無線控制器實現電磁自動吸附，并配上一體式的不銹鋼外殼;尤其是對于大直徑鋼筋的焊接，通過優化系統增加鋼筋提升速度與時間，解決了焊接起弧異常和外觀成形一致性較差的問題。同時，團隊對設備穩定性進行了批量測試，各項檢測指標均滿足標準要求，一次合格率99%以上。歷時3個月反復測試，成功研發出顏值與性能兼具的第二代設備，實現了可產品化制造。目前已獲2項專利授權，具有自主知識產權。

順勢而為，焊接設備向“廣”應用

目前，第二代設備已在三門核電二期3號機組鋼穹頂制作鋼筋全熔透焊縫焊接中推廣應用，完成了2000余根鋼筋焊接，焊接性能穩定，焊縫成形美觀，焊后無需打磨，節省了大量的打磨時間。

同時，該設備具有良好的經濟效益，相比于傳統手工埋弧螺柱焊和手工氣保焊，自動埋弧螺柱焊可顯著節約施工成本，且具有廣泛的應用前景。

下一步，中核二二鋼結構分公司將繼續堅持推動焊接技術的創新研發，加快形成新質生產力，助力核電工程高質量建設。

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