十建公司新一代智能焊接机器人正在进行管道焊接施工作业。 本报记者 田元武 摄

    □本报记者 田元武

    “620寸径管道焊缝，新上线的智能焊接机器人仅用3天就能完成，实现打底、填充、盖面‘一条龙’智能焊接，质量合格率达100%。”3月3日，在十建公司青岛智能建造基地，焊接主任技师刘建国兴奋地说。

    近日，十建公司与南京理工大学联合研发的新一代管道智能焊接机器人投入应用。这款历经3年攻坚、完成两次迭代升级的“钢铁裁缝”，成功突破初代智能焊接机器人无法实现打底焊的行业瓶颈，将管道焊接效率提升至传统手工焊的4倍，焊工用量减少75%，焊接质量合格率稳定在100%。

    从“能焊”到“善焊”、从“替代人工”到“超越人工”，新一代管道智能焊接机器人的诞生，是十建公司对工程建设行业痛点的精准把握，更是“产研融合”驱动技术突破的生动实践。

    迭代攻坚:三年磨剑，破解打底焊技术困局

    管道焊接中，打底焊是决定焊接质量的“第一道关卡”，其焊缝成型直接影响管道的密封性和耐压性，对焊接精度、熔池控制的要求极为苛刻。长期以来，受限于坡口识别精度、焊接路径自适应调整等技术难题，智能焊接机器人始终无法独立完成打底焊工序，只能承担填充盖面等辅助环节，核心工序仍依赖经验丰富的焊工，不仅效率低下，而且面临高技能焊工断层的风险。

    “管道焊接工况复杂，不同管径、材质、壁厚的管道，甚至在不同环境温度下，打底焊的工艺参数都需要精准匹配，人工焊接靠手感和经验，机器人要实现这一点，必须具备‘感知、判断、决策’的智能能力。”十建公司智能制造研发团队负责人王银飞介绍。

    早在2022年，十建公司已在九轴管道智能焊接机器人领域积累了成熟技术。为进一步拓展应用场景，他们将研发重心瞄准“智能打底焊技术”这一核心痛点。

    研发团队面临的首个难题是“焊缝定位”。传统机器人依赖预设程序，一旦管道摆放存在偏差，就会导致焊接错位。为解决这一问题，研发团队创新性地引入大视野激光相机系统，通过三维视觉技术实现焊缝的自动识别与定位。

    “机器人就像长了‘智慧眼’，能在复杂工况下快速捕捉焊缝位置，精准识别坡口角度、间隙等特征，哪怕管道存在轻微晃动，也能实时修正坐标。”南京理工大学高级教授、博士生导师王克鸿介绍。

    2023年5月，第一代智能焊接机器人原型机完成测试，实现了外径80~400毫米规格管道的打底焊功能，但在合金钢等特殊材质焊接时，仍存在熔池不稳定的问题。研发团队随即启动第一次迭代，重点优化传感系统，融合电流电压、线能量、层间温度、熔池形态、气体流量等多维数据，建立实时反馈机制，当熔池出现偏移时，系统可在0.1秒内调整焊接速度和电流参数，确保焊缝成型均匀。

    2025年，第二次智能焊接机器人迭代聚焦“工艺数据库建设”。研发团队收集了千余种不同管径、材质、工况下的焊接工艺参数，通过机器学习算法优化参数匹配逻辑，形成涵盖碳钢、不锈钢、合金钢等多材质的“焊接专家数据库”，让机器人具备了“经验积累”能力，新工况下只需输入基础参数，系统即可自动匹配最优焊接方案，实现“一键式焊接”。

    今年1月，新一代管道智能焊接机器人完成全部开发任务，不仅稳定实现“一键式”智能打底焊，还集成了填充盖面焊功能，真正成为覆盖焊接全流程的“多面手”。其核心硬件由六轴机器人、新型高精度数字化变位机、三维视觉系统、智能焊机4部分组成，软件则包含焊接专家数据库和智能规划控制系统，通过“硬件+软件”的协同发力，构建起全流程智能化焊接工艺体系。

    实战显效：从破解焊接技术痛点到树立行业标杆

    在十建公司承建的山东滕州DMTO（甲醇制烯烃）装置施工现场，管道智能焊接机器人的机械臂精准抓取管道，变位机带动管道旋转调整角度，激光相机扫描定位焊缝，焊枪平稳送出电弧，整个过程仅需1名操作员在中控室监控4台智能机器人运行。此项目中，智能焊接机器人累计完成3960寸径管道焊接任务，320个焊缝焊接质量合格率达到100%，创同类项目焊接效率新纪录。

    除了效率优势，智能焊接机器人的“全生命周期信息追溯”能力破解了工程建设行业长期痛点。在智能焊接机器人焊接过程中，系统会自动记录每道焊口的电流电压曲线、焊接速度、层间温度等20余项数据，生成唯一的“焊缝身份证”，管理人员通过手机或电脑即可查询完整数据，实现“焊前有方案、焊中有监控、焊后可追溯”的全流程焊接施工作业管控。“以前出现质量问题，要翻厚厚的纸质记录排查，现在调阅数据30秒就能定位原因，质量管控效率提升4倍多。”十建公司技术质量部副经理姬鹏说。

    更深层次的价值，在于智能焊接机器人对石化建设行业痛点的系统性破解。当前，石油石化工程建设领域面临安全质量波动风险高、行业利润空间压缩、人工成本逐年上涨、焊工老龄化严重等行业痛点。新一代管道智能焊接机器人提供了综合性解决方案：首先，智能化焊接作业缩短了焊工暴露在危险环境中的时间，本质安全水平显著提升，为焊工提供了低烟尘、低噪声的作业环境；其次，智能化焊接流程降低了对人工经验的依赖，缓解了人才断层压力，精准的成本控制和效率提升为工程企业拓展了利润空间。

    “智能焊接机器人不仅完成了焊接任务，更让我们看到了智能制造在降本增效、提质控险上的巨大潜力，这是传统焊接工艺无法比拟的。”十建公司山东滕州DMTO工程项目部经理张瑞表示。

    作为工程建设二次创业的主力先锋，该款智能焊接机器人的价值已超越单一装备本身。其研发过程中形成的“多维传感融合”“工艺参数智能匹配”等核心技术，为后续智能装备研发打下了坚实基础；在项目中展现的“安全、高效、优质、可控”优势，为工程建设行业树立了智能制造的实践标杆。

    布局未来：从智能装备到产业生态的全面升级

    依托九轴智能机器人、管道智能焊接机器人两套核心装备的技术积累，十建公司2025年承接了炼化工程集团“揭榜挂帅”课题和管道智能预制生产线示范项目，将智能制造从“单点突破”推向“系统集成”的新阶段。

    “如果说单台机器人是‘智能工人’，那么智能预制生产线就是‘智能工厂’。”王银飞介绍，管道智能预制生产线，将整合管道材料智能加工、立体仓储、智能运输、智能抓取组对、管道智能焊接等多个独立环节，通过AI控制系统实现全流程自动化联动。

    “管材从入库、加工、组对、焊接到成品出库，全程无须人工搬运和操作，系统会根据生产计划自动调度设备，实现工艺管道的流水化生产。”王银飞说。

    该公司研发的管道智能预制生产线已于2月10日投用，将实现年产20万寸径管道的目标，相比传统预制车间，生产效率提升3倍，产品合格率稳定在99.8%以上。管道智能预制生产线可根据不同项目需求快速调整焊接工艺参数，实现“柔性生产”，既能满足大型炼化工程项目的批量预制需求，也能适配小型改造项目的个性化订单，大幅提升石油石化工程建设的工业化水平。

    在“十五五”开局之年，十建公司明确“AI+制造”的发展方向，将以破解行业痛点为核心，积极探索“基地化布局+模块化建造”的新模式。从单台智能机器人突破到生产线集成、从技术研发到产业应用，十建公司的智能制造实践，折射出石油石化工程建设行业的转型方向。在新型工业化浪潮下，以智能装备为核心的新质生产力，正逐步替代传统劳动力密集型生产模式，加速推动工程建设二次创业进程。