如何進(jìn)階智能化焊接？劉建國(guó)的每一步實(shí)踐凝結(jié)成創(chuàng)新思維。 供圖/十建公司

“追光少年”劉建國(guó)專(zhuān)注焊接技術(shù)30余載，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)讓智能焊接夢(mèng)想成真。

孟夏青島，海風(fēng)習(xí)習(xí)，吹在臉上，甚是溫柔。

“機(jī)器人焊接不銹鋼管道的電流值還要降低10安，否則仰焊位置很容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。”劉建國(guó)心不在焉地吃完晚飯后，就迫不及待地從辦公室趕往300米開(kāi)外的管道加工車(chē)間。

偌大的車(chē)間里，智能焊接機(jī)器人正在默默地工作。璀璨的焊花照在他黝黑的臉頰上，映亮了他專(zhuān)注的眼眸。曾幾何時(shí)，在他的手里無(wú)數(shù)次綻放過(guò)這樣的焊花。如今，他把焊花盛開(kāi)的“權(quán)力”移交給了智能焊接機(jī)器人。即便如此，那焊花依然是他的最?lèi)?ài)。

“只要有弧光在閃爍，就一定有他的身影。”在同事眼里，劉建國(guó)還是那個(gè)“追光少年”。

劉建國(guó)，中石化第十建設(shè)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)十建公司）勞動(dòng)模范、優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、高級(jí)焊接技師、國(guó)家職業(yè)（焊工）技能競(jìng)賽裁判員。1993年入職十建公司的他，參加工作31年來(lái)，見(jiàn)證了中國(guó)石化的焊接技術(shù)從手工焊接到半自動(dòng)焊接、自動(dòng)焊接再到智能化焊接的發(fā)展之路。

人工焊接顯匠心

1993年初秋，年僅18歲的劉建國(guó)成為十建公司的一名實(shí)習(xí)焊工。經(jīng)過(guò)9個(gè)月的技能操作訓(xùn)練，他以培訓(xùn)結(jié)業(yè)考試第一名的成績(jī)成為了一名正式焊工。次年6月，劉建國(guó)踏上南下的火車(chē)，來(lái)到茂名乙烯項(xiàng)目建設(shè)工地。乙烯裝置原料罐區(qū)的4臺(tái)球罐焊接，是他作為焊工以來(lái)遇到的第一場(chǎng)戰(zhàn)斗。

球罐焊接在乙烯項(xiàng)目建設(shè)中是有名的苦力活。在劉建國(guó)進(jìn)入球罐內(nèi)部的那一刻，一股熱浪就撲面而來(lái)，近45度的高溫炙烤著他身上的每一個(gè)細(xì)胞。

“天再熱再悶，也要拿下球罐焊接施工任務(wù)?！被貞浧鹇殬I(yè)生涯初期的日子，劉建國(guó)在鏡頭前瞪大了眼睛。那堅(jiān)毅的瞳孔里閃爍的光，把我們帶回那場(chǎng)球罐焊接攻堅(jiān)戰(zhàn)。

在茂名長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月的高溫季節(jié)里，劉建國(guó)以平均每天融化40公斤焊條、焊縫質(zhì)量合格率達(dá)到99.3%的成績(jī)奪取了球罐焊接進(jìn)度和焊接質(zhì)量的“雙料”冠軍。這也使他在茂名乙烯項(xiàng)目建設(shè)工地名聲大噪。

“這么優(yōu)秀的青年焊工，不能埋沒(méi)在球罐里，把建國(guó)派到裂解爐焊接爐管吧?！眲⒔▏?guó)拿著施工隊(duì)的調(diào)令，來(lái)到了乙烯裂解爐爐膛里。一排排爐管橫亙?cè)谒难矍?，在球罐里使用的粗大焊槍也變成了小巧玲瓏的氬弧焊槍。在爐膛里，劉建國(guó)由一名壯漢變成了“蘇州繡匠”，小心翼翼地“繡”著每一道爐管焊縫。

是金子，總會(huì)閃光。經(jīng)過(guò)4個(gè)月的勤學(xué)苦練，劉建國(guó)又成為裂解爐爐管焊接質(zhì)量狀元。經(jīng)他焊接的600多個(gè)爐管焊縫，全部呈整齊劃一的魚(yú)鱗紋。它們就像一件件藝術(shù)品，證明了劉建國(guó)從一名普通焊工到焊接工匠的蛻變。

在以后的10年中，劉建國(guó)轉(zhuǎn)戰(zhàn)濟(jì)南煉化、齊魯乙烯、石家莊煉化等中國(guó)石化集團(tuán)公司重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，先后攻克了大型設(shè)備、工藝管道、鋁鎂合金、鈦合金等專(zhuān)業(yè)和材質(zhì)的50多項(xiàng)焊接技術(shù)難題。

每當(dāng)看到自己那雙粗壯、布滿(mǎn)老繭的雙手，劉建國(guó)總是心有不甘。他在想，如果有一種機(jī)器可以代替人工就好了，那樣既可以降低焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度也可以提高焊接效率。自動(dòng)化焊接的種子，在他的心里萌動(dòng)起來(lái)。

自動(dòng)焊接拼實(shí)力

“半自動(dòng)氣體保護(hù)焊還是需要用手握住焊槍?zhuān)皇遣恍枰腹じ鼡Q焊條而已。焊接效率雖然比手動(dòng)焊接提高了一些，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。我想要的是那種全自動(dòng)焊接設(shè)備和技術(shù)。”這是劉建國(guó)在2004年的施工日志里寫(xiě)下的一段話(huà)。

劉建國(guó)深知，從手動(dòng)焊接技術(shù)邁進(jìn)自動(dòng)化的大門(mén)是個(gè)漫長(zhǎng)而又艱難的過(guò)程。2005年初，他參與了海南煉化催化裂化裝置項(xiàng)目建設(shè)。面對(duì)40萬(wàn)寸徑的工藝管道焊接施工量和僅有10個(gè)月的工期，作為焊接班的班長(zhǎng)，他不想讓班里的兄弟再受以前干茂名乙烯時(shí)的苦和累。

“在焊接鋼結(jié)構(gòu)和管道仰焊位置焊接時(shí)，焊工極易受到焊渣的灼傷，工裝經(jīng)常被焊花燒得千瘡百孔。只有實(shí)現(xiàn)焊接技術(shù)自動(dòng)化，才能改善作業(yè)環(huán)境，提高焊接施工作業(yè)效率?！眲⒔▏?guó)說(shuō)出了他研發(fā)自動(dòng)焊接技術(shù)的初心。

在完成了一天的焊接施工任務(wù)后，劉建國(guó)就一頭扎進(jìn)了有關(guān)自動(dòng)焊接技術(shù)的書(shū)籍里?！鞍熏F(xiàn)有的兩臺(tái)半自動(dòng)氣體保護(hù)焊機(jī)改造成自動(dòng)焊接設(shè)備，應(yīng)該值得一試。”

說(shuō)干就干。劉建國(guó)從60多篇文獻(xiàn)中提煉出了自動(dòng)焊接技術(shù)的創(chuàng)新方案。在海南煉化催化裂化項(xiàng)目管道加工廠(chǎng)里，他冒著高溫酷暑，一遍遍地試驗(yàn)著自動(dòng)焊接技術(shù)創(chuàng)新方案。

理想很豐滿(mǎn)，現(xiàn)實(shí)很骨感。由于半自動(dòng)焊焊接工藝和全自動(dòng)化焊接存在較大的技術(shù)差異，劉建國(guó)的自動(dòng)焊接技術(shù)創(chuàng)新先嘗試了失敗。

“流淚流汗但不能丟信心，回頭咱們好好分析這次失敗的原因，盡快提出解決方案?！焙Ｄ蠠捇?xiàng)目完工后，劉建國(guó)帶著徒弟們回到了十建公司焊接培訓(xùn)基地，繼續(xù)進(jìn)行自動(dòng)焊接技術(shù)創(chuàng)新。

這次，他從焊接工藝參數(shù)入手，先后攻克了自動(dòng)送絲系統(tǒng)設(shè)定、氣體保護(hù)裝置設(shè)計(jì)、焊槍角度選用等40多項(xiàng)技術(shù)難題。其中，管道埋弧自動(dòng)焊接技術(shù)首次在福建聯(lián)合石化新建EO/EG（環(huán)氧乙烷/乙二醇）項(xiàng)目建設(shè)中成功應(yīng)用。

“以后，大家不用再擔(dān)心焊渣燙著胳膊了?！眲⒔▏?guó)徒弟張杰看到，他的眼角再次泛起了淚光。

之后的15年，劉建國(guó)不斷提升自身焊接技能水平，參加并獲得了全國(guó)工程建設(shè)系統(tǒng)焊工技能比賽團(tuán)體第三名、集團(tuán)公司技術(shù)能手、山東省有突出貢獻(xiàn)技師、臨沂市首席技師等20多項(xiàng)榮譽(yù)。面對(duì)獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)，劉建國(guó)沒(méi)有停下自動(dòng)焊技術(shù)創(chuàng)新的腳步。

2019年底，劉建國(guó)作為十建公司大連恒力項(xiàng)目建設(shè)的焊接技術(shù)負(fù)責(zé)人，帶領(lǐng)焊接技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)用時(shí)30個(gè)月完成了磁吸式管道全位置自動(dòng)焊實(shí)芯焊絲焊接、軌道式垂直固定口全位置自動(dòng)焊、鎳基合金自動(dòng)焊等12項(xiàng)自動(dòng)化焊接技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)，填補(bǔ)了3項(xiàng)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。

智能焊接圓夢(mèng)想

“師傅，要是有焊接機(jī)器人就好了。按下開(kāi)機(jī)鍵，機(jī)器人自己就可以進(jìn)行焊接作業(yè)，到時(shí)候咱們一個(gè)焊工可以操作好幾臺(tái)機(jī)器人干活。想想那場(chǎng)景，該多美好呀！”三年前，徒弟張泗民的話(huà)深深地印刻在劉建國(guó)的腦海里。十幾臺(tái)機(jī)器人同時(shí)焊接作業(yè)的場(chǎng)景，也時(shí)常在劉建國(guó)的睡夢(mèng)里出現(xiàn)。

“從自動(dòng)化到智能化，對(duì)于焊接技術(shù)來(lái)說(shuō)，是一種技術(shù)創(chuàng)新思維的跨越?！痹趧⒔▏?guó)看來(lái)，如何讓焊接設(shè)備以焊工的思維進(jìn)行焊接作業(yè)是實(shí)現(xiàn)智能化焊接的最關(guān)鍵一步。

2020年春天，十建公司將智能焊接機(jī)器人研發(fā)提上日程，劉建國(guó)成為了課題研究團(tuán)隊(duì)的主要負(fù)責(zé)人之一。他憑借近30年的焊接施工作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為研發(fā)合作單位南京理工大學(xué)提供了近千份焊接工藝數(shù)據(jù)，讓智能焊接機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)有了可靠的數(shù)據(jù)支撐。

為了實(shí)現(xiàn)智能焊接機(jī)器人早日投用的目標(biāo)，劉建國(guó)殫精竭慮，帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在青島煉化項(xiàng)目建設(shè)工地搭建了3000平方米的智能焊接機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)地，同時(shí)建造了與智能焊接機(jī)器人互聯(lián)互通的管道焊接數(shù)字化車(chē)間，讓數(shù)字化技術(shù)與智能化焊接實(shí)現(xiàn)了聯(lián)姻。

智能焊接機(jī)器人的3D掃描焊縫技術(shù)是讓劉建國(guó)感到難度最大的攻關(guān)課題。400次3D掃描試驗(yàn)僅有1次成功，失敗率高達(dá)99.75%，這一度讓讓技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)失去了信心。因?yàn)?，他們知?D掃描是智能焊接機(jī)器人技術(shù)研發(fā)的畫(huà)龍點(diǎn)睛之筆。這一難題攻克不了，智能焊接機(jī)器人無(wú)異于一堆廢鐵。

“技術(shù)攻關(guān)哪有一次成功的！受到這么點(diǎn)兒挫折，就失去了信心。大家伙難道要在機(jī)器人面前當(dāng)逃兵嗎？”脾氣向來(lái)溫和的劉建國(guó)，第一次發(fā)了火。

在隨后的兩個(gè)月里，劉建國(guó)帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)重拾信心，精心尋找3D掃描技術(shù)失敗的原因。終于，他們?cè)趦?yōu)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中找到了突破口，順利降伏了20多項(xiàng)制約3D掃描技術(shù)應(yīng)用的攔路虎。其后，經(jīng)過(guò)400次3D掃描試驗(yàn)、零次失敗，成功率100%。劉建國(guó)懸著的心臟，終于放了下來(lái)。

“兒子想你了，這么久不回家，難道要和機(jī)器人過(guò)日子呀！?！痹谖⑿乓曨l里，妻子的嗔怪讓劉建國(guó)想起，又有好幾個(gè)月沒(méi)有回家看看了。他嘴里默默地念叨著：等智能機(jī)器人投用了，一定回家看看。他還不忘把一個(gè)智能焊接機(jī)器人的模型裝進(jìn)背包里，那是給11歲兒子的生日禮物。

2023年5月6日，國(guó)內(nèi)首臺(tái)九軸全位置智能焊接機(jī)器人投入應(yīng)用。只要焊工們輕輕一按，機(jī)器人就可以工作了，實(shí)現(xiàn)了一鍵式焊接作業(yè)。

看著智能焊接機(jī)器人綻放出的璀璨焊花，劉建國(guó)的眼睛濕潤(rùn)了。在那一刻，他想起了茂名乙烯焊接球罐時(shí)的悶熱、想起了裂解爐里“繡”爐管時(shí)的樣子、想起了研發(fā)自動(dòng)焊接技術(shù)失敗時(shí)流過(guò)的淚水……

在智能焊接機(jī)器人面前，劉建國(guó)張開(kāi)自己的手，發(fā)現(xiàn)眼前的這雙手變得不再粗壯了，手掌里的那些老繭，不知在什么時(shí)候消失了。他心里不止一次感嘆：數(shù)智化帶來(lái)的便利，已經(jīng)讓他的工作生活變得越來(lái)越有滋味了。

夢(mèng)想成真。但劉建國(guó)對(duì)于數(shù)智化焊接技術(shù)創(chuàng)新卻絲毫沒(méi)有懈怠。

“智能機(jī)器人可以走下工作臺(tái)，自由進(jìn)行焊接作業(yè)嗎？機(jī)器人感到自己能量消耗殆盡時(shí)，可否自己走到太陽(yáng)底下吸收能量呢？機(jī)器人能自己寫(xiě)出焊接作業(yè)報(bào)告嗎？”劉建國(guó)一邊遐想，一邊奔向智能焊接機(jī)器人所綻放出來(lái)的弧光中去。

31載對(duì)焊接技術(shù)的堅(jiān)持和堅(jiān)信，他依舊是那個(gè)“追光少年”！

責(zé)任編輯：鄭 丹

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