国产机器人成功破解了世界造桥难题，在该领域目前领先世界，中国武汉一家专精特新企业成功破解了U肋内部焊接这一世界难题。研发出内部焊接机器人，以每分钟0.3米的速度同时对12条U肋内侧角焊缝进行精准焊接。这项技术已应用于100多座桥梁，预计节省桥梁运维费用数十亿元。这项技术的成功应用，不仅提高了桥梁建造的效率和质量，也为中国造桥业的发展提供了强有力的支持。

U肋内部焊接技术是什么？

U肋板单元作为钢箱梁正交异性桥面板的主要结构形式，备受关注，U肋一般采用单面焊接，熔深为75%～80%板厚。由于越来越多的桥梁面板早期出现疲劳开裂，后期维修费用很大，使得桥面板越来越要求有足够的安全性、耐久性。

钢箱梁桥梁的面板通常采用正交异性板结构形式，而面板大量采用U肋加劲。然而U肋截面尺寸较小，常规焊机无法进入其内部施焊，因此行业内U肋与面板通常采用外焊的方式进行焊接，即在U肋根部外侧开制45°～55°坡口后与面板进行两次单面焊接。

第一次为防止自动焊时发生烧穿现象在坡口根部所进行的打底焊，第二次为在打底焊焊缝面层进行的盖面焊，使得焊缝熔敷饱满，成型美观。因此U肋根部内侧与面板间存在一个连续或者断续的深度不大于1.6mm的开口，造成应力集中，抗疲劳性差。

长期在交变载荷的作用下，面底板或U肋发生竖向挠曲变形，从而在焊趾或焊根处引发疲劳裂纹，导致开裂。U肋内焊技术即采用适应U肋内部空间大小的焊机进行内部焊接，通过伺服电机驱动焊机直线行走从而完成内部焊接的目的。

U肋内部焊接的难点主要在于以下几点：

一：焊接位置和角度：U肋内部的焊接需要在特定的位置和角度进行，这需要焊接工人有高超的技能和经验。

二：熔透深度：为了达到设计要求的熔透深度通常需要在U肋外侧开坡口，或者采用大电流进行焊接，但采用大电流焊接时焊接过程中的电流，电压和焊接速度的稳定程度直接影响焊接质量，难以保证焊接质量。

三：坡口大小和钝边。在U肋外侧开坡口时，加工和组装时的坡口大小钝边间隙难以一致，也会直接影响焊接质量。

四：开口性缺陷：无论是U肋单面焊部分熔透，焊缝还是双面焊部分熔透焊缝，都容易在U肋内部出现未焊透、未熔合焊瘤熔透深度不符合要求等各种缺陷。这些缺陷会影响焊缝的疲劳强度。

五：应力集中：在疲劳载荷作用下，U肋内侧焊根处应力集中明显易产生疲劳裂纹。

以上难点表明U肋内部焊接是一项技术要求高，操作难度大的工作需要高超的技能和经验，以及先进的焊接设备和技术。

内部焊接机器人破解桥梁建造难题

钢结构桥梁的结实耐用和一种关键部件U型加强筋（U肋）的关系十分密切。它的作用相当于常见硬纸板中间的波浪形夹层。U肋内部的焊接一直是世界难题，但武汉一家专精特新企业成功破解了这道难题。

在湖北武汉的一个钢桥生产基地，这些U型的、长长的的东西就是桥梁的U肋，它和下面的钢板焊接起来，翻过来以后就形成了桥的桥面板。U肋内部空间狭小，因此在过去，只有外部的焊接，而如今有了这个小型机器人之后，内部也可以实现焊接，有力地提高了桥梁的安全性能。

6只身形小巧的机器人，钻进了狭长的U肋内部，它们如同一群技艺精湛的匠人，以每分钟0.3米的速度，同时对12条U肋内侧角焊缝进行精准焊接。机器人的电子和视觉跟踪系统能保证焊丝准确送达指定位置。

武汉锂鑫自动化科技有限公司董事长 高兴：双面焊接比单面焊接的抗疲劳性能提高了1.5倍至4倍，让桥梁变得更安全、使用寿命更长。

武汉锂鑫12年前就开始思考U肋内侧焊接的问题。由于没有任何经验可以借鉴，只能靠自己解决一道道难题。

经过4年日夜攻关，这项世界前沿的技术成功落地。不仅能提高桥梁寿命，还能节省大量维护成本。

武汉锂鑫自动化科技有限公司技术中心副主任 王成林：如果没有采用U肋内焊技术，一座大桥大概通车15年就会产生疲劳开裂，一次维修大概要四千万元左右的运营成本。如果采用这个技术，一座大桥可以节省2亿元的维修费用。

截至目前，U肋内部焊接机器人已在100多座大型桥梁工程建设中得到应用，U肋内焊缝长度达100多万米，预计可节省桥梁运维费用数10亿元。