随着社会发展和时代进步，城市中有越来越多的超高层建筑投入建设，近几年，钢结构建筑相比于砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显优势。深圳高325米的地王大厦、上海浦东高421米的金茂大厦等超高层建筑都采用了钢结构。据统计，建筑钢结构设计普遍采用高强度钢截面焊接形式^[1]。在此背景之下，建筑物的寿命和稳定性提出了更高的要求，而新一代高强度钢铁材料因其本身优良的塑性、韧性及高强度等优点开辟了建筑行业新的发展空间，使得建筑物高度不断上升。相应的，对钢结构的焊接成型的技术也有了更多需求。

当下自动化及半自动化焊接的技术在建筑方面的应用还存在实际操作上的不足，现在的焊接多采用手工弧焊，但是高强钢的焊接性能较差，中厚板、长焊缝焊接量较大，与此同时，高层建筑钢结构多在高空作业，承载量很大，施工环境艰难。且焊工工作连续性差，技术水平不统一，以上这些因素在一定程度上会影响高层建筑钢结构的质量，对高层建筑的施工进度、稳定性和安全性会带来伤害^[2]。为了提高生产效率和产品质量，在低成本、实用的基础上实现生产过程自动化与智能化是现代制造业面临的主要挑战。面对不断变化的市场需求，制造行业为了保证其产品的竞争性，就需要针对自动化、计算机、软件等实现有效的可控制的制造生产过程，以达到自动化或者半自动化水平。

用于高层建筑的骨架结构的厚板高强度钢一般厚度50-70mm，最高可达100mm，尺寸可达3.5-5.5m。因此，厚板焊接不可避免的需要用到多层多道焊接工艺，采用自动或半自动焊接技术时每道焊道的轨迹都要规划好。现阶段对多层多道焊的路径规划多为平焊位，在实际生产建造中常需要在横焊位进行焊接操作，而多层多道焊在横焊位上的研究较少，影响着焊接的连续性、焊接精度和质量，所以说对中厚板进行多层多道焊路径规划的研究具有重要的意^[2-3]。当其他条件不变时，对于V型接头来说，可以通过基础参数推算出焊道的横截面积或每层焊道的高度，继而确定焊接电流、电压、焊接速度及送丝速度，还需考虑焊焊接顺序以及焊枪姿态等^[4-5]。

通过对厚板对焊平焊和横焊位置焊接规范参数的设计，可以为后续离线编程和机械设计部分提供前期技术和工艺支持。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

国内超高层建筑已进入发展高峰,钢结构建筑的骨架结构由厚板高强度钢构成。在现场的焊接条件下，手工弧焊存在劳动强度大、生产效率低，焊缝质量不稳定等诸多问题，厚板高强度钢自动化焊接工艺是优选的解决方案，本课题内容是研究厚板自动焊焊接工艺，即焊道规划设计和平焊与横焊位置焊接规范参数设计。

2.2 研究目标

1.文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系；

2.掌握厚板高强度钢CO2气体保护焊工艺；

3.采用数字模拟技术研究厚板对接接头多层多道焊焊道规划；