1. 研究目的与意义（文献综述）

钢结构桥梁为世界桥梁界所推崇，由于自重轻，材质均匀，质量稳定，易于工厂化制造，装配化施工，便于回收利用等优点，特别是正交异性钢桥是其优点的集中体现而被广泛应用，其中u肋板单元是正交异性钢箱梁节段的主要组成部件，它的生产效率和焊接质量，直接关系到钢结构桥梁的成本和使用寿命。高效率和高质量的u肋板单元焊接生产线研究具有实际意义.

桥面u肋加劲属于闭口形式，常规技术只能从外侧单面施焊，u肋腹板板厚较薄，要保证不烧穿又有足够的焊缝熔深并非易事。此外，即使实现了75%～85%的部分熔透焊，留下15%～25%的未熔合部分（1～2mm）,当超载现象成为常态时，这1～2mm的未熔合部分应力集中，在车轮载荷反复作用下，面板与u肋焊缝处仍然容易产生疲劳裂纹。目前国内对于板厚8mm以上的u肋，要求焊缝熔透率80%以上，普遍还是选用两道焊工艺进行焊接，其焊缝根部相对不易烧穿，熔深也容易得到有效控制。u肋角焊缝焊接用金属粉芯药芯焊丝取代普通药芯焊丝已形成共识，例如港珠澳大桥钢箱梁所有u肋角焊缝的焊接采用了金属粉芯药芯焊丝，包装方式也由容量200kg以上的桶装焊丝取代过去15kg的盘装焊丝。

为了进一步提高u肋角焊缝的焊接效率，近年来开始应用双丝气体保护焊工艺，通过在门式焊接操作机上同一焊臂上前后安装两把焊枪来实现。双丝不共熔池，前枪采用药芯焊丝co2气体保护焊或实芯焊丝富氩气保护焊，进行打底焊，后枪采用药芯焊丝co2气体保护焊，进行盖面焊。在港珠澳大桥工程建设之前，我国钢桥制造行业的自动化水平较低，u肋板单元普遍采用导轮式角焊小车进行焊接，焊缝的质量稳定性欠佳。2011年开始，国内各大钢桥制造厂通过技术引进与自主创新，全面升级钢箱梁板单元自动化焊接技术。（1）焊缝自动跟踪技术::目前，u肋焊接的焊缝自动跟踪技术和方式主要有机械轮式、感应探头式和电弧传感式三种，其技术复杂度和焊缝跟踪精度依次提高。（2）自动化焊接装备:国内几大钢桥制造厂借鉴国外先进经验，自主开发了u肋板单元自动化焊接装备，其基本结构是在自行门架上安装多个焊接操作臂，形成了三种各有特点的u肋板单元自动化焊接方案。

尽管正交异性钢桥面板的设计理念和制造工艺技术得到了改进，u肋焊缝的耐久性得到有效的提高，相关疲劳试验结果也满足了规范要求（200万次或500万次），但面对钢桥100年以上的使用需求和日益增加的交通压力，进一步提高焊缝疲劳寿命是非常有必要的。中国企业近年来在u肋焊接技术上开始了新的探索和实践（1）厚边u肋技术（2）u肋内焊技术#8195;u肋内焊技术即通过专用焊接设备，将焊枪送进u肋内部，进行u肋内侧角焊缝的施焊工作，完成内焊工作后，再进行外侧焊缝的焊接。（3）u肋内侧贴衬垫单面焊双面成形技术

2. 研究的基本内容与方案

1. 基本内容

   理论研究：文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，深入了解焊接方法及设备特点，研究已有的u肋焊接方法与发展方向，总结各种焊接方法的特点，以及存在的问题及相应的解决方法。最终，设计一个高效，高质的钢结构桥梁u肋板单元焊接生产线的焊接系统的技术方案。

   软件设计和相关计算：根据技术方案，应用相关设计软件，进行焊接系统相关内容的设计与计算

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   3. 研究计划与安排

   第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容。确定技术方案，并完成开题报告。
   第4－6周：按照设计方案，相关企业调研考察，相关设计软件学习并熟练掌握操作。
   第7－11周：底板与U肋内、外部角焊缝焊枪定位装置设计设计计算。
   第12－14周：总结实验数据，完成并修改毕业论文。
   第15周：论文答辩。

   4. 参考文献（12篇以上）

   
   

   
   

   [1]刘太湖,焊接设备[m],北京:北京理工大学出版社,2013

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