Gần đây, tại xưởng sản xuất của Ban Dự án Đường sắt Cao tốc thuộc Tập đoàn Kỹ thuật số 4, Tổng công ty Xây dựng Đường sắt Trung Quốc (CRCC), sau khi hoàn thành công đoạn hàn cuối cùng, hệ thống máy hàn lồng thép thông minh toàn quy trình đầu tiên của Trung Quốc đã chính thức được đưa vào vận hành. Được hợp tác phát triển bởi Công ty TNHH Cơ khí Sơn Đông Trung Cát Lộc Nguyên và các trường đại học, máy hàn này tích hợp nhiều công nghệ cốt lõi như hàn robot, định vị trực quan và giám sát thông minh. Nó đã hoàn toàn thay đổi phương pháp hàn thủ công truyền thống, tăng hiệu suất hàn hơn 3 lần và đạt tỷ lệ đạt chuẩn 99,8%, tạo động lực mới cho việc xây dựng các dự án cơ sở hạ tầng chất lượng cao.
![máy lồng cốt thép]( "máy lồng cốt thép")
Giải quyết những điểm khó khăn của hàn truyền thống, thiết bị thông minh xuất hiện khi thời đại đòi hỏi
Là thành phần chịu lực cốt lõi trong các dự án cơ sở hạ tầng như cầu, đường hầm và đường sắt cao tốc, chất lượng hàn của lồng thép liên quan trực tiếp đến an toàn kết cấu của dự án. Trong một thời gian dài, hàn lồng thép ở Trung Quốc chủ yếu dựa vào các hoạt động thủ công, có ba điểm khó khăn chính: Thứ nhất, cường độ lao động cao. Công nhân phải cúi xuống trong thời gian dài và cầm mỏ hàn để làm việc, dễ gây ra bệnh nghề nghiệp. Thứ hai, hiệu quả thấp. Hàn thủ công một lồng thép dài 12 mét mất 8-10 giờ, khó đáp ứng yêu cầu thời gian thi công của các dự án quy mô lớn. Thứ ba, chất lượng không ổn định. Hàn thủ công bị ảnh hưởng bởi trình độ kỹ năng và sự mệt mỏi, và các mối hàn dễ bị các khuyết tật như lẫn xỉ và lỗ khí, với tỷ lệ đạt yêu cầu chỉ khoảng 85%.
"Dự án đường sắt cao tốc này cần sản xuất gần 2.000 lồng thép với tổng chiều dài hơn 20.000 mét. Phương pháp truyền thống đơn giản là không thể hoàn thành đúng tiến độ", ông Vương, Trưởng phòng Dự án, cho biết. Để giải quyết những thách thức trong thi công, phòng dự án đã hợp tác với các viện nghiên cứu khoa học và dành 18 tháng nghiên cứu, phát triển thành công trạm hàn lồng thép thông minh toàn diện. Trạm này thực hiện các thao tác hoàn toàn tự động từ nắn thẳng, cắt, gom nhóm đến hàn và tạo hình.
![máy lồng cốt thép]( "máy lồng cốt thép")
Nhiều cải tiến công nghệ, xây dựng "chuẩn mực thông minh" cho hàn
Quan sát tại hiện trường của phóng viên cho thấy trạm làm việc bao gồm bốn mô-đun chính: một bộ phận sơ chế thanh thép, một bộ phận nhóm thông minh, một bộ phận hàn robot và một bộ phận kiểm tra chất lượng. Toàn bộ quy trình sản xuất chỉ cần 1 công nhân để thiết lập thông số và thực hiện giám sát phụ trợ. "Phần cốt lõi là bộ phận hàn robot, được trang bị 6 robot hàn công nghiệp. Kết hợp với hệ thống định vị trực quan, nó có thể xác định chính xác vị trí của thanh thép và tự động điều chỉnh góc hàn và tốc độ hàn", kỹ sư Li, trưởng nhóm R&D, giới thiệu.
Những đổi mới của trạm làm việc được phản ánh ở nhiều khía cạnh: Nó áp dụng công nghệ theo dõi trực quan bằng laser, đạt độ chính xác định vị mối hàn là ±0,5mm và giải quyết các lỗi hàn do độ lệch trong khoảng cách giữa các thanh thép; Nó đã phát triển một cơ sở dữ liệu quy trình hàn thích ứng, có thể tự động khớp các thông số dòng điện và điện áp hàn theo đường kính và vật liệu của thanh thép, đảm bảo chất lượng hàn đồng nhất của các lồng thép có thông số kỹ thuật khác nhau; Nó được trang bị hệ thống lọc khói, đạt tỷ lệ hấp thụ khói hàn là 98% và hiện thực hóa công trình xanh; Một nền tảng giám sát dựa trên đám mây đã được xây dựng, cho phép các nhà quản lý kiểm tra tiến độ sản xuất, thông số hàn và dữ liệu chất lượng theo thời gian thực, cho phép truy xuất nguồn gốc toàn bộ quy trình.
"Trước đây, hàn thường kèm theo tia lửa bắn tung tóe và khói bụi lan tỏa, khiến tôi đau nhức toàn thân sau một ngày làm việc. Giờ đây, tôi chỉ cần bấm nút trong phòng điều khiển, môi trường làm việc sạch sẽ và thoải mái", Thạc sĩ Trương, một thợ hàn giàu kinh nghiệm với 10 năm kinh nghiệm, chia sẻ. Theo số liệu đo đạc thực tế, trạm hàn chỉ mất 0,5 giờ để hàn một lồng thép dài 12 mét, với sản lượng hàng ngày từ 8-10 đoạn. So với hàn thủ công, hiệu suất của phương pháp này tăng gấp 3 lần. Đồng thời, phương pháp này loại bỏ nhu cầu sửa chữa tiếp theo, giúp giảm 20% chi phí tổng thể.
Nâng cấp ngành công nghiệp hàng đầu, hỗ trợ phát triển cơ sở hạ tầng chất lượng cao
Việc đưa vào vận hành trạm làm việc này không chỉ tiết kiệm 205 ngày thi công cho dự án đường sắt cao tốc và giảm chi phí nhân công hơn 3 triệu nhân dân tệ, mà còn cung cấp một mô hình có thể nhân rộng cho việc nâng cấp thông minh ngành cơ sở hạ tầng. Các chuyên gia từ Hiệp hội Cơ sở hạ tầng Trung Quốc nhận định rằng thông minh hóa hàn lồng thép là một hướng đi quan trọng cho công nghiệp hóa và chuyển đổi số của ngành xây dựng. Việc nghiên cứu và phát triển thành công trạm làm việc này đã lấp đầy khoảng trống trong lĩnh vực thiết bị hàn lồng thép tự động hóa toàn bộ quy trình của Trung Quốc, thúc đẩy quá trình chuyển đổi xây dựng cơ sở hạ tầng truyền thống sang "sản xuất thông minh".
Được biết, hơn 10 doanh nghiệp hạ tầng đã đến kiểm tra, bàn bạc hợp tác, trạm làm việc sẽ được quảng bá và áp dụng trong các dự án như đường cao tốc, đường sắt đô thị. Kỹ sư Li cho biết: “Trong bước tiếp theo, chúng tôi sẽ tiếp tục tối ưu hóa hiệu suất thiết bị, phát triển hệ thống sản xuất linh hoạt phù hợp với lồng thép có thông số kỹ thuật khác nhau và mở rộng các chức năng như kiểm tra chất lượng AI và bản sao kỹ thuật số để giúp trạm hàn thông minh và hiệu quả hơn”.
Với việc ứng dụng rộng rãi các thiết bị thông minh trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng, các dự án cơ sở hạ tầng của Trung Quốc đang hướng tới mục tiêu "chất lượng tốt hơn, hiệu quả cao hơn và phát triển xanh hơn", đặt nền tảng giao thông vững chắc cho sự phát triển chất lượng cao của nền kinh tế và xã hội.
