في الآونة الأخيرة، في ورشة الإنتاج الخاصة بقسم مشروع السكك الحديدية عالية السرعة التابع للمجموعة الهندسية الرابعة لشركة إنشاء السكك الحديدية الصينية (CRCC)، مع الانتهاء من اللحام النهائي، تم تشغيل المجموعة الأولى من محطات عمل لحام القفص الفولاذي الذكي كاملة العملية في الصين رسميًا. تم تطويرها بشكل مشترك بواسطة Shandong Zhongji Luyuan Machinery Co., Ltd. والجامعات، محطة العمل هذه تدمج العديد من التقنيات الأساسية مثل اللحام الآلي، تحديد المواقع البصري، والمراقبة الذكية. لقد حولت وضع اللحام اليدوي التقليدي بالكامل، مما أدى إلى زيادة كفاءة اللحام بأكثر من 3 مرات وتحقيق معدل تأهيل قدره 99.8%، وضخ زخم جديد في البناء عالي الجودة لمشاريع البنية التحتية.
![آلة قفص حديد التسليح]( "آلة قفص حديد التسليح")
معالجة نقاط الضعف في اللحام التقليدي، وظهور المعدات الذكية بما يتناسب مع متطلبات العصر
باعتبارها مكونًا أساسيًا لتحمل الأحمال في مشاريع البنية التحتية مثل الجسور والأنفاق والسكك الحديدية عالية السرعة، فإن جودة لحام أقفاص الفولاذ ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالسلامة الهيكلية للمشروع. لفترة طويلة، اعتمد لحام أقفاص الفولاذ في الصين في الغالب على العمليات اليدوية، والتي لها ثلاث نقاط ضعف رئيسية: أولاً، كثافة اليد العاملة عالية. يحتاج العمال إلى الانحناء لفترة طويلة وحمل مشاعل اللحام للعمل، مما يكون عرضة للتسبب في أمراض مهنية. ثانيًا، الكفاءة منخفضة. يستغرق اللحام اليدوي لقفص فولاذي واحد بطول 12 مترًا من 8 إلى 10 ساعات، وهو أمر يصعب تلبية متطلبات فترة البناء للمشاريع الكبيرة. ثالثًا، الجودة غير مستقرة. يتأثر اللحام اليدوي بمستويات المهارة والتعب، وتكون اللحامات عرضة للعيوب مثل احتواء الخبث والثقوب الهوائية، بمعدل تأهيل يبلغ حوالي 85٪ فقط.
يتطلب مشروع السكك الحديدية عالية السرعة هذا إنتاج ما يقرب من 2000 قفص فولاذي بطول إجمالي يزيد عن 20,000 متر. وصرح المدير وانغ، رئيس قسم المشاريع، قائلاً: "يتطلب هذا المشروع إنتاج ما يقرب من 2000 قفص فولاذي بطول إجمالي يزيد عن 20,000 متر. وببساطة، لا يمكن للطريقة التقليدية إنجاز المهمة في الموعد المحدد". ولحل تحديات البناء، تعاون قسم المشاريع مع مؤسسات البحث العلمي، وقضى 18 شهرًا في البحث والتطوير، ونجح في تطوير محطة عمل لحام قفص فولاذي ذكية متكاملة العمليات. وتُحقق هذه المحطة عمليات مؤتمتة بالكامل، بدءًا من تقويم قضبان الفولاذ وقطعها وتجميعها، وصولًا إلى اللحام والتشكيل.
![آلة قفص حديد التسليح]( "آلة قفص حديد التسليح")
ابتكارات تكنولوجية متعددة، بناء "معيار ذكي" للحام
أظهرت معاينة الصحفيين للموقع أن محطة العمل تتكون من أربع وحدات رئيسية: وحدة معالجة مسبقة لقضبان الفولاذ، ووحدة تجميع ذكية، ووحدة لحام روبوتية، ووحدة فحص الجودة. لا تتطلب عملية الإنتاج بأكملها سوى عامل واحد لضبط المعايير وإجراء المراقبة الإضافية. وصرح المهندس لي، رئيس فريق البحث والتطوير، قائلاً: "الجزء الأساسي هو وحدة اللحام الروبوتية، المجهزة بستة روبوتات لحام صناعية. وبفضل نظام تحديد المواقع البصري، يمكنها تحديد موضع قضبان الفولاذ بدقة وضبط زاوية اللحام وسرعته تلقائيًا".
تنعكس ابتكارات محطة العمل في جوانب متعددة: فهي تعتمد على تقنية التتبع البصري بالليزر، مما يحقق دقة في تحديد موضع اللحام تبلغ ± 0.5 مم وحل عيوب اللحام الناتجة عن الانحرافات في تباعد قضبان الفولاذ؛ وقد طورت قاعدة بيانات عملية اللحام التكيفية، والتي يمكنها مطابقة معلمات تيار اللحام والجهد تلقائيًا وفقًا لقطر ومادة قضبان الفولاذ، مما يضمن جودة لحام متسقة لأقفاص الفولاذ بمواصفات مختلفة؛ وهي مجهزة بنظام تنقية الأبخرة، مما يحقق معدل امتصاص أبخرة اللحام بنسبة 98٪ ويحقق البناء الأخضر؛ تم بناء منصة مراقبة قائمة على السحابة، مما يسمح للمديرين بالتحقق من تقدم الإنتاج ومعلمات اللحام وبيانات الجودة في الوقت الفعلي، مما يتيح إمكانية تتبع العملية بالكامل.
وقال المعلم تشانغ، وهو عامل لحام يتمتع بخبرة 10 سنوات: "في الماضي، كان اللحام مصحوبًا بتناثر الشرر والأبخرة المنتشرة، وكان جسمي كله يؤلمني بعد يوم عمل. والآن أحتاج فقط إلى الضغط على الأزرار في غرفة التحكم، وبيئة العمل نظيفة ومريحة". وفقاً للقياسات الفعلية، فإن محطة العمل تستغرق 0.5 ساعة فقط من أجل لحام قفص فولاذي واحد بطول 12 متر، مع إنتاج يومي من 8 إلى 10 أقسام. بالمقارنة مع اللحام اليدوي، يتم زيادة كفاءته بمقدار 3 مرات. وفي الوقت نفسه، فإنه يلغي الحاجة إلى عمليات الإصلاح اللاحقة، مما يقلل التكلفة الشاملة بنسبة 20%.
قيادة تطوير الصناعة، والمساعدة في تطوير البنية التحتية عالية الجودة
لم يقتصر تشغيل محطة العمل هذه على توفير 205 أيام من وقت بناء مشروع السكك الحديدية عالية السرعة، وخفض تكاليف العمالة بأكثر من 3 ملايين يوان، بل قدّم أيضًا نموذجًا قابلًا للتكرار للارتقاء الذكي بقطاع البنية التحتية. وصرح خبراء من جمعية البنية التحتية الصينية بأن أتمتة لحام القفص الفولاذي تُعد توجهًا مهمًا للتصنيع والتحول الرقمي في قطاع البناء. وقد سدّ البحث والتطوير الناجح لهذه المحطة الفجوة في معدات لحام القفص الفولاذي الآلية كاملة العمليات في الصين، مما عزز التحول من بناء البنية التحتية التقليدي إلى "التصنيع الذكي".
من المعلوم أن أكثر من عشر شركات للبنية التحتية حضرت للمعاينة ومناقشة التعاون، وسيتم الترويج لمحطة العمل وتطبيقها في مشاريع مثل الطرق السريعة والنقل بالسكك الحديدية في المناطق الحضرية. وصرح المهندس لي: "في الخطوة التالية، سنواصل تحسين أداء المعدات، وتطوير أنظمة إنتاج مرنة مناسبة لأقفاص الفولاذ بمواصفات مختلفة، وتوسيع وظائف مثل فحص الجودة بالذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية لجعل محطة عمل اللحام أكثر ذكاءً وكفاءة".
مع الاستخدام الواسع للمعدات الذكية في مجال البنية التحتية، تتجه مشاريع البنية التحتية في الصين نحو "جودة أفضل وكفاءة أعلى وتنمية أكثر خضرة"، مما يضع أساسًا متينًا للنقل من أجل التنمية عالية الجودة للاقتصاد والمجتمع.
