
钢结构制造,是装备制造业的重要基石。长期以来,行业主流埋弧焊工艺面临坡口加工繁琐、厚板多层多道焊周期长、工件变形量大、焊材消耗高、极度依赖资深焊工等多重痛点,人工成本、交付周期、产品质量始终是制约钢构企业提质增效的核心瓶颈。
在行业智能化转型浪潮下,国内某央企钢结构头部企业率先开启工艺革新,引进武汉予成激光的激光-电弧复合焊成套装备,核心光源搭载创鑫激光器,将先进激光-电弧复合焊接工艺应用于箱型柱、钢梁等核心构件生产,用实打实的车间生产数据,验证激光智造驱动钢构制造升级的价值。

▲国内某央企钢结构头部企业车间
(武汉予成激光-电弧复合焊成套装备,搭载创鑫万瓦激光器)
1 破局传统焊接痛点
钢构龙头启动工艺升级
该企业核心业务聚焦高端建筑钢结构,涵盖房屋、桥梁、场馆、交通场站、塔桅结构等产品的制作与安装,原有产线以埋弧焊、气体保护焊为主,主打箱型柱、钢梁等中厚板构件加工。
面对日益紧张的交付压力,传统埋弧焊短板愈发凸显:厚板焊接需要预制大坡口,多层多道焊拉长生产周期;焊接热输入大,构件变形严重,后续矫形工作量巨大;焊材消耗高,且高度依赖经验丰富的资深焊工,招工难、用工成本居高不下。
为抢占钢结构制造技术制高点,企业启动新工艺方案评估,重点锁定四大核心指标:焊接效率、接头力学性能、变形控制程度,以及包含人工、焊材、能耗在内的综合成本。
焊接方式性能对比

在设备选型阶段,武汉予成激光凭借深耕钢结构领域多年的工艺积淀,同时作为行业标准主编单位,具备成熟的成套装备集成与现场落地能力,成为本次项目的集成合作伙伴。而在核心光源的筛选上,企业重点考察长时间连续运行稳定性、抗高反能力、光束质量一致性与售后响应能力,最终选定创鑫激光器作为整套复合焊系统的能量核心。
2 实测数据亮眼
效率、成本、人力全方位提质降本
这套搭载创鑫万瓦激光器的激光-电弧复合焊系统,主要用于箱型钢柱、钢梁主焊缝焊接,适配8mm—25mm、Q355B材质钢板。对比传统埋弧焊,新工艺实现了综合性能全面跃升。
在焊接质量层面,激光与电弧优势互补,低热输入的焊接模式,焊缝成型均匀光洁,无裂纹、咬边等宏观缺陷;焊接变形量降低70%以上,大幅削减焊后矫形工序;更低的热输入减少烟尘产生,车间作业环境得到改善。焊后成品的力学性能表现同样突出,焊缝抗拉强度高于母材,伸长率超20%,弯曲试验无裂纹,构件长期服役稳定性得到强力保障,为大国工程筑牢安全根基。
在生产效益层面,相较传统埋弧焊,焊接效率提升3-5倍,焊材等材料成本节省 60% 以上。以 25mm 厚板为例,传统埋弧焊需要多层多道焊接,工序冗长,耗时耗力;激光-电弧复合焊可实现单道一次成型,大幅压缩工时。同时省去坡口加工、多层多道焊、焊后矫形抛光等多道工序,单工件整体加工成本下降60%以上。工序链条缩短,车间流转效率大幅提升。
在人工成本层面,激光-电弧复合焊单台设备仅需 1 名操作人员值守,产能可覆盖传统3-4台焊接工位的产出。新工艺不再依赖稀缺的高技能焊工,普通操作工经标准化培训即可上岗,仅负责上下料、设备监控与简单参数调节,有效破解行业“老师傅”招工难题。

▲该企业激光-电弧复合焊加工现场
整套装备可支撑工厂7×24小时连续量产。日常维护仅聚焦光学镜片清洁、水冷系统保养、除尘系统清理。虽然新增光学部件保养事项,但设备整体故障停机时间显著压缩,设备综合可动率有效提升,保障产线稳定不间断生产。
工艺革新,直接转化为企业市场硬实力。生产周期压缩,订单交付能力显著增强;稳定一致的焊缝性能,持续夯实工程客户的信任基础。企业率先将这套工艺落地模块化建筑项目,打造钢结构智造标杆案例。目前该工艺已规模化应用于箱型构件主焊缝,后续还将持续拓展 H 型钢、异形构件等更多应用场景。
3 真实箱型柱对标测算
白纸黑字看懂成本巨变
为量化新工艺价值,项目团队选取车间主力产品箱型柱:400*400*12000mm、板厚14mm、重量845kg,焊缝长度48米,以每百吨产量为基准,进行新旧工艺完整成本对标测算。同样生产100吨箱型柱,焊缝总长度均为5680.5 米,两套工艺的工时、耗材、人力开支,拉开巨大差距。
箱型柱焊接成本分析

工时对比
传统气保焊/埋弧焊:焊接速率 1m/min,仅焊接工时就需要95小时,加上翻转、工件准备20小时,合计总工时26.5个班;
激光-电弧复合焊:焊接速度可达1.6m/min,焊接工时压缩至60小时,翻转准备工时缩减至10小时,总工时仅需 10个班。
新工艺直接砍掉大半生产班次,产线流转速度大幅提速。
成本分项拆解(每百吨)
人工费:传统工艺依赖资深焊工,人工成本高达 28402.5 元;复合焊仅需普通操作工,按400元/班,人工费仅4000元。彻底摆脱高价焊工依赖。
焊丝消耗费:传统埋弧焊焊丝成本1.4元/米,合计7953元;复合焊焊丝消耗降至0.4元/米,仅2272元,耗材大幅节约。
电费:传统工艺总电费 17100 元;复合焊单位小时电费更高,但总工时大幅压缩,总电费降至 9600 元。
汇总核算:每百吨箱型柱,激光-电弧复合焊综合焊接成本仅15872元;传统气保/埋弧焊高达53455元。单百吨构件,焊接环节直接省下 37583 元,成本降幅超 70%。这份实打实的车间测算表,把 “提质降本” 从行业口号变成可落地、可核算的经营收益。

钢结构智造,从来不是简单替换一台焊机,而是全流程生产逻辑的系统性重塑。当央企钢构龙头从车间账本上算出:效率提升 3-5 倍、综合成本下降 60%以上、焊接变形减少70%以上,激光制造的价值,已经看得见、摸得着、算得清。曾经肉眼难察的高能光束,如今稳稳地落在厚重钢构件的焊缝之上,正在成为决定钢结构产业链跑得多快、走得多远的核心力量。
面向未来,创鑫激光将持续迭代高功率激光光源性能,携手武汉予成激光等优质集成伙伴,深挖钢结构、重工装备、海工等行业工艺场景,以高性能激光光源,赋能更多装备制造企业突破传统工艺天花板,奔赴智能制造新征程。
金属板材成形之家-MFC金属板材成形杂志/金属成形商务咨询(北京)有限公司-MFC《金属成形智造》杂志