試析船舶焊接工藝的應(yīng)用與發(fā)展

臧遠(yuǎn)

摘 要：焊接工藝在船舶工業(yè)中起著舉足輕重的作用，隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，應(yīng)不斷優(yōu)化焊接工藝，以使其更好地為船舶工業(yè)的發(fā)展服務(wù)。下文在分析船舶焊接工藝應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)焊接工藝的未來發(fā)展前景作了展望。

關(guān)鍵詞：焊接工藝 機(jī)械化 自動(dòng)化 節(jié)能環(huán)保

一、隨著船舶焊接工的應(yīng)用現(xiàn)狀

1、焊接新工藝得到應(yīng)用與推廣

隨著新的造船模式的推廣，焊接工藝也取得了重大進(jìn)步。 國內(nèi)重要的造船廠積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，并引進(jìn)國外平面分段裝焊流水線，采用自動(dòng)焊單面焊雙面成形新工藝，同時(shí)，對(duì)船體平面分段構(gòu)架的焊接也逐步采用半自動(dòng)或者自動(dòng)氣體保護(hù)角焊工藝，大大提高了焊接效率，促進(jìn)了焊接工藝水平的提高。CO2氣電垂直自動(dòng)焊工藝在船臺(tái)大合攏時(shí)，焊接垂直對(duì)接縫中廣泛被采用，可以使長達(dá) 15～30cm 的對(duì)接縫穩(wěn)定牢靠地被焊接在一起，使得焊接效能得以提高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了舊有技術(shù)下的效能。

2、焊接設(shè)備逐步機(jī)械化和自動(dòng)化

隨著焊接工藝的進(jìn)步，焊接設(shè)備也進(jìn)行了更新?lián)Q代。原先旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)正逐步走向淘汰，CO2氣保護(hù)焊機(jī)得以廣泛使用，這是一種具有長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一種新設(shè)備。目前，國內(nèi)造船廠主要應(yīng)用的是晶閘管式 CO2氣保焊機(jī)，隨著焊接技術(shù)的提高，逆變式 CO2氣保焊機(jī)的應(yīng)用頻率正逐步提高。CO2氣保護(hù)焊機(jī)的應(yīng)用和推廣，可以減少焊材的用量，減少焊工數(shù)量，降低焊接工藝的成本，提高焊接效率，對(duì)焊接工藝的發(fā)展有著深遠(yuǎn)影響。其他一些設(shè)備，如整流弧焊機(jī)、交流焊機(jī)、垂直氣電焊機(jī)、埋弧焊機(jī)等的大力應(yīng)用和發(fā)展，也使得焊接設(shè)備的功能逐步得以提高，焊接工藝逐漸實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化發(fā)展。

3、焊接材料更加高效化和優(yōu)質(zhì)化

隨著船舶焊接工藝的逐步進(jìn)步和向國際化發(fā)展方向靠攏，焊接材料也隨之得到更新。目前，國內(nèi)造船工藝中，主要使用到焊條、CO2氣體保護(hù)焊絲和埋弧焊材等焊接材料。其中，在建造船體時(shí)，主要使用普通手工焊條、重力焊條以及高效鐵粉焊條。CO2氣體保護(hù)焊絲按制造工藝的不同，一般分為實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲；按生產(chǎn)用途的不同，則一般分為普通藥芯焊絲、金屬粉芯藥芯焊絲和垂直氣電焊專用藥芯焊絲，以及其他的專用焊絲。其中金屬粉芯藥芯焊絲由于具有良好的性能，被國際上一些先進(jìn)的造船廠競相研發(fā)和使用。另外，埋弧焊材是一種一直受到船舶行業(yè)青睞的焊材，其作業(yè)環(huán)境好，且能有效保證焊接縫隙的質(zhì)量，在船舶工業(yè)的焊材使用比率中，基本維持在 10%～15%，是一種值得推廣的焊材。

4、焊接方法不斷優(yōu)化

隨著焊接工藝的提高，以及焊接設(shè)備和焊接材料的先進(jìn)化發(fā)展，焊接方法也相應(yīng)優(yōu)化發(fā)展。CO2氣體保護(hù)自動(dòng)角焊或半自動(dòng)角焊方法已得到廣泛使用。在整個(gè)船體的焊接中，CO2氣體保護(hù)焊接方法占了明顯的優(yōu)勢(shì)比率。這種焊接方法的應(yīng)用推廣，極大提高了焊接效率，推動(dòng)了船舶工業(yè)的發(fā)展。

二、船舶焊接工藝的發(fā)展展望

1、焊接工藝的機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展方向

焊接工藝機(jī)械化、自動(dòng)化是船舶工業(yè)的一大發(fā)展趨勢(shì)。隨著我國船舶工業(yè)的發(fā)展，在造船成本以及造船效率等方方面面都有了更新的標(biāo)準(zhǔn)和要求，只有緊緊追隨國際化發(fā)展潮流，才能實(shí)現(xiàn)造船業(yè)大發(fā)展的偉大目標(biāo)，而機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展是必然發(fā)展方向。先進(jìn)國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很大程度上的自動(dòng)化生產(chǎn)，而我國從焊接材料到焊接設(shè)備，以及焊接方法的不斷更新上，也體現(xiàn)出了機(jī)械化、自動(dòng)化這一不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展方向。

2、焊接材料的發(fā)展將不斷促進(jìn)焊接工藝進(jìn)步

在船舶制造中，焊接技術(shù)水平相比于日本和韓國等國家，還存在著一定的差距，焊接材料的使用上，還明顯落后于這些先進(jìn)國家。未來的發(fā)展中，應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)焊接材料的現(xiàn)代化，以推動(dòng)焊接工藝的發(fā)展?？蓮囊韵聨追矫孀⒅馗倪M(jìn)：

（1）注重提升焊接材料的整體品質(zhì)和性能 焊材的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)船舶的質(zhì)量，關(guān)系到以后船舶的安全性能和使用壽命等，可以說，高質(zhì)量的焊材是船舶工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件之一。應(yīng)加大研發(fā)力度，進(jìn)行嚴(yán)格科學(xué)的生產(chǎn)管理，不斷提高焊材的技術(shù)含量，提升焊材的整體品質(zhì)，保證焊材的高性能。

（2）使CO2藥芯焊絲向多品種化發(fā)展

隨著船舶焊接工藝的提高，對(duì) CO2藥芯焊絲的需求日益明顯，研制多品種的 CO2藥芯焊絲，以適用不同的焊接位置、不同的焊縫，將是解決船舶焊接技術(shù)問題的一種重要方法。

（3）開發(fā)利用高強(qiáng)度、低溫韌性焊材

海洋資源的開發(fā)利用，為船舶業(yè)焊材的使用也打開了一扇新的大門。國外一些造船廠已將目光瞄向海洋。由于海工產(chǎn)品大多是低溫韌性好的高強(qiáng)鋼，以海工用鋼為基礎(chǔ)生產(chǎn)系列化國產(chǎn)焊材，不僅對(duì)我國船舶工業(yè)參與海工產(chǎn)品競爭提供保障，且能促進(jìn)我國船舶工業(yè)的競爭力。

3、高科技含量的焊接設(shè)備將被推廣

焊接工藝的提高離不開焊接設(shè)備的先進(jìn)化發(fā)展。焊接設(shè)備在我國船舶業(yè)的發(fā)展中，已進(jìn)行了重大更新，也日益彰顯著其重要的價(jià)值。在未來的發(fā)展中，應(yīng)繼續(xù)推廣應(yīng)用高技術(shù)含量的焊接設(shè)備，加大資金投入，采用和研發(fā)出更適應(yīng)船舶工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的焊接設(shè)備。CO2氣體保護(hù)焊接設(shè)備是推動(dòng)我國造船設(shè)備高效化的一只有力臂膀，其中，逆變式 CO2氣保焊機(jī)將在未來的發(fā)展中得到廣泛應(yīng)用，顯示出比當(dāng)今晶閘管式 CO2氣保焊機(jī)更重要的價(jià)值。采用逆變式 CO2可以實(shí)現(xiàn)最佳收弧、可靠引弧以及低飛濺或無飛濺的焊接，且其運(yùn)作效率高，購買價(jià)格也逐步下降；同時(shí)，因其本身具有功率數(shù)字化、管理數(shù)字化等優(yōu)勢(shì)，將可以適應(yīng)今后數(shù)字化焊接的要求。

4、淘汰落后設(shè)備，發(fā)展節(jié)能環(huán)保型設(shè)備

隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，節(jié)能、環(huán)保成為各行業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。船舶制造業(yè)應(yīng)順應(yīng)世界性發(fā)展潮流，積極推廣環(huán)保型設(shè)備，走一條低污染、高環(huán)保的發(fā)展之路。這就需要造船廠大力淘汰落后設(shè)備，積極推廣和使用環(huán)保型設(shè)備，以促進(jìn)船舶工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的設(shè)備往往具有較強(qiáng)的污染性，給環(huán)境造成了很大的破壞，如果不能及時(shí)更新觀念，加大環(huán)保設(shè)備的推廣，船舶行業(yè)將會(huì)走向一條狹隘的發(fā)展道路，且很可能因承受巨大的社會(huì)壓力而付出沉重的代價(jià)。順勢(shì)而為，積極探索和使用對(duì)環(huán)境低污染，甚至零污染的設(shè)備將是船舶工業(yè)的一條長久發(fā)展之計(jì)。

5、焊接方法不斷更新發(fā)展

焊接手段在今后的發(fā)展中，必然也將進(jìn)行不斷發(fā)展，以適應(yīng)造船工業(yè)的需要。高效的焊接方法將是未來焊接工藝逐步推廣使用的方法。例如，單面焊雙面成型的焊接方法，因經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)，將被繼續(xù)推廣使用，因其具有效率高的特點(diǎn)，能在船舶焊接中，節(jié)省時(shí)間、節(jié)約成本，且更加安全，因而有著很好的發(fā)展利用前景。當(dāng)然，CO2氣體保護(hù)焊接方法因其巨大的實(shí)用性，將會(huì)繼續(xù)對(duì)船舶焊接工藝的發(fā)展服務(wù)。

6、機(jī)械手、機(jī)器人焊接的研究

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化信息技術(shù)的日新月異，都將對(duì)船舶焊接工藝產(chǎn)生重要影響。在焊接工藝未來的發(fā)展中，相關(guān)技術(shù)人員也應(yīng)充分意識(shí)到這一點(diǎn)，并大膽進(jìn)行創(chuàng)新，嘗試研發(fā)更高端的、具有引領(lǐng)性的焊接工藝。比如，進(jìn)行機(jī)械手、機(jī)械人焊接技術(shù)的探索研究。如果能將這種技術(shù)運(yùn)用到造船流程中，那將使船舶工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，將節(jié)約大量的人力物力，同時(shí)還可以極大地提高工作效率。注重高科技的運(yùn)用，才可以使船舶工業(yè)實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展。

三、結(jié)語

當(dāng)下焊接工藝已經(jīng)在我國船舶工業(yè)中得到了很好的應(yīng)用，但我們也應(yīng)看到，相比于其他先進(jìn)國家船舶工業(yè)的焊接工藝，我們還有一定差距，還有很長的路要走。認(rèn)清形勢(shì)，做好發(fā)展規(guī)劃，不斷向先進(jìn)國家學(xué)習(xí)，引進(jìn)和研發(fā)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，才能一步步實(shí)現(xiàn)船舶工業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。

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