浅析船舶及海洋工程高效焊接技术

浅析船舶及海洋工程高效焊接技术

岳子军

武船麦克德莫特海洋工程有限公司 山东 青岛 266000

摘要：改革后，随着社会发展，带动了我国各个行业领域的进步。现阶段，在现代船舶建造过程中，对于高效焊接技术的依赖越来越高，这也是各类船舶设计以及建造工艺不断提高的必然结果。本文对高效焊接技术在现代船舶建造中的应用情况以及推广情况进行了分析，强调了加大高效焊机技术应用和推广工作的重要性，分析明确了高效焊接技术在应用以及推广中的不足、短板，并针对相关问题和不足提出了优化改进的策略和方法。相信高效焊接技术在未来可以进行更广泛的普及和应用，并为船舶建造工作提供更有力的支持。

关键词：高效焊接技术;船舶建造;应用及推广

引言

船舶工业、海洋工程的迅速发展，极大地促进了我国焊接技术的发展，焊接工作量也随之上升。目前，我国焊接工作总量已达到世界焊接强国的水平，但焊接工作效率却远远低于发达国家，主要原因在于焊接自动化程度低，高效焊接方法应用不够。提高焊接效率主要表现在：一是提高焊接材料的熔化速度的高熔敷效率焊接，其主要用于船舶和海洋工程中的厚板焊接。二是提高焊接速度的高速焊接，其主要用于薄板焊接。下面介绍几种目前较常见的高效焊接技术。

1高效焊接技术的应用推广价值

保证船舶的安全性、稳定性、实用性。现代社会，船只向着大型体积、大量载重的方向发展，动辄几万吨、几十万吨级别的大型货轮或者舰艇开始大量装备。这种大型船只的自重大、体积大、载重大，其对船只焊接工艺的要求也就越高。比如船体龙骨、甲板、船壳、船体内部各类管道等的焊接加工，其质量表现直接影响船体的承重能力和抗击风浪等的能力。如果一艘船只的焊接质量不理想，存在焊点不稳固、脱焊、漏焊、焊缝过大等情况，那么在载重过大，或者高速机动，或者面对海啸冲击的情况下就很可能出现局部开焊、船体崩裂的情况，其对船只的安全性造成的影响是致命的。即便没有发生明显的开裂，也很可能导致船只留下暗伤，需要频繁进行维修，加大船只维护保养的成本，同时严重的缩短船只使用寿命。高效焊接技术的应用，则可以有效解决这方面的问题，保证船舶的安全性、稳定性、实用性。

2高效焊接技术在船舶建造中的技术应用

2.1激光焊接

纯激光光斑直径很小，熔池的搭桥能力比较差，对焊缝缝隙的宽度要求十分严格，同时在焊接过程中易形成等离子体，导致稳定性变差，实际利用率非常低。但是激光电弧复合能够克服激光和电弧各自的缺点，综合各自的优点起到1+1>2的效果，使得装配间隙由0.3mm增大至1mm。目前，欧洲的部分船厂已经装配了船舶激光焊接生产线，如德国的Meyer船厂和Blohm+Voss船厂以及意大利Fincantieri造船厂。国内激光—电弧复合焊接的研究大多在高校和研究所，还在试验阶段，船厂真正的激光焊接应用还没有开始。

2.2多丝弧焊技术

多丝弧焊技术可分为多电极焊接和多丝电极焊接。多电极焊接采用多焊枪施加焊接，每个焊枪配一路焊丝，每路焊丝有各自电源、送丝机构和调节系统，每根焊丝的焊接参数可分别进行调节。多丝电极焊接是多根焊丝由共同的导电嘴送出，电源和送丝系统可以相同，也可以不同。采用多丝弧焊能够实现高速焊接，是目前提高焊接生产效率的有效方式，多丝弧焊技术在国内部分船厂已进行了较多的研究和应用。我国一些大型船厂在平面分段装焊流水线上引进了先进的三丝、四丝等多丝埋弧焊机及专用工装进行船用普通钢的焊接。沪东中华造船公司采用了16电极CO2气保焊焊接普通船体钢，焊接生产效率获得极大提高。大连船舶重工公司开展了双丝单面MAG焊接AH32船体钢的应用研究，结果显示焊缝成形良好，接头力学性能满足指标，有望应用在船体合拢双层内底等平直焊缝。洛阳船舶材料研究所对船体高强钢的双丝埋弧焊工艺，以及双丝埋弧焊+反面铜衬垫(FCB)的单面焊双面成形工艺进行了研究，结果显示焊缝成形良好，对于10~18mm中板可实现一道成形，接头常规力学性能满足指标要求，焊接接头韧性良好，与母材韧性相接近。某大学进行了船用钢高速三丝熔化极气保焊工艺研究，焊接速度最大可达1.8m/min，焊接过程稳定，焊缝成形良好，力学性能满足指标要求，有望在平面分段生产流水线纵骨角焊接中得以应用。

2.3加大经费投入，创造有利条件

高效焊接技术的应用和推广，前提是要有好的设备、好的焊材，需要有长期的培训机制和良好的奖励机制。这都是以更高的经费开支为支持的。造船企业应当积极加大相关材料设备等的经费投入，引进先进的电渣焊机、电子束焊机、等离子弧焊机、超声波焊机、平面分段流水线，以及低飞溅、低烟尘、稳定度高、成型条件好的焊丝等，以保证企业拥有良好的技术条件，可以满足高效焊接广泛投产应用的需要。除了购置基本的设备设施、焊机焊材之外，在推广宣传方面的投入也应该适当加大。企业要通过在船坞工厂悬挂条幅、发放宣传手册、张贴海报、录制宣传片、在工作群、QQ群进行推广宣传等一系列方式鼓舞大家的热情。企业人力资源管理部门、领导部门、生产班组负责人等也要和相关工人、技术人员做好交流沟通，强调进行高效焊接技术应用推广的重要意义，积极调动广大员工共同投入到高效焊接技术的研发应用中去。企业应当积极鼓励员工进行技术攻关，帮助员工进行科研立项;或者帮助员工申请省市地区、行业领域的科技创新奖金，参加行业举行的创新大赛、技能评比活动等等。要通过丰富多样的途径鼓舞员工在技术上取得突破，实现高效焊接技术的顺利普及、应用，为企业的技术革新创造有利条件。

2.4 T.I.M.E.焊

T.I.M.E.焊（TransferredIonizedMoltenEnergy）是在原有的MAG焊基础上通过增大焊接电流，增加电阻热，采用高的送丝速度与其高的熔化速度匹配，并采用四元保护气体来进行保护，实现高速焊接下的高熔敷率。此方法有如下优点：（1）采用大干伸长焊接，熔敷率、焊接生产率均有所提高。（2）采用四元气体保护法，接头的低温韧性有所改善，焊缝金属中S、P杂质含量下降，优化了接头力学性能。（3）由于熔滴过渡方式是射流过渡，故可较好的实施全位置焊接。目前，这种高效的焊接方法已在机械工程、建筑钢结构、起重机械等制造行业得到实际的应用。船厂应用较少，其原因可能如下：一是TIME焊设备昂贵，所需保护气体中氦气含量高，我国是氦资源贫乏国家，导致气体成本高；二是国内没有专门的TIME焊丝生产厂家，焊丝均依靠进口。

结语

综上所述，我国船用钢板高效优质的焊接技术正加快脚步向先进水平发展迈进，出现了一些高效焊接技术的新应用、新动向、新进展和新经验。随着国家政策向高技术船舶发展倾斜，船舶工业转型升级调整将进一步深入，船舶焊接技术的高效化、优质化和绿色化的研究和应用热点将进一步增强。

参考文献

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