中小型船舶企业焊接技术现状与展望

张 蔚， 徐国林，张 强

(1.中国船级社镇江办事处，江苏 镇江 212003；2.宁波奥凯钢结构工程有限公司， 浙江 余姚 315400；3.金坛市安顺船舶制造有限公司，江苏 金坛213231)

中小型船舶企业焊接技术现状与展望

张 蔚1， 徐国林2，张 强3

(1.中国船级社镇江办事处，江苏 镇江 212003；2.宁波奥凯钢结构工程有限公司， 浙江 余姚 315400；3.金坛市安顺船舶制造有限公司，江苏 金坛213231)

焊接是造船过程中的重要一环，对船舶的整体质量和寿命有着重要的影响。从焊接材料、方法、设备等角度综合论述了我国中小船厂焊接技术的发展现状，并分析了中小船厂焊接技术存在的问题及其与大型船厂焊接技术的差距，并对其发展趋势做出了预测。

中小船厂；焊接技术；发展趋势

0 引言

国内中小型船厂主要分布在全国沿海各地，以生产支线集装箱船、多用途船、重吊船、散货船、渔船等船型为主。目前船舶制造企业正在进行转型升级，而转型升级的思路大多是以产品为中心展开，即由建造散货船、油船等中低端船舶向建造大型集装箱船、液化天然气船等高端船舶及海洋工程装备转变，期望从中找到更多的发展机会。对中小型船厂来说，要把握住国际船市调整中的结构性机遇，积极争取、创造发展机遇，同时提高船舶建造技术，应对行业低潮期[1]。

船舶焊接技术是现代造船模式中的重要技术之一，先进的船舶焊接技术能大幅度提高造船效率、降低造船成本，提高造船质量，也是企业提高经济效益的重要有效途径之一。因此，有必要对中小型船厂焊接技术进行研究。

1 中小型船厂的焊接材料分类

1.1手工电焊条

向下立焊焊条:效率相比于向上立焊焊条，可以提高1～2倍。

铁粉焊条:熔敷效率可以提高到1.3～2.4倍，生产效率也能提高0.5倍以上。

重力焊条:使用高效铁粉焊条，与传统手工焊相比，生产效率提高到6倍。

1.2气体保护实芯焊丝

根据使用的情况来看，应着重研发新的焊丝品种类型和改进实心焊丝的工艺性能，减少飞溅上加大力度，力争做到使成型更好。比如：新研制开发的活性实芯焊丝，其表面经过活性化处理并具有防锈、润滑等功能。

1.3气体保护药芯焊丝

药芯焊丝具有焊缝成型美观、全位置焊接工艺性能良好、电弧稳定、小飞溅、焊接熔敷速度快、生产效率高等特点，国内大部分船厂已经实现了焊丝托盘供应。就我国目前焊材的应用状况来看，气体保护药芯焊丝在种类、产量、质量等方面和国外相比，差距较大，尤其是在研发碱性药芯焊丝、金属型药芯焊丝、自保护药芯焊丝,以及水下药芯焊丝和耐热钢、不锈钢、低温钢、耐酸钢药芯焊丝等新型药芯焊丝上力度不够。

2 造船模式与焊接方法现状

目前我国各船厂造船模式主要有整体造船、分段造船、分道造船这3种模式。

(1)整体造船是中小型船舶企业的主要模式。中小船舶企业主要采用平板拼接、管道焊接、船体焊接焊接方法，使用硅整流式变压器手工电弧焊和晶闸管式CO2气体保护焊机等主要焊接设备。

(2)地方造船厂和较大规模的民营船厂的造船模式采用分段造船模式。

CO2气体保护焊可用于平板拼接、平角焊和立角焊、分段焊接和管道焊接；手工焊条电弧焊可用于平角焊接和立角焊接、分段焊接和管道焊接；平板焊接还使用了晶闸管式埋弧焊，管道焊接还采用了TIG焊。总的来说，CO2气体保护焊和焊接过程自动化是发展的一种趋势。

(3)国内大型船厂的造船模式采用先进的分道造船模式[3]、集成造船模式等。

大型造船企业采用晶闸管式埋弧焊机和CO2气体保护焊进行平板拼接；采用CO2气体保护焊进行平角和立角的焊接；至于区域连接和管道焊接，分别使用的是气电立焊和TIG、CO2气体保护焊。

这些公司企业基本上是以CO2气体保护焊和焊接过程自动化为主来进行船舶焊接，并逐步开始实现了机器人焊接。

3 中小船厂焊接技术存在的问题

3.1长焊缝和厚板焊缝的焊接技术落后

在焊接钢板的过程中，较长焊缝和厚板的焊接是常见的问题。焊接水平和焊接效率的高低以及焊缝质量的好坏都对产品的质量和成本有着重大的影响[4]。除此之外，工作量较大的厚板对接、箱形零构件整体焊接以及T型板焊接等对焊接工艺要求十分严格。在焊接时，表面声波焊接技术(SAW)所产生的垃圾废渣清理困难，因此，焊缝首层一般采用表面声波盖面和熔化极气体保护焊打底相互结合的处理方法[5]，但焊接效率受到限制。对于T型焊接和厚板相互对接，普遍采用碳弧气刨清根工艺技术。这种技术使焊缝进行全熔透焊接有了可能，但会增加加工的成本，同时也对焊工的身体以及焊缝质量不利。

3.2焊工的专业技术水平不足

焊接工艺会对产品的质量以及整体钢结构的业务流程产生直接影响。钢结构产品应用广泛，遍布各个领域。学习焊接的相关技术知识，熟悉自身业务水平是对焊工的基本要求。但是我国焊工对业务水平了解得太少，与行业需求存在着较大的差距。

3.3焊接构件易产生冷热裂纹

焊缝接头处有扩散氢的存在，有淬硬组织，拉伸应力大而且密集是产生冷裂纹的必要条件。焊缝的内部和热影响区则是出现热裂纹几率较大的部位。热裂纹的出现不是力学和冶金制造过程中的因素单独作用的结果，而是两者共同作用导致的。

3.4焊接技术自动化水平不高

一个国家想要发展和强大，应该走工业现代化、自动化的道路；只有以工业现代化、自动化为支柱，产品才能通过节约成本来创造更多的价值。据统计，我国的自动化焊接水平不超过30%，远低于国外的80%[6]，手工焊是我国绝大多数中小型船厂仍然在采用的焊接方法。

4 中小型船厂焊接技术的发展趋势

(1) 中小型船厂对焊接技术各个分支的应用并不全面,亟需提高。

(2) 在焊接人才方面,专门的焊接人员数量较少并且分布不均,不少中小型船舶企业缺乏顶尖人才,因此限制了自主创新能力和思维。另外，中小型船舶企业、船厂在全国有名望的焊接专家数量上有极大的缺口，也因此导致中小型船舶企业、船厂在全国相关领域中几乎没有显示度和话语权。

(3) 在焊接方面的人才培养方面,中小型企业并不具备不同层次学历的培养能力,尤其是在较高学历的培养能力和规模亟待加强。此外,大批一线焊工的专业水平有待提升,中小船厂在这些方面应当加大培训力度。

(4) 在焊接的科研、人员、装备上没有优势；涉及范围较窄,尤其在研发比较先进焊接装备、焊材的方面。

5 结语

由于中小型船厂焊接技术水平与国内大中型船厂之间存在较大差距，这就要求中小型船舶企业、船厂的技术人员努力探索、总结经验、吸取教训，增强与大中型船厂焊接技术的交流学习。另外，必须加强焊接自动化技术的学习应用，重视焊接产品质量的提升，只有这样中小型船厂才能跟得上焊接技术的发展脚步。在发展过程当中，中小型船厂要坦然面对自身的不足，寻找自身的发展特点和方向，努力提高焊接技术水平，为我国的船舶焊接事业的发展做出贡献。

[1]李洪涛. 浅析中国焊接技术的现状与发展[J].黑龙江科技信息,2009(5):11-11.

[2]姚河清,陈亚政,孟庆芹. 现代焊接技术发展的现状及展望[J].河海大学常州分校学报,2004(3):7-10，2.

[3]邹家生,严铿,顾晓波. 船舶及焊接技术的发展与现状[J].江苏船舶,2008,25(1)：1-4，33.

[4]姚广臣,贾涛,臧小惠. 焊接技术现状与发展趋势[J].中国科技信息,2008(6):62-63.

[5]陈家本,郑惠锦,朱若凡,顾长石. 中国船舶焊接技术进展 [J].焊接,2007(5):1-6，97.

[6]李军阳. 浅谈焊接技术的发展趋势[J].中小企业管理与科技,2013(7):296-297.

[7]蒋伟波. 我国工业焊接技术的现状及发展前景分析[J].科技创新与应用,2014(4):84-84.

2014-09-03

张蔚(1983-)，男，工程师，研究方向为船舶与海洋结构物设计制造。

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