高效自动焊接技术在船舶企业的应用现状及问题分析

曹建平 姜维

(上海外高桥造船有限公司,上海 200137)

高效自动焊接技术在船舶企业的应用现状及问题分析

曹建平 姜维

(上海外高桥造船有限公司,上海 200137)

随着技术的发展,人们认识到现代化设备和先进工艺对提高产品质量、推进生产状况具有关键作用。在船舶企业中,焊接技术是制造工程的重要技术,高效自动焊接技术的提升能够促进造船技术的快速发展。本文阐述了高效自动焊接技术在船舶企业的应用现状,分析高效自动焊接技术在应用过程中出现的问题并对解决对策进行积极的探索。

高效自动焊接技术 船舶企业 现状 问题 对策

1 引言

船舶的结构比较复杂，技术要求比较苛刻，是全焊接结构，高效焊接对建造质量过硬的船舶具有至关重要的作用和意义。船体建造中有70%的工作量为焊接，焊接成本在船体建造成本中占有30%-50%的比例。所以，在建造船舶时要运用高效自动焊接技术来满足降低制造成本、减少制造工期等要求，同时也要确保焊接的高质量。运用高效自动焊接技术还可以提高企业竞争力，使其在激烈的市场竞争中取得胜利，为企业提供发展契机和经济效益。

2 高效自动焊接技术在船舶企业的应用现状

第一，焊接工艺方面的现状。我国船舶焊接工艺发展得很缓慢，以气体保护焊、埋弧焊、普通焊条电焊等为主，其中焊条电焊占据的比例较大，焊接效率比较慢。现在一般使用垂直气电焊接、船用自动化机械化平角焊接技术和逆变焊机、交流焊机、整流弧焊机等设备。在推广应用新技术和新设备方面，我国很小一部分造船厂能够引进分段装焊流水线，采取拼板工位高效自动焊接的新设备和新工艺，它能对船舶上的板材进行拼板和对接，对船体进行平面分段焊接。同时也运用自动或者半自动气体保护焊等工艺，提高焊接效率。

第二，焊接材料方面，现在大部分使用药芯焊丝，其具有焊接飞溅少、焊缝质量高、熔敷效率强等特点，便于自动化、机械化焊接。现在船舶企业通常运用药芯焊丝和CO2焊接技术结合在一起，因为广泛应用CO2保护焊，对焊接材料的使用量也大幅度增加。这也促进了焊接工艺质量的提升、工期缩短以及成本的降低。

3 高效自动焊接技术在船舶企业应用中存在的问题

第一，在焊接工艺上我国存在的问题表现在两个方面：首先的焊接工艺的高效化率、自动化率、机械化率都比较低。很多企业以焊条电弧焊或者半自动焊为主要工艺，而自动化和机械化焊接工艺的应用范围较小，应用水平较差。另外，气保焊和埋弧焊等高效率的工艺在研发以及应用等方面投入的精力较小。其次先进焊接工艺在我国船舶企业还没有得到应用，国外重视对焊接工艺的研究，已经研发出机器人焊接、电弧-激光复合焊接等工艺，而国内才刚刚研究这个领域。科研投入不足是焊接工艺方面的另一个问题。

第二，焊接材料方面我国船舶企业出现的问题有：首先焊接材料普遍存在品种单一的现象。通常以焊条为主，其中高效焊条和专用焊条应用较少，高端焊接材料基本依赖合资企业生产或者直接进口。其次焊接材料的性能急需提高。国内焊接材料特别是高端产品在抗吸潮性、工艺性能以及质量稳定性等方面都有很大的提升空间。

4 解决高效自动焊接技术在船舶企业问题的对策

4.1 焊接工艺方面

现在船舶焊接工艺得到快速的发展，机械化、高效化、专用化、自动化、机器人化是解决焊接技术在船舶企业出现问题的最佳对策。

高效化的具体表现为：逐渐降低焊条电弧焊的应用，增加对气体保护焊工艺的使用，并推动高效焊接工艺的研究和开发。例如MAG/MIG双丝焊接工艺、TIME焊接工艺(也叫做大电流高熔覆率MAG法)、带活性焊剂气体保护焊、多丝埋弧焊、变极性离弧焊、埋弧自动焊等工艺。

自动化、机械化就是要推广普及自动化焊接工艺，运用智能型焊接装置、实时监控装置、机器人技术以及激光焊接技术等，提高焊接质量和焊接效率，降低焊接成本。专业化就是在船舶特殊构建和部位，要选择专门的装备和焊接工艺来完成，以达到符合设计要求的目的。

随着平面分段装焊流水线的不断投入使用，机器人焊接技术体现出其他焊接技术难以比拟的、独具特色的优势，为船舶高效自动焊接技术的发展提供更加广阔的空间。

4.2 焊接材料方面

首先要调整焊接材料的结构。随着工业化程度的加深，船舶用材的结构在不断调整，传统焊材的使用在逐渐下降中，而药芯焊材和气体保护焊的应用量大幅度增加，埋弧用焊材的用量维持在一定水平，变化不大。

其次增加高效自动焊接材料的研究和开发力度。世界各国越来越重视增强船舶焊接效率，减少建造成本，研发出高效焊材，并推广专用焊条、高效焊条、药芯焊条等焊材。另外铁粉型焊剂、活性焊剂、高速焊剂以及单面焊材等等对埋弧焊材的研究，会促进焊接质量的提高。

最后对焊接材料的发展予以高度重视。现在要求船舶焊接具有高质量，就需要制造出具有良好工艺性能、优异力学性能的焊接材料。美国研发的酸性渣、高韧性、低氢型的药芯焊材系列，在冲击韧性和低氢等方面的工艺性能优越，进而在船舶企业具有广泛的应用。

另外焊接材料还要具有高性能、高稳定性、低飞溅、低烟尘、低故障率以及污染小等特性。

5 结语

二十一世纪后，船舶市场逐渐复苏，特别是我国成为世贸组织成员后，船舶事业的快速发展面临新的机遇和挑战。我们一定要认识到在船舶焊接技术上，我国与先进国家的实力和发展水平还具有一定差距。所以我国船舶企业要努力提高焊接的自动化和机械化水平，运用并推广节能、高效的焊接设备和工艺，开发新产品，研究运用焊接的新材料、新技术、新工艺，增强高焊接工作的效率，努力缩短和发达国家造船技术之间的差距。

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