试析船舶焊接工艺的应用与发展

臧远

摘 要：焊接工艺在船舶工业中起着举足轻重的作用，随着时代的发展，科学技术的不断进步，应不断优化焊接工艺，以使其更好地为船舶工业的发展服务。下文在分析船舶焊接工艺应用现状的基础上，对焊接工艺的未来发展前景作了展望。

关键词：焊接工艺 机械化 自动化 节能环保

一、随着船舶焊接工的应用现状

1、焊接新工艺得到应用与推广

随着新的造船模式的推广，焊接工艺也取得了重大进步。 国内重要的造船厂积极学习国外先进技术，并引进国外平面分段装焊流水线，采用自动焊单面焊双面成形新工艺，同时，对船体平面分段构架的焊接也逐步采用半自动或者自动气体保护角焊工艺，大大提高了焊接效率，促进了焊接工艺水平的提高。CO2气电垂直自动焊工艺在船台大合拢时，焊接垂直对接缝中广泛被采用，可以使长达 15～30cm 的对接缝稳定牢靠地被焊接在一起，使得焊接效能得以提高，远远超过了旧有技术下的效能。

2、焊接设备逐步机械化和自动化

随着焊接工艺的进步，焊接设备也进行了更新换代。原先旋转式直流弧焊机正逐步走向淘汰，CO2气保护焊机得以广泛使用，这是一种具有长远经济价值的一种新设备。目前，国内造船厂主要应用的是晶闸管式 CO2气保焊机，随着焊接技术的提高，逆变式 CO2气保焊机的应用频率正逐步提高。CO2气保护焊机的应用和推广，可以减少焊材的用量，减少焊工数量，降低焊接工艺的成本，提高焊接效率，对焊接工艺的发展有着深远影响。其他一些设备，如整流弧焊机、交流焊机、垂直气电焊机、埋弧焊机等的大力应用和发展，也使得焊接设备的功能逐步得以提高，焊接工艺逐渐实现机械化和自动化发展。

3、焊接材料更加高效化和优质化

随着船舶焊接工艺的逐步进步和向国际化发展方向靠拢，焊接材料也随之得到更新。目前，国内造船工艺中，主要使用到焊条、CO2气体保护焊丝和埋弧焊材等焊接材料。其中，在建造船体时，主要使用普通手工焊条、重力焊条以及高效铁粉焊条。CO2气体保护焊丝按制造工艺的不同，一般分为实芯焊丝和药芯焊丝；按生产用途的不同，则一般分为普通药芯焊丝、金属粉芯药芯焊丝和垂直气电焊专用药芯焊絲，以及其他的专用焊丝。其中金属粉芯药芯焊丝由于具有良好的性能，被国际上一些先进的造船厂竞相研发和使用。另外，埋弧焊材是一种一直受到船舶行业青睐的焊材，其作业环境好，且能有效保证焊接缝隙的质量，在船舶工业的焊材使用比率中，基本维持在 10%～15%，是一种值得推广的焊材。

4、焊接方法不断优化

随着焊接工艺的提高，以及焊接设备和焊接材料的先进化发展，焊接方法也相应优化发展。CO2气体保护自动角焊或半自动角焊方法已得到广泛使用。在整个船体的焊接中，CO2气体保护焊接方法占了明显的优势比率。这种焊接方法的应用推广，极大提高了焊接效率，推动了船舶工业的发展。

二、船舶焊接工艺的发展展望

1、焊接工艺的机械化、自动化发展方向

焊接工艺机械化、自动化是船舶工业的一大发展趋势。随着我国船舶工业的发展，在造船成本以及造船效率等方方面面都有了更新的标准和要求，只有紧紧追随国际化发展潮流，才能实现造船业大发展的伟大目标，而机械化、自动化发展是必然发展方向。先进国家已经实现了很大程度上的自动化生产，而我国从焊接材料到焊接设备，以及焊接方法的不断更新上，也体现出了机械化、自动化这一不可逆转的发展方向。

2、焊接材料的发展将不断促进焊接工艺进步

在船舶制造中，焊接技术水平相比于日本和韩国等国家，还存在着一定的差距，焊接材料的使用上，还明显落后于这些先进国家。未来的发展中，应努力实现焊接材料的现代化，以推动焊接工艺的发展。可从以下几方面注重改进：

（1）注重提升焊接材料的整体品质和性能 焊材的质量直接关系到整个船舶的质量，关系到以后船舶的安全性能和使用寿命等，可以说，高质量的焊材是船舶工业发展的基础条件之一。应加大研发力度，进行严格科学的生产管理，不断提高焊材的技术含量，提升焊材的整体品质，保证焊材的高性能。

（2）使CO2药芯焊丝向多品种化发展

随着船舶焊接工艺的提高，对 CO2药芯焊丝的需求日益明显，研制多品种的 CO2药芯焊丝，以适用不同的焊接位置、不同的焊缝，将是解决船舶焊接技术问题的一种重要方法。

（3）开发利用高强度、低温韧性焊材

海洋资源的开发利用，为船舶业焊材的使用也打开了一扇新的大门。国外一些造船厂已将目光瞄向海洋。由于海工产品大多是低温韧性好的高强钢，以海工用钢为基础生产系列化国产焊材，不仅对我国船舶工业参与海工产品竞争提供保障，且能促进我国船舶工业的竞争力。

3、高科技含量的焊接设备将被推广

焊接工艺的提高离不开焊接设备的先进化发展。焊接设备在我国船舶业的发展中，已进行了重大更新，也日益彰显着其重要的价值。在未来的发展中，应继续推广应用高技术含量的焊接设备，加大资金投入，采用和研发出更适应船舶工业发展趋势的焊接设备。CO2气体保护焊接设备是推动我国造船设备高效化的一只有力臂膀，其中，逆变式 CO2气保焊机将在未来的发展中得到广泛应用，显示出比当今晶闸管式 CO2气保焊机更重要的价值。采用逆变式 CO2可以实现最佳收弧、可靠引弧以及低飞溅或无飞溅的焊接，且其运作效率高，购买价格也逐步下降；同时，因其本身具有功率数字化、管理数字化等优势，将可以适应今后数字化焊接的要求。

4、淘汰落后设备，发展节能环保型设备

随着人们环保意识的增强，节能、环保成为各行业发展的目标。船舶制造业应顺应世界性发展潮流，积极推广环保型设备，走一条低污染、高环保的发展之路。这就需要造船厂大力淘汰落后设备，积极推广和使用环保型设备，以促进船舶工业的可持续发展。传统的设备往往具有较强的污染性，给环境造成了很大的破坏，如果不能及时更新观念，加大环保设备的推广，船舶行业将会走向一条狭隘的发展道路，且很可能因承受巨大的社会压力而付出沉重的代价。顺势而为，积极探索和使用对环境低污染，甚至零污染的设备将是船舶工业的一条长久发展之计。

5、焊接方法不断更新发展

焊接手段在今后的发展中，必然也将进行不断发展，以适应造船工业的需要。高效的焊接方法将是未来焊接工艺逐步推广使用的方法。例如，单面焊双面成型的焊接方法，因经过实践的检验，将被继续推广使用，因其具有效率高的特点，能在船舶焊接中，节省时间、节约成本，且更加安全，因而有着很好的发展利用前景。当然，CO2气体保护焊接方法因其巨大的实用性，将会继续对船舶焊接工艺的发展服务。

6、机械手、机器人焊接的研究

科学技术的飞速发展，数字化信息技术的日新月异，都将对船舶焊接工艺产生重要影响。在焊接工艺未来的发展中，相关技术人员也应充分意识到这一点，并大胆进行创新，尝试研发更高端的、具有引领性的焊接工艺。比如，进行机械手、机械人焊接技术的探索研究。如果能将这种技术运用到造船流程中，那将使船舶工业实现跨越式发展，将节约大量的人力物力，同时还可以极大地提高工作效率。注重高科技的运用，才可以使船舶工业实现长远发展。

三、结语

当下焊接工艺已经在我国船舶工业中得到了很好的应用，但我们也应看到，相比于其他先进国家船舶工业的焊接工艺，我们还有一定差距，还有很长的路要走。认清形势，做好发展规划，不断向先进国家学习，引进和研发先进技术设备，才能一步步实现船舶工业的长远发展目标。

参考文献

[1]赵伯楗，曹凌源，郑惠锦等.船舶高效焊接工艺及装备[J].国防制造技术，2010，（03）.

[2]杨俊.小型船舶焊接工艺缺陷及改进展望[J].科协论坛（下半月），2009，（08）.

[3]张永达，孙成文，于小虎等.船舶高效焊接工艺及存在的问题[J].造船技术，2009，（05）.