高效焊接在船舶管系制造中的发展及应用

丁圣

摘要：焊接技术是船舶管系制造中的关键工艺，其焊接效果能够直接影响船舶管系制造水平。近年来，随着科学技术不断发展，焊接技术也得到了进一步完善和优化，在一定程度上带动了造船技术的发展，同时也对技术人员专业能力提出更高需求，为了提高船舶管系制造水平，需要技术人员全面掌握高效焊接的工艺流程及具体应用。因此，本文针对船舶管系制造的分类进行分析，并对其焊管质量需求详细阐述，同时深入研究高效焊接在船舶管系制造中的发展及应用，希望能够为专业人士提供参考借鉴，为提高船舶管系制造水平奠定良好基础。

关键词：高效焊接;船舶管系制造;发展;应用

引言：

船舶管系制造是船舶结构中的重要组成部分，可以直接影响船舶整体质量和功能，关系到传播的运行安全和效率。而焊接工作作为船舶管系制造中的关键环节，又能够直接影响船舶管系制造水平。由于船舶管系制造涉及环节较多，其中包括：管路安装、表面处理等。每个环节都有其技术规范和工艺需求。同时，船舶管系制造工序间存在环环相扣、层层递进的特点，其中任何一个环节出现问题，都会降低船舶管系制造质量[1]。由此可见，本文针对高效焊接在船舶管系制造中的发展及应用进行分析，对促进船舶制造行业稳定发展具有一定现实意义。

一、船舶管系制造具体分类

按照船舶管系的传送介质进行分类，可以分为：货油与液化气管系、燃油与滑油管系、压缩空气管系以及蒸汽管系几个方面。按照船舶管系功能进行分类，可以分为：化学介质管系、高温管系、高压管系以及低温管系等。在船舶管系制造过程中，需要技术人员采用分段同步制造方式，针对管系中的不同段位，需要制造人员展开不同管系制造工作，保证船舶管系制造可以跟上段位制造进度，由此可见，船舶管系制造与具体段位之间存在密切联系。

二、船舶管系制造对焊接工艺的具体需求

现阶段，不同国家在船舶管系制造过程中，对焊接工艺需求也有着不同标准。大部分国家均按照国际上现行的权威船级社规范展开焊接工作。其中明确规定了船舶管系制造的焊接材料标准以及质量验收标准。本文在高效焊接工艺研究过程中，仅对焊接外观展开浅显研究。

结合国际中权威船级社相关工艺规范和标准进行分析，其对焊缝外观质量的需求较高，要求在焊接低合金高强度关键过程中，要充分保证焊缝表面平整、密封性良好、接头适当，而想要满足这一需求，需要通过自动焊管机实现，通常人工焊接工艺很难做到。具体来说：第一，采用人工焊接方式，其焊接质量与技术人员的专业能力有直接关系。第二，结合以往船舶管系制造經验可以看出，采用人工方式很难满足国际权威船级社标准需求，而利用自动焊管机，即可以适用于管径较小的细管焊接工作中，又可以应用到大管径不锈钢管焊接工作中[2]。尤其近年来，在科学技术不断推动下，大管径自位置焊管机应运而生，通过该设备焊接的大管径钢管焊缝为鱼鳞状，不仅表面平整，而且热影响区较小。结合其在船舶制造中的实际应用情况来看，虽然制造条件相对于车间而言较差，但是应用到船舶管系现场制造方面有明显优势。

三、自动电弧焊在船舶管系制造中的应用

（一）管件车间焊接

船舶管件大多在车间内生产，生产完毕后需要分别送往船舶制造的分段和总段进行组焊。在车间生产过程中，采用自动电焊弧，能够充分发挥管件配件易装配专用。具体来说，在焊接过程中，自动焊管机需要对钢管进行预热，而后通过对接焊方式完成管件生产。并且对于手工焊位置，也可以去的良好焊接效果。

（二）现场焊接

船舶管件在现场焊接过程中，主要是将管件与船体的分段和总段进行总组焊。结合以往焊接经验进行分析，虽然船舶管件现场焊接的接头大多为管对管形式，但是焊接位置不尽相同，因此焊接难度较大。而应用自动电弧焊，可以充分满足工艺需求。同时，相对于传统焊接技术而言，自动焊管机可以减少人工劳动量。通常情况下，船舶管系制造中常见的焊缝类型有以下两种：第一种为管与管对接、管与法兰对接以及管与管多通对接。这种焊缝在船舶管系制造中应用范围最为广泛，并且对与常用尺寸的管材、管弯头等配件，在材料、规格等方面可以自动形成标准化。第二种为管与管直接、管与管斜接等等情况下产生的焊缝，这种焊缝在常用尺寸的管件中并不常见，主要原因是在船舶管系制造过程中，可以采用管与管三通的接头方式取代此类焊接方式。如果在制造过程中必须采用管与管直接的焊接方式，则说明钢管属于非标准管或特种厚壁管。这也是业内广为流传的“马鞍形焊缝”。全位置自动焊管机作为船舶管系现场焊接的主要设备，能够对固定管接头进行全位置、自动化焊接。具体来说，因固定管件自身无法旋转，因此，在焊接过程中，全位置自动管焊机可以通过旋转焊枪，围绕固定管件接头进行旋转焊接[3]。如此，可以使焊枪管的表面形成多种位置状态，其中包括：立向下焊位、仰面焊焊位、平面焊位等。由此可见，在焊机过程中，焊枪会处于多个捍为在接管接头位置形成环缝，所以这种电弧焊管设备又被成为全位置自动焊管机。这种设备是目前位置应用单位较为广泛的机电一体化弧焊设备。在焊接过程中，不仅能够保证焊接缝均匀，同时还可以将焊接电流、冷却水、以及填充焊丝等全部与焊头对应，从而满足了多样化弧焊工艺需求。另外，在焊接过程中，部分船舶管系制造需要焊头横向摆动。所以，从全位置自动管焊机外观方面分析，有大量导线、气管、水管等装置，可以为接通水、气、电奠定良好基础。在实际施工过程中，只有合理布置导线、水管和气管，才能够完成相关工艺。

四、高效焊接在船舶管系制造中的发展趋势

随着科学技术不断发展，我国船舶制造技术也在不断优化和完善，并且造船能力已经与世界先进水平接轨。然而，结合船舶管系制造实际情况来看，其焊接技术与日本、美国等先进国家相比仍然处于落后状态。具体体现在自动化水平低、焊接材料和工艺技术更新换代快等方面。在未来发展过程中，我国劳动力成本会不断上升，可以在一定程度上促进船舶焊接技术由传统劳动密集型转变为技术密集型，有利于为开发和研究新型自动化焊接工艺奠定基础。

另外，随着信息化技术的广泛应用，船舶管系制造技术也呈现出了广泛的发展空间，焊接工艺向机械化、自动化方向迈进已经成为船舶制造未来发展的必然趋势。同时，为了满足我国可持续发展需求，焊接工艺也会越来越重视节能需求[4]。

在未来发展过程中，专家和学者应着重研究机械手、机器人等自动化焊接技术，同时要大胆创新，结合数字化技术、智能化技术研发更加高端和先进的焊接工艺。同时，船舶管系制造中应用的焊接材料也会随科学技术发展不断完善。如：气体保护实心焊丝会在完善和优化过程中向低飞溅、高性能方向发展、焊接材料也会逐渐向特中华和环保化趋势迈进。

结束语：

综上所述，随着我国船舶制造行业的不断发展，船舶制造技术水平随之提高。焊接工艺作为我国船舶管系制造中的重要环节，也逐渐向自动化趋势发展，本文结合全位置自动化管焊机应用进行分析，并对焊接技术未来发展做出展望，希望能够为提高我国船舶管系制造水平奠定良好基础。

参考文献：

[1] 王凯，朱加雷，焦向东，王纪兵，蔡源超.激光焊接技术在船舶制造中的发展及应用现状[J].电焊机，2017（2）12

[2] 洪森，彭茂清.高效焊接技术在船舶建造中的应用及推广[J].广东造船，2018（12）：15-17，

[3] 张宏.高效焊接在船舶管系制造中的发展及应用[J].科学与财富，2017（7）：28-28，29.

[4] 黄学艺.船舶制造中激光焊接技术的应用与发展[J].工业A，2016：260.