高效自動(dòng)焊接技術(shù)在船舶企業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題分析

曹建平 姜維

(上海外高橋造船有限公司,上海 200137)

高效自動(dòng)焊接技術(shù)在船舶企業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題分析

曹建平 姜維

(上海外高橋造船有限公司,上海 200137)

隨著技術(shù)的發(fā)展,人們認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代化設(shè)備和先進(jìn)工藝對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、推進(jìn)生產(chǎn)狀況具有關(guān)鍵作用。在船舶企業(yè)中,焊接技術(shù)是制造工程的重要技術(shù),高效自動(dòng)焊接技術(shù)的提升能夠促進(jìn)造船技術(shù)的快速發(fā)展。本文闡述了高效自動(dòng)焊接技術(shù)在船舶企業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀,分析高效自動(dòng)焊接技術(shù)在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題并對(duì)解決對(duì)策進(jìn)行積極的探索。

高效自動(dòng)焊接技術(shù) 船舶企業(yè) 現(xiàn)狀 問題 對(duì)策

1 引言

船舶的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，技術(shù)要求比較苛刻，是全焊接結(jié)構(gòu)，高效焊接對(duì)建造質(zhì)量過硬的船舶具有至關(guān)重要的作用和意義。船體建造中有70%的工作量為焊接，焊接成本在船體建造成本中占有30%-50%的比例。所以，在建造船舶時(shí)要運(yùn)用高效自動(dòng)焊接技術(shù)來滿足降低制造成本、減少制造工期等要求，同時(shí)也要確保焊接的高質(zhì)量。運(yùn)用高效自動(dòng)焊接技術(shù)還可以提高企業(yè)競爭力，使其在激烈的市場競爭中取得勝利，為企業(yè)提供發(fā)展契機(jī)和經(jīng)濟(jì)效益。

2 高效自動(dòng)焊接技術(shù)在船舶企業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

第一，焊接工藝方面的現(xiàn)狀。我國船舶焊接工藝發(fā)展得很緩慢，以氣體保護(hù)焊、埋弧焊、普通焊條電焊等為主，其中焊條電焊占據(jù)的比例較大，焊接效率比較慢。現(xiàn)在一般使用垂直氣電焊接、船用自動(dòng)化機(jī)械化平角焊接技術(shù)和逆變焊機(jī)、交流焊機(jī)、整流弧焊機(jī)等設(shè)備。在推廣應(yīng)用新技術(shù)和新設(shè)備方面，我國很小一部分造船廠能夠引進(jìn)分段裝焊流水線，采取拼板工位高效自動(dòng)焊接的新設(shè)備和新工藝，它能對(duì)船舶上的板材進(jìn)行拼板和對(duì)接，對(duì)船體進(jìn)行平面分段焊接。同時(shí)也運(yùn)用自動(dòng)或者半自動(dòng)氣體保護(hù)焊等工藝，提高焊接效率。

第二，焊接材料方面，現(xiàn)在大部分使用藥芯焊絲，其具有焊接飛濺少、焊縫質(zhì)量高、熔敷效率強(qiáng)等特點(diǎn)，便于自動(dòng)化、機(jī)械化焊接。現(xiàn)在船舶企業(yè)通常運(yùn)用藥芯焊絲和CO2焊接技術(shù)結(jié)合在一起，因?yàn)閺V泛應(yīng)用CO2保護(hù)焊，對(duì)焊接材料的使用量也大幅度增加。這也促進(jìn)了焊接工藝質(zhì)量的提升、工期縮短以及成本的降低。

3 高效自動(dòng)焊接技術(shù)在船舶企業(yè)應(yīng)用中存在的問題

第一，在焊接工藝上我國存在的問題表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先的焊接工藝的高效化率、自動(dòng)化率、機(jī)械化率都比較低。很多企業(yè)以焊條電弧焊或者半自動(dòng)焊為主要工藝，而自動(dòng)化和機(jī)械化焊接工藝的應(yīng)用范圍較小，應(yīng)用水平較差。另外，氣保焊和埋弧焊等高效率的工藝在研發(fā)以及應(yīng)用等方面投入的精力較小。其次先進(jìn)焊接工藝在我國船舶企業(yè)還沒有得到應(yīng)用，國外重視對(duì)焊接工藝的研究，已經(jīng)研發(fā)出機(jī)器人焊接、電弧-激光復(fù)合焊接等工藝，而國內(nèi)才剛剛研究這個(gè)領(lǐng)域。科研投入不足是焊接工藝方面的另一個(gè)問題。

第二，焊接材料方面我國船舶企業(yè)出現(xiàn)的問題有：首先焊接材料普遍存在品種單一的現(xiàn)象。通常以焊條為主，其中高效焊條和專用焊條應(yīng)用較少，高端焊接材料基本依賴合資企業(yè)生產(chǎn)或者直接進(jìn)口。其次焊接材料的性能急需提高。國內(nèi)焊接材料特別是高端產(chǎn)品在抗吸潮性、工藝性能以及質(zhì)量穩(wěn)定性等方面都有很大的提升空間。

4 解決高效自動(dòng)焊接技術(shù)在船舶企業(yè)問題的對(duì)策

4.1 焊接工藝方面

現(xiàn)在船舶焊接工藝得到快速的發(fā)展，機(jī)械化、高效化、專用化、自動(dòng)化、機(jī)器人化是解決焊接技術(shù)在船舶企業(yè)出現(xiàn)問題的最佳對(duì)策。

高效化的具體表現(xiàn)為：逐漸降低焊條電弧焊的應(yīng)用，增加對(duì)氣體保護(hù)焊工藝的使用，并推動(dòng)高效焊接工藝的研究和開發(fā)。例如MAG/MIG雙絲焊接工藝、TIME焊接工藝(也叫做大電流高熔覆率MAG法)、帶活性焊劑氣體保護(hù)焊、多絲埋弧焊、變極性離弧焊、埋弧自動(dòng)焊等工藝。

自動(dòng)化、機(jī)械化就是要推廣普及自動(dòng)化焊接工藝，運(yùn)用智能型焊接裝置、實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置、機(jī)器人技術(shù)以及激光焊接技術(shù)等，提高焊接質(zhì)量和焊接效率，降低焊接成本。專業(yè)化就是在船舶特殊構(gòu)建和部位，要選擇專門的裝備和焊接工藝來完成，以達(dá)到符合設(shè)計(jì)要求的目的。

隨著平面分段裝焊流水線的不斷投入使用，機(jī)器人焊接技術(shù)體現(xiàn)出其他焊接技術(shù)難以比擬的、獨(dú)具特色的優(yōu)勢(shì)，為船舶高效自動(dòng)焊接技術(shù)的發(fā)展提供更加廣闊的空間。

4.2 焊接材料方面

首先要調(diào)整焊接材料的結(jié)構(gòu)。隨著工業(yè)化程度的加深，船舶用材的結(jié)構(gòu)在不斷調(diào)整，傳統(tǒng)焊材的使用在逐漸下降中，而藥芯焊材和氣體保護(hù)焊的應(yīng)用量大幅度增加，埋弧用焊材的用量維持在一定水平，變化不大。

其次增加高效自動(dòng)焊接材料的研究和開發(fā)力度。世界各國越來越重視增強(qiáng)船舶焊接效率，減少建造成本，研發(fā)出高效焊材，并推廣專用焊條、高效焊條、藥芯焊條等焊材。另外鐵粉型焊劑、活性焊劑、高速焊劑以及單面焊材等等對(duì)埋弧焊材的研究，會(huì)促進(jìn)焊接質(zhì)量的提高。

最后對(duì)焊接材料的發(fā)展予以高度重視。現(xiàn)在要求船舶焊接具有高質(zhì)量，就需要制造出具有良好工藝性能、優(yōu)異力學(xué)性能的焊接材料。美國研發(fā)的酸性渣、高韌性、低氫型的藥芯焊材系列，在沖擊韌性和低氫等方面的工藝性能優(yōu)越，進(jìn)而在船舶企業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。

另外焊接材料還要具有高性能、高穩(wěn)定性、低飛濺、低煙塵、低故障率以及污染小等特性。

5 結(jié)語

二十一世紀(jì)后，船舶市場逐漸復(fù)蘇，特別是我國成為世貿(mào)組織成員后，船舶事業(yè)的快速發(fā)展面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我們一定要認(rèn)識(shí)到在船舶焊接技術(shù)上，我國與先進(jìn)國家的實(shí)力和發(fā)展水平還具有一定差距。所以我國船舶企業(yè)要努力提高焊接的自動(dòng)化和機(jī)械化水平，運(yùn)用并推廣節(jié)能、高效的焊接設(shè)備和工藝，開發(fā)新產(chǎn)品，研究運(yùn)用焊接的新材料、新技術(shù)、新工藝，增強(qiáng)高焊接工作的效率，努力縮短和發(fā)達(dá)國家造船技術(shù)之間的差距。

[1]李孟良.王海強(qiáng)自動(dòng)焊接技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012(25).

[2]王穎,齊偉,田鳳玉,吳磊磊,許志祥,李風(fēng)波.船舶制造高效焊接[J].金屬加工(熱加工),2013(22).

[3]朱穎雯.焊接技術(shù)在船舶建造領(lǐng)域中的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(14).