試析船舶焊接工藝的應用與發展

臧遠

摘 要：焊接工藝在船舶工業中起著舉足輕重的作用，隨著時代的發展，科學技術的不斷進步，應不斷優化焊接工藝，以使其更好地為船舶工業的發展服務。下文在分析船舶焊接工藝應用現狀的基礎上，對焊接工藝的未來發展前景作了展望。

關鍵詞：焊接工藝 機械化 自動化 節能環保

一、隨著船舶焊接工的應用現狀

1、焊接新工藝得到應用與推廣

隨著新的造船模式的推廣，焊接工藝也取得了重大進步。 國內重要的造船廠積極學習國外先進技術，并引進國外平面分段裝焊流水線，采用自動焊單面焊雙面成形新工藝，同時，對船體平面分段構架的焊接也逐步采用半自動或者自動氣體保護角焊工藝，大大提高了焊接效率，促進了焊接工藝水平的提高。CO2氣電垂直自動焊工藝在船臺大合攏時，焊接垂直對接縫中廣泛被采用，可以使長達 15～30cm 的對接縫穩定牢靠地被焊接在一起，使得焊接效能得以提高，遠遠超過了舊有技術下的效能。

2、焊接設備逐步機械化和自動化

隨著焊接工藝的進步，焊接設備也進行了更新換代。原先旋轉式直流弧焊機正逐步走向淘汰，CO2氣保護焊機得以廣泛使用，這是一種具有長遠經濟價值的一種新設備。目前，國內造船廠主要應用的是晶閘管式 CO2氣保焊機，隨著焊接技術的提高，逆變式 CO2氣保焊機的應用頻率正逐步提高。CO2氣保護焊機的應用和推廣，可以減少焊材的用量，減少焊工數量，降低焊接工藝的成本，提高焊接效率，對焊接工藝的發展有著深遠影響。其他一些設備，如整流弧焊機、交流焊機、垂直氣電焊機、埋弧焊機等的大力應用和發展，也使得焊接設備的功能逐步得以提高，焊接工藝逐漸實現機械化和自動化發展。

3、焊接材料更加高效化和優質化

隨著船舶焊接工藝的逐步進步和向國際化發展方向靠攏，焊接材料也隨之得到更新。目前，國內造船工藝中，主要使用到焊條、CO2氣體保護焊絲和埋弧焊材等焊接材料。其中，在建造船體時，主要使用普通手工焊條、重力焊條以及高效鐵粉焊條。CO2氣體保護焊絲按制造工藝的不同，一般分為實芯焊絲和藥芯焊絲；按生產用途的不同，則一般分為普通藥芯焊絲、金屬粉芯藥芯焊絲和垂直氣電焊專用藥芯焊絲，以及其他的專用焊絲。其中金屬粉芯藥芯焊絲由于具有良好的性能，被國際上一些先進的造船廠競相研發和使用。另外，埋弧焊材是一種一直受到船舶行業青睞的焊材，其作業環境好，且能有效保證焊接縫隙的質量，在船舶工業的焊材使用比率中，基本維持在 10%～15%，是一種值得推廣的焊材。

4、焊接方法不斷優化

隨著焊接工藝的提高，以及焊接設備和焊接材料的先進化發展，焊接方法也相應優化發展。CO2氣體保護自動角焊或半自動角焊方法已得到廣泛使用。在整個船體的焊接中，CO2氣體保護焊接方法占了明顯的優勢比率。這種焊接方法的應用推廣，極大提高了焊接效率，推動了船舶工業的發展。

二、船舶焊接工藝的發展展望

1、焊接工藝的機械化、自動化發展方向

焊接工藝機械化、自動化是船舶工業的一大發展趨勢。隨著我國船舶工業的發展，在造船成本以及造船效率等方方面面都有了更新的標準和要求，只有緊緊追隨國際化發展潮流，才能實現造船業大發展的偉大目標，而機械化、自動化發展是必然發展方向。先進國家已經實現了很大程度上的自動化生產，而我國從焊接材料到焊接設備，以及焊接方法的不斷更新上，也體現出了機械化、自動化這一不可逆轉的發展方向。

2、焊接材料的發展將不斷促進焊接工藝進步

在船舶制造中，焊接技術水平相比于日本和韓國等國家，還存在著一定的差距，焊接材料的使用上，還明顯落后于這些先進國家。未來的發展中，應努力實現焊接材料的現代化，以推動焊接工藝的發展?？蓮囊韵聨追矫孀⒅馗倪M：

（1）注重提升焊接材料的整體品質和性能 焊材的質量直接關系到整個船舶的質量，關系到以后船舶的安全性能和使用壽命等，可以說，高質量的焊材是船舶工業發展的基礎條件之一。應加大研發力度，進行嚴格科學的生產管理，不斷提高焊材的技術含量，提升焊材的整體品質，保證焊材的高性能。

（2）使CO2藥芯焊絲向多品種化發展

隨著船舶焊接工藝的提高，對 CO2藥芯焊絲的需求日益明顯，研制多品種的 CO2藥芯焊絲，以適用不同的焊接位置、不同的焊縫，將是解決船舶焊接技術問題的一種重要方法。

（3）開發利用高強度、低溫韌性焊材

海洋資源的開發利用，為船舶業焊材的使用也打開了一扇新的大門。國外一些造船廠已將目光瞄向海洋。由于海工產品大多是低溫韌性好的高強鋼，以海工用鋼為基礎生產系列化國產焊材，不僅對我國船舶工業參與海工產品競爭提供保障，且能促進我國船舶工業的競爭力。

3、高科技含量的焊接設備將被推廣

焊接工藝的提高離不開焊接設備的先進化發展。焊接設備在我國船舶業的發展中，已進行了重大更新，也日益彰顯著其重要的價值。在未來的發展中，應繼續推廣應用高技術含量的焊接設備，加大資金投入，采用和研發出更適應船舶工業發展趨勢的焊接設備。CO2氣體保護焊接設備是推動我國造船設備高效化的一只有力臂膀，其中，逆變式 CO2氣保焊機將在未來的發展中得到廣泛應用，顯示出比當今晶閘管式 CO2氣保焊機更重要的價值。采用逆變式 CO2可以實現最佳收弧、可靠引弧以及低飛濺或無飛濺的焊接，且其運作效率高，購買價格也逐步下降；同時，因其本身具有功率數字化、管理數字化等優勢，將可以適應今后數字化焊接的要求。

4、淘汰落后設備，發展節能環保型設備

隨著人們環保意識的增強，節能、環保成為各行業發展的目標。船舶制造業應順應世界性發展潮流，積極推廣環保型設備，走一條低污染、高環保的發展之路。這就需要造船廠大力淘汰落后設備，積極推廣和使用環保型設備，以促進船舶工業的可持續發展。傳統的設備往往具有較強的污染性，給環境造成了很大的破壞，如果不能及時更新觀念，加大環保設備的推廣，船舶行業將會走向一條狹隘的發展道路，且很可能因承受巨大的社會壓力而付出沉重的代價。順勢而為，積極探索和使用對環境低污染，甚至零污染的設備將是船舶工業的一條長久發展之計。

5、焊接方法不斷更新發展

焊接手段在今后的發展中，必然也將進行不斷發展，以適應造船工業的需要。高效的焊接方法將是未來焊接工藝逐步推廣使用的方法。例如，單面焊雙面成型的焊接方法，因經過實踐的檢驗，將被繼續推廣使用，因其具有效率高的特點，能在船舶焊接中，節省時間、節約成本，且更加安全，因而有著很好的發展利用前景。當然，CO2氣體保護焊接方法因其巨大的實用性，將會繼續對船舶焊接工藝的發展服務。

6、機械手、機器人焊接的研究

科學技術的飛速發展，數字化信息技術的日新月異，都將對船舶焊接工藝產生重要影響。在焊接工藝未來的發展中，相關技術人員也應充分意識到這一點，并大膽進行創新，嘗試研發更高端的、具有引領性的焊接工藝。比如，進行機械手、機械人焊接技術的探索研究。如果能將這種技術運用到造船流程中，那將使船舶工業實現跨越式發展，將節約大量的人力物力，同時還可以極大地提高工作效率。注重高科技的運用，才可以使船舶工業實現長遠發展。

三、結語

當下焊接工藝已經在我國船舶工業中得到了很好的應用，但我們也應看到，相比于其他先進國家船舶工業的焊接工藝，我們還有一定差距，還有很長的路要走。認清形勢，做好發展規劃，不斷向先進國家學習，引進和研發先進技術設備，才能一步步實現船舶工業的長遠發展目標。

參考文獻

[1]趙伯楗，曹凌源，鄭惠錦等.船舶高效焊接工藝及裝備[J].國防制造技術，2010，（03）.

[2]楊俊.小型船舶焊接工藝缺陷及改進展望[J].科協論壇（下半月），2009，（08）.

[3]張永達，孫成文，于小虎等.船舶高效焊接工藝及存在的問題[J].造船技術，2009，（05）.