海洋工程焊接技術(shù)現(xiàn)狀分析

孫金偉

摘 要：海洋工程制造業(yè)是我國近年來重點關(guān)注的行業(yè)之一，其目前是我國高端裝備制造業(yè)的主要發(fā)展方向，也是我國海洋發(fā)展目前最重要的方向之一。在海洋工程所使用的材料的要求比較高，所以在焊接中就會面臨在其他工程中沒有遇到的問題。本文就相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了簡單介紹，首先闡述了焊材選擇以及注意事項，并對海洋工程中關(guān)鍵焊接技術(shù)進(jìn)行了一定的分析研究，最后就相關(guān)技術(shù)未來的發(fā)展需求進(jìn)行了簡單分析，希望通過本文可以有效地提高我國海洋工程的建設(shè)，使我國相關(guān)行業(yè)有更大的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：海洋工程；焊接技術(shù)；焊材選擇

中圖分類號：TG44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0075-02

焊接技術(shù)指的是通過特殊工藝，借助相關(guān)材料將不同零件連接在一起的方法。這種技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛。海洋工程的施工技術(shù)也是以焊接技術(shù)為主，但是我國在相關(guān)方面與發(fā)展較早的國家還有一定的差距，為這一行業(yè)的發(fā)展帶來了一定的阻礙。所以只有加快海洋工程焊接技術(shù)的提高，才能促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展。

1 焊材選擇和注意事項

當(dāng)前我國海洋工程一直在不斷地進(jìn)步，工程的規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大，所以在材料的選擇上也有了更多的要求，其中最重要的就是在鋼材選擇上需要硬度大，厚度高的材料，所以在施工之前進(jìn)行選材、加工工藝等環(huán)節(jié)都需要通過嚴(yán)格的控制，才能使最終工程的質(zhì)量可以得到保證。因為材料的厚度較厚，在焊接中就更容易出現(xiàn)工藝故障，導(dǎo)致工程的質(zhì)量會隨之降低，使工程不能達(dá)到預(yù)想的效果。而且因為海洋工程的使用條件比較特殊，會長期受到海水和風(fēng)浪的侵蝕，如果在施工中就存在缺陷，在使用中就非常容易發(fā)生事故。所以在焊材選擇上需要特別注意，尤其是經(jīng)過焊接之后，焊縫的低溫沖擊韌性和斷裂韌性指標(biāo)需要進(jìn)行重點控制。

在工程施工過程中需要考慮以下幾點：第一點是在材料選擇過程中，不能只是局限在實驗室中所獲得的測試結(jié)果，需要考慮制作單位在制作過程中的質(zhì)量要求，以滿足工程要求。第二點是從建筑成本與建筑質(zhì)量兩個方面進(jìn)行考慮，因為海洋工程在質(zhì)量上的要求較高，消耗的資金量比較大，所以在進(jìn)行施工的過程中，一定要從兩個方面進(jìn)行考慮，不能過于注重質(zhì)量而導(dǎo)致浪費大量的資金，但也不可過于控制成本支出[1]。第三點是在焊接中，焊接工作會對人的皮膚產(chǎn)生一定的影響，所以要進(jìn)行焊接工藝的優(yōu)化工作，減少焊接工藝對人身體的影響。

2 海洋工程制造中關(guān)鍵焊接技術(shù)的分析研究

2.1 高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)

在海洋工程所使用的鋼材多是高強(qiáng)鋼，這類鋼材具備較好的強(qiáng)度，在海洋工程中可以更好的保證工程質(zhì)量。在其焊接接頭中的各項指標(biāo)中，最重要的就是韌性，這一指標(biāo)的含義是其在受到外力影響下抵抗開裂以及抵抗其發(fā)展的能力，是強(qiáng)度和塑性的雙重表現(xiàn)，只有具備良好韌性，才能滿足海洋工程的要求。在一些比較常見的鋼材中非常容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，因為在這些鋼材在焊接中會經(jīng)過快速升溫以及快速降溫的過程，導(dǎo)致其焊接部位和熱影響區(qū)的性質(zhì)出現(xiàn)變化，使其塑性和韌性都比較低。但是如果冷卻速度保持在某一合理狀態(tài)下，就可以保證其韌性和塑性都處在最佳狀態(tài)。簡而言之，在確定使用某一材料之后，對其焊接質(zhì)量會產(chǎn)生影響的是熱輸入，要想保證焊縫的有保證必須找到這種材料的熱輸入。所以在進(jìn)行海洋工程施工的過程中，必須通過實驗獲得最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。要想保證高強(qiáng)鋼在焊接技術(shù)還要保證以下幾個方面：第一點是焊接中各方面的選取，需要按照實際要求進(jìn)行，例如焊接工藝、焊接接頭等[2]。第二點是對焊接過程的溫度需要進(jìn)行合理控制。第三點是控制焊接接頭的冷裂紋。第四點是避免特殊接頭出現(xiàn)層狀撕裂的問題。第五點是要進(jìn)行焊接接頭的斷裂韌性試驗。

2.2 鋁合金焊接技術(shù)

鋁合金因為其質(zhì)量較小，而且耐腐蝕性較高，所以其在國際上已經(jīng)越來越受重視。通過使用鋁合金可以將船舶的重量降低，使其性能更好?，F(xiàn)階段鋁合金材料已經(jīng)從一些比較高端的行業(yè)應(yīng)用到了一些新興行業(yè)之中。在一些相關(guān)行業(yè)發(fā)達(dá)的國家，鋁合金的使用要比我國多很多，而且焊接技術(shù)也更好[3]。我國現(xiàn)階段在鋁合金的焊接上與國際還有較大差距，在實際使用中的適用范圍也比較狹窄。我國很少將鋁合金應(yīng)用在船舶或者其他海洋工程中，因為缺乏相關(guān)的設(shè)備，所以在施工中會受到更多的限制。

2.3 鈦合金材料的焊接技術(shù)

鈦合金在海洋工程中具有先天優(yōu)勢，因其本身的耐腐蝕性和強(qiáng)度方面都比較好，而且對海水以及海洋大氣的腐蝕性有更好的抗性，所以非常適合使用在海洋工程中。在制造一些輕型海工裝備中經(jīng)常應(yīng)用鈦合金，對提高海洋裝備的性能促進(jìn)海上作業(yè)的能力和安全角度有很大的優(yōu)勢。對于海洋建設(shè)來說，鈦合金材料可以良好的促進(jìn)其發(fā)展，所以需要先進(jìn)的鈦合金焊接技術(shù)使其可以發(fā)揮更大作用。美國等國家將鈦合金應(yīng)用在了航母的制造上，因為這些國家在相關(guān)焊接工藝方面比較先進(jìn)，我國在上世紀(jì)也開始研究鈦合金的相關(guān)技術(shù)，現(xiàn)階段已經(jīng)獲得了一定的成果，已經(jīng)可以滿足海洋工程的一些基本應(yīng)用[4]。

但是在鈦合金相關(guān)技術(shù)發(fā)展的過程中，我國還有很多方面出處在研究階段，與一些相關(guān)技術(shù)先進(jìn)的國家還有很大的差距，例如怎樣在控制艦船鈦合金焊接，怎樣良好的控制氫與焊接應(yīng)力等方面的研究中還沒獲得較好的成果。這一方面已經(jīng)成為限制我國這一技術(shù)發(fā)展的最大難題，也是國內(nèi)外技術(shù)差距的體現(xiàn)?，F(xiàn)階段我國在鈦合金焊接技術(shù)應(yīng)用上的研究比較落后，使得鈦合金焊接的相關(guān)方面處在比較落后的位置[5]。

3 未來發(fā)展需求

我國與其他國家進(jìn)行了很多海洋工程方面的合作，相關(guān)技術(shù)逐漸趨向成熟。從技術(shù)角度看，已經(jīng)基本可以滿足我國的發(fā)展需求，但是還存在一定的問題，下面就簡單闡述在未來還需要繼續(xù)努力的方向。

首先是焊接材料方面，我國現(xiàn)階段在普通的焊接材料以及焊接工藝上已經(jīng)可以很好地滿足需求，但是在一些比較高端的材料方面無論是技術(shù)還是材料的儲量上都不容樂觀。尤其是在鈦合金與鋁合金等在海洋工程中金屬的使用中，經(jīng)常會遇到各方面的問題。其次是焊接工藝上，工藝技術(shù)還是相對落后，例如高強(qiáng)鋼等方面，焊接工作的效率很低。而且在高強(qiáng)鋼的焊接中，焊接殘余應(yīng)力比較高，各種因焊接工藝出現(xiàn)的形變等問題對海洋工程的影響非常嚴(yán)重。最后是，我國在海洋工程焊接工藝的設(shè)備還處在落后狀態(tài)，因為沒有較好的設(shè)備作為支持，所以在焊接工藝創(chuàng)新上會面臨更多難題[6]。如果不能解決設(shè)備問題，就無法使焊接工藝有更大的進(jìn)步。

4 結(jié)語

隨著各行業(yè)的需求，焊接技術(shù)在逐漸發(fā)展，其與越來越多的技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了更加先進(jìn)的綜合技術(shù)，將這些技術(shù)應(yīng)用在需要的行業(yè)中，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)再次進(jìn)步。在海洋工程業(yè)中，我國在不斷地研究中已經(jīng)找到前進(jìn)的方向，只要保證相關(guān)技術(shù)可以獲得一定的突破，就可以為其發(fā)展提供動力。通過發(fā)展高效的焊接技術(shù)，將其中一些難題全面解決，可以促進(jìn)這一行業(yè)的發(fā)展，使我國可以在國際上的地位可以再次提升。

參考文獻(xiàn)

[1]畢齊林，劉志軍，陳文宇.國內(nèi)外船舶與海洋工程類應(yīng)用型本科創(chuàng)新培養(yǎng)實驗教學(xué)對比[J].廣州航海學(xué)院學(xué)報，2017，25（02）：59-60.

[2]閆小順，黃小平，崔維成.海洋結(jié)構(gòu)物疲勞裂紋擴(kuò)展壽命的一種工程預(yù)報方法（英文）[J].船舶力學(xué)，2016，20（03）：323-334.

[3]崔銀秋，牛玉欣，田俊峰，張浩強(qiáng).海洋工程自主空間信息技術(shù)應(yīng)用與服務(wù)前景[J].中國港灣建設(shè)，2016，36（04）：71-76.

[4]張巧霞，許沫，王秀通，李紅，韋秦怡.重防腐涂料在海洋工程鋼結(jié)構(gòu)中的研究進(jìn)展[J].裝備環(huán)境工程，2015，12（04）：60-65.

[5]饒歡歡，彭本榮，劉巖，鄭苗壯.海洋工程生態(tài)損害評估與補(bǔ)償——以廈門杏林跨海大橋為例[J].生態(tài)學(xué)報，2015，35（16）：5467-5476.

[6]徐麗萍，毛杰，張吉阜，鄧暢光，劉敏，周克崧.表面工程技術(shù)在海洋工程裝備中的應(yīng)用[J].中國材料進(jìn)展，2014，33（01）：1-8+31.endprint