淺析船舶焊接與結構設計優化

董立燦

（中船澄西船舶修造有限公司，江蘇 江陰 214433）

目前，經濟朝著全球化的趨勢發展，要想促進我國船舶行業的穩定發展，提升核心競爭力，就需要重視船舶焊接技術和結構設計，將智能化作為持續發展方向，積極創新焊接技術，優化結構設計。除此之外，要想促進我國造船業的進一步發展，就需要加大投資力度，積極采用先進的材料和技術，實現自動化的工業生產，在新的時代背景下，造船行業正面臨著嚴峻的挑戰，但也是發展的機遇，要想把握住這一發展機遇，就要對現有的船舶焊接技術和結構設計方法進行優化，以振興我國船舶工業。

1 焊接技術在船舶制造業中的重要性

隨著社會經濟水平的提升和科學技術的進步，船舶制造業朝著現代化、人性化的方向發展，對于船舶制造而言，焊接技術是不可或缺的，每個制造環節都需要廣泛應用，焊接技術影響著焊接處焊縫接口的穩定性，還會影響后期投入使用過程中船體的強度和韌性。因此，焊接技術的優化，能顯著提升船舶的整體質量。目前，船舶焊接中還存在著焊接不到位、易產生變形等問題，而針對這些問題解決方法有很多種，但要結合船舶的尺寸、構造而決定，結合船舶的實際特征，個性化地進行解決。

2 船舶焊接技術的優化

要想船舶制造業更好地立足于國際市場，就需要對我國船舶焊接技術形成清晰的認知，對發展情況進行準確把握，并細心地發現發展中的短板，發現問題及時解決，向國際水平看齊，秉持著可持續發展的原則，朝著智能化、多樣化、低碳化發展，并研究出新型焊接材料，設計出符合時代潮流的內部構造。焊接技術的提升并不是朝夕就可以完成的，要積極研發、積蓄經驗。

2.1 更新船舶焊接技術

制約著船舶制造行業發展的就是現代化技術的支持，現如今，在進行船舶制造時，焊接材料相對來說單調，這樣就影響了船舶生產的實際效率，所以船舶在進行實際生產時，不同企業的需求各不相同，船舶制造的材料和結構設計也就各不相同，這就需要船舶焊接技術朝著多樣化的方向發展，只有這樣，才能滿足船舶制造的需求，船舶制造模式推動了船舶焊接技術的發展，要對船舶焊接工藝技術進行持續的更新，以提升船舶制造業的發展水平。除此之外，在船舶制造和焊接過程中，類型、功能不同的船舶不能采取統一的焊接方式，要做到焊接的有針對性施工，這樣才能切實有效的保障焊接質量，延長船舶的使用壽命，促進船舶功能的現代化、自動化發展。

2.2 采取新型焊接技術和材料

為了有效提高船舶制造業的水平，一方面，要引進先進的焊接技術；另一方面，則是引入新的焊接材料，從這兩方面提升焊接水平。人們的物質生活水平正在不斷提高，所以船舶質量不僅包括船體強度和韌性，還包括內部的舒適性和功能性，所以要想船舶制造符合需求，就需要使用先進的焊接工藝和材料。目前，大多數造船廠都摒棄了傳統的焊接技術，采用平面分段裝焊模式。并擴大造船過程中的焊接范圍到板材對接和平板層，為了提高焊接效率，采取了自動化和半自動化的焊接方式，也能降低勞動強度，在步驟優化方面，采取全新的氣電立焊工藝，使船舶外板上的合攏口焊縫質量得到提升。最新的焊接方式是通過焊縫坡口背面貼陶質襯墊的方式，也可以在背面使用水冷銅滑塊的方式使背部成形，新型的焊接技術既提高了焊接的質量，還提升了焊接的速率，所以應科學地運用新型焊接技術。

2.3 保障焊接過程中的材料質量

船舶焊接質量的好壞直接影響著船舶的整體質量，而焊接材料影響的則是焊接質量，所以焊接材料也是不容忽視的，焊接質量的提升，就是船舶整體質量的提升。近年來，我國廣泛應用的焊接材料使藥芯焊絲，這一材料有著較強的熔覆作用，在焊接結束后，需對其進行仔細觀察，確保焊接質量滿足實際需求，并且焊接時沒有出現大量飛濺，那么焊接就是良好的。藥芯焊絲的作用較為獨特，能更好地實現機械化和半自動化。要想提高船舶制造質量，焊接材料必須充分重視起來，并將藥芯焊絲的方式和二氧化碳焊接技術相互結合，確保焊接質量整體效果的提升。

3 船舶結構設計優化的策略

船舶結構設計對船舶整體質量的影響不言而喻，是最核心的環節。在當前的發展趨勢下，船舶結構設計的要點就是實用性、科學性，只有這樣，才能保障船舶成品的現代化、智能化和多樣化，滿足現代產業發展需求。與此同時，還要結合現代化發展需求對船體進行構造，預測好船舶制造過程中的工程量。例如，在進行船舶制造時，船體結構設計占比整體船舶制造工程量的1/3，船體設計環節涉及的領域較多，這就需要船舶設計人員有著十足的專業素質，并且在進行船舶制造時，船舶設計人員和施工人員要做好配合，對施工重點進行側重，保障船舶施工和預期設計一致，在進行施工時，要統籌各個部門，確保船舶制造的系統化、合理化。

3.1 采用遺傳算法來優化船舶結構設計

在優化船舶結構設計方面，首先考慮的就是遺傳算法，這是最高效的方式之一。遺傳算法就是借助“染色體”篩選的理念，在遺傳算法的應用時，假設問題的解是一群“染色體”，并這些假設防止在問題的真實情境下，結合實際的需求，秉持著適者生存的原則，對符合環境的“染色體”進行復制，并通過交叉變異產生出更加適應環境的“染色體”群，在進化后，將其集中在最適合環境的“染色體”上，這就是問題的最佳解決方案。而對于船舶結構設計而言，合理的運用遺傳算法，就能對船舶結構進行優化設計。在船舶結構設計的環節，結合設計的重點和相關知識，最重要的是參照當前社會發展需求，利用遺傳算法優化結構設計，在多次操作和試驗過程中，得出最佳的船舶模型，對船舶的細節問題徹底解決，并彌補以往設計中存在的不足。

3.2 合理運用蟻群算法優化船舶結構設計

蟻群算法指的是主要通過觀察螞蟻演變得出的仿生型算法，這一算法也是較為高效的，合理地運用這一方法可以對船舶結構設計進行持續的優化，將蟻群算法和其他算法有機結合在一起，并一起應用到船舶設計中，就能找出更合理的船舶結構設計參數，將優化船舶結構設計這一過程比喻成蟻群尋找食物，最優的路徑集合的螞蟻最多。相較其他算法，蟻群算法最顯著的優勢就是效率快且準確率高。因此，合理應用蟻群算法，能對船舶結構設計進行持續性的優化，根據蟻群算法得出的信息，對路徑進行有效評估和科學優化，這樣得出的傳播結構設計最科學合理。

3.3 船舶主體結構的持續優化

要想提高船舶制造工業的整體水平，立足于國際市場，朝著先進的造船水平方向發展，那么就需要對船舶設計主體結構進行優化，這一問題不容忽視。首先，對船舶振動部位的頻率，要根據船舶運行的需求做合理的調整，分理處船舶振動的固有頻率和干擾頻率，并結合具體問題，進行科學的具體分析，改善船舶主體振動的問題，進一步提高船舶整體水平。其次，對于船舶結構設計優化而言，另一個至關重要的環節就是船舶軸承剛度和轉動慣性，要想從根源上解決船舶振動問題，就需要對軸承的剛度、慣性進行重點的優化和完善，徹底地解決船舶振動問題，真正地提高船舶運行過程中的穩定性。

4 結語

綜上所述，經濟全球化的發展趨勢復興了航海行業，而這就推動了船舶制造業的發展，要想更好地立足于激烈市場競爭中，就必須抓住當下的發展機遇，對我國船舶焊接技術要產生清晰的認知，并結合先進的材料和科學技術，對其進行持續性的優化，與此同時，要提高船舶的設計工作，使其更加智能化、現代化，更加符合社會發展的需求，為我國船舶行業的發展奠定堅實基礎，為我國社會主義經濟發展提供一定的原動力。