船舶高效焊接技術(shù)應(yīng)用思考

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船舶高效焊接技術(shù)應(yīng)用思考
朱曉陽(yáng)
摘要：隨著我國(guó)船舶制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，船舶焊接逐步向設(shè)備大型化、技術(shù)自動(dòng)化邁進(jìn)，本文主要在分析船廠高校焊相關(guān)應(yīng)用實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，對(duì)于深化船廠的高效焊接技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)行討論，對(duì)于今后發(fā)展我國(guó)船舶焊接技術(shù)具有一定幫助。
關(guān)鍵詞：船舶，高效焊接，發(fā)展趨勢(shì)

1 引言
高效焊接方法是現(xiàn)代船舶建造的主要生產(chǎn)工藝之一，其焊接效率高低直接影響著船舶建造周期，也是體現(xiàn)一個(gè)造船企業(yè)焊接技術(shù)水平和生產(chǎn)能力的重要標(biāo)志。近年來(lái)，隨著我國(guó)船舶制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，船舶焊接逐步向設(shè)備大型化、技術(shù)自動(dòng)化邁進(jìn)[1]。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，重點(diǎn)解決產(chǎn)品焊接關(guān)鍵技術(shù)和工藝，不斷加強(qiáng)高效焊接方法的技術(shù)研究，同時(shí)擴(kuò)大生產(chǎn)應(yīng)用范圍，為全面完成公司生產(chǎn)任務(wù)、提高產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮了巨大作用。
2 高效焊在船廠中應(yīng)用探討
高效焊在船廠的發(fā)展軌跡，可以明顯發(fā)現(xiàn)有以下幾大特點(diǎn)[2]：
2.1 高效焊機(jī)械化率逐年提升，發(fā)展速度比較緩慢
加快分段建造速度、減少單船船臺(tái)周期，是縮短造船周期、提高船舶生產(chǎn)總量的主要手段。不斷擴(kuò)大高效焊技術(shù)生產(chǎn)應(yīng)用，從而提高自動(dòng)化、機(jī)械化焊接生產(chǎn)比率是實(shí)現(xiàn)快速造船的重要保障基礎(chǔ)。
通過(guò)三種高效焊方法比較，我們發(fā)現(xiàn)C02氣體保護(hù)焊占有率從2000年到2005年提高近15％，且呈穩(wěn)定上升趨勢(shì)，埋弧焊應(yīng)用率波動(dòng)稍大，但占有率僅占總量10％左右，鐵粉焊條占有率有下降趨勢(shì)，但幅度不大。另外，從機(jī)械化率、高效化率及焊工人均焊材日耗量等技術(shù)指標(biāo)可以看出，公司在船舶生產(chǎn)中焊接機(jī)械化率有所提高，但發(fā)展較慢，具體表現(xiàn)在焊工人均焊材耗量5年來(lái)僅提高了約3kg。
2.2 自動(dòng)化程度不高，焊接新工藝推廣應(yīng)用不多
自動(dòng)化焊接技術(shù)在船舶建造中有著舉足輕重的地位，F(xiàn)CB單面焊、薄板壓力架單面焊、垂直氣電焊等自動(dòng)焊接工藝是我公司目前生產(chǎn)效率較高的幾種焊接方法。
公司的TTS平面分段拼板焊接壓力架采用FCB法三絲埋弧單面焊方法，焊絲直徑4-6．4mm，主要用于平面組裝階段的船底外板、舷側(cè)外板、雙層底板、頂板、甲板和隔板等的拼板對(duì)接焊及相應(yīng)結(jié)構(gòu)的拼板對(duì)接焊，可焊接厚度5～35mm鋼板的拼板焊縫，拼板尺寸大小為(1．5×6)mm～(3×12)mm，其中5-25mm厚度鋼板可以采用單絲或多絲單道焊接完成，大大提高了拼板焊縫的焊接生產(chǎn)效率。
薄板壓力架焊接設(shè)備對(duì)改善薄板焊接變形，提高焊接質(zhì)量有重要作用。該設(shè)備具有雙絲埋弧焊和單絲氣保護(hù)焊的兼容性，埋弧焊絲適用直徑2．4-5．0mm，氣保護(hù)焊絲適用直徑1．0mm-2．4mm，對(duì)3-20mm厚度鋼板的拼焊可采用單面焊工藝，一次拼焊長(zhǎng)度達(dá)到12m。通過(guò)采用適當(dāng)焊接工藝，可以控制船舶上層建筑結(jié)構(gòu)拼板焊接變形。另外，該設(shè)備投入生產(chǎn)使用后緩解了中、厚板拼板焊接的生產(chǎn)壓力。
除拼板單面焊、垂直氣電焊等典型自動(dòng)化焊接方法外，公司船舶制造焊接工藝方法中大量采用的是C02半自動(dòng)氣體保護(hù)焊。而其他許多新工藝受設(shè)備、技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)、組織管理等因素影響，目前還未能在公司承接的船舶建造中應(yīng)用。
2.3 焊接設(shè)備技術(shù)更靳不快，焊條電弧焊機(jī)仍擁有一定數(shù)量
通過(guò)5年的設(shè)備更新和技術(shù)改造，焊條電弧焊機(jī)總量下降，且比例由原來(lái)的70％降低至50％左右，但仍擁有一定數(shù)量，這也是導(dǎo)致生產(chǎn)中手工焊條消耗總量居高不下的主要原因。這也是高效機(jī)械化率沒(méi)有大幅提高、焊工人均焊材耗量增加不快、焊接生產(chǎn)效率依舊保持較低水平的原因之一。
3 船廠高效焊發(fā)展趨勢(shì)
中國(guó)正朝著世界第一造船大國(guó)的目標(biāo)邁進(jìn)，船舶建造能力不斷擴(kuò)大。要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，除了擴(kuò)大船塢規(guī)模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法應(yīng)用，提高焊接生產(chǎn)效率也勢(shì)在必行。因此，今后幾年的高效焊發(fā)展趨勢(shì)有以下幾大特點(diǎn)。
3.1 焊接工藝、方法的多樣化
為了適應(yīng)船舶制造不同區(qū)域生產(chǎn)流程節(jié)奏，確保各生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)有序按時(shí)完工。部件工場(chǎng)、血面分段區(qū)域采用的雙絲埋弧自動(dòng)焊拼板焊接裝置將進(jìn)一步提高焊接效率，此外，船塢大合攏焊接將根據(jù)船板厚度需要適時(shí)開(kāi)發(fā)雙絲垂直氣電焊等新工藝。
3.2 CO2氣保護(hù)焊將完全替代焊條電弧焊方法
目前，手工焊條焊接仍是江南造船不可或缺的主要生產(chǎn)工藝。自動(dòng)角焊、半自動(dòng)角焊、垂直自動(dòng)角焊等各類(lèi)C02氣保護(hù)焊將替代焊條電弧焊，甚至在船塢、平臺(tái)區(qū)域和曲面分段制造車(chē)間也將不再采用焊條電弧焊方法，或許只在少量焊縫修補(bǔ)中可能會(huì)使用。
3.3 焊接設(shè)備向大型化、系統(tǒng)化、集成化、自動(dòng)化轉(zhuǎn)變
造船基地由于造船模式、生產(chǎn)管理、工藝流程變化，對(duì)焊接生產(chǎn)提出了全新要求，焊接必將以機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)為主，這決定了選用的焊接設(shè)備具有大型化、集成化特點(diǎn)，以平面分段生產(chǎn)線為例，另外，曲面分段、船塢、平臺(tái)等生產(chǎn)區(qū)域需配備C02氣保護(hù)自動(dòng)焊、雙絲埋弧焊、垂直氣電焊等各類(lèi)自動(dòng)化焊接設(shè)備。
3.4 焊接材料的工藝、性能要求高
由于焊接方法的多樣化和自動(dòng)化程度提高，對(duì)焊材工藝要求進(jìn)一步提高，自動(dòng)化焊接勢(shì)必提高焊接熱輸入量，為保證焊接接頭綜合力學(xué)性能，特別是焊縫強(qiáng)度、韌性等指標(biāo)，船舶焊接生產(chǎn)中需要大量高性能焊材應(yīng)用。對(duì)某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同樣需要具有特殊的技術(shù)特點(diǎn)。
4 結(jié)語(yǔ)
從目前情況來(lái)看，船廠新廠承接的船型與老廠有很大區(qū)別，板厚、等級(jí)強(qiáng)度都有所提高，產(chǎn)品種類(lèi)更為豐富。我們應(yīng)該珍惜江南搬遷的良好契機(jī)，充分利用現(xiàn)代化造船用焊接設(shè)備，通過(guò)對(duì)造船焊接工藝不斷研究、改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出適宜于新造船的焊接生產(chǎn)工藝，從而加快向現(xiàn)代化造船模式轉(zhuǎn)化、把船舶焊接技術(shù)水平提高到一個(gè)新的高度。

參考文獻(xiàn)：
[1] 張永達(dá), 孫成文, 于小虎, 等. 船舶高效焊接工藝及存在的問(wèn)題[J]. 造船技術(shù), 2009,(5).[2] 王淑梅, 葛樹(shù)森, 陳紹全. 船舶高效焊接技術(shù)推廣[J].電焊機(jī), 2004,34(2).
此篇船舶工程論文重點(diǎn)對(duì)我國(guó)船舶制造中的焊接工藝的水平，發(fā)展水平，焊接工藝進(jìn)行探討和研究，如果您也想發(fā)表相關(guān)論文在船舶期刊或科技類(lèi)期刊，可以咨詢本咱編輯。此論文描述具有前瞻性。