焊接技术在船舶建造中应用的探索

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周 洋
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焊接ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ技术在船舶建造 中应用 的探索
（ 江苏熔盛重工有 限公 司 品质保证部， 江苏 如皋 ２ ６３ ） ２ ５ ２
摘 要： 船舶焊接技 术是船舶 工业的 关键 工艺技 术。 Ｏ世纪末 ， ２ 船舶 焊接技 术的发展趋 向于稳定平缓的状态， 但近年来船舶建造 业呈现 出迅猛 发展之 势。为实现船舶工业的宏伟发展 ， 促进船舶产业 的进步和产业升级， 作为船舶建造 业最 重要 的加 工手段焊接技 术 ， 必然纳入 了现代化 改造计 划 。结 合 行 业 及 焊 接 技 术 的发 展 ， 力推 进 高效 、 大 高新 的Ｊ ４－ 术 ， 用 全新 的焊 接 工 艺流 程 ， ￥／ ￣ 采 配备 自动 化 焊 接 生 产 系统 、 进 的 焊 接 机 器 人 技 术及 先 高效的焊接材料 ， 是船 舶焊接技术发展的必然方 向， 也为 实现造船强国提供 了技术优势 。 ’ 关 键 词 ： 技 术 ； 代 化 改造 ； 焊接 现 高效 ； 自动 化 弓 言 Ｊ 产效率 ， 一般提高 ５ ％以上 。 ０ 重力 焊条 ： 用高 预成型结构 件的装配。 的说来 ， 采 总 搅拌摩擦焊是 ２ 世纪 ７ 年代中期及 ２ 世 纪 Ｂ 年代 中 效 铁 粉焊 条 （ ０ ０ Ｏ ０ 一般 直 径 为 ５～ ｍ ８ ｍ，长度 为 种先 进的铝合金焊接技术 ，可以在 铝合金船 期 ，因经 济原 因导致世界造船业格局发 生了重 ５ ０ ｍ 和 ７ ０ ｕ 、０ ￣ ，熔敷率在 １０ ５ｒ ａ ０ ｎｎ ９ ０ ｍ） ３ ％ 舶制造 中推广应用。 大变化。 恰逢 我国船舶业迅速发展的契机 ， 我 １０ 使 ８ ％之间 ， 常见的焊条牌号有 Ｃ ５ Ｉ ｅ ＪＯ ＦＺ等。 ２８ ．亟待解决的问题 。 船舶与海洋工程大厚 国的船舶产 品进人 了国际船舶市场，形成 了以 ２ ０ 气体 保护焊 。实芯焊丝 ： ．Ｃ２ ２ 我国气体 度钢板 的焊接、 薄板焊接技术研究 。 日本、韩 国、中国为主体 的东亚地 区世界造船 保护实芯焊丝的品种太少 ， 后大力 扩大品种 今 ３焊接材料应用方面 “ 金三角 ” 自 。 改革开放 以 ， 来 国内造船 业在技术 的同时 ， 也需进一步改进实芯焊丝的工艺性能 ， 近几年药芯焊丝 的应用异军突起 ，由于药 水平 、 船舶类型 、 建造质量以及建造周期等方面 降低飞溅、 成形美观等。药芯焊丝 ： 芯焊丝将 芯焊丝具有熔敷效率高 ， 药 焊缝质量好、 焊接飞溅 都取得 了长足的进步 ， 具备 了较强的国际竞争 是 ｃ ２ ０ 气体保护焊的主要焊材 ， 配合各 种类型 少 、 容易实现机械化和 自动化焊接 。 前船厂 已 目 力 。２０ 年 ， 国造 船行业 的产量 和吨位 已跃 的衬垫 可以实现单面焊一次成形 。特点 是焊道 普遍采用药芯焊丝来焊接船舶结构。同时它又 ０５ 我 居世界造船工业的第 ３ ，造船总吨位 已占世 成形美 观、 位 电弧稳定、 飞溅小 、 全位置焊接 、 艺 与 ｃ ２ 工 ０ 焊接工艺技术相结合 ，使船 厂在生产 中 界造 船总吨位的 ｌ％。之后 ， ８ 随技术 的发 展及 性 能 良好 、 焊接熔敷速度快 、 生产率高 等特点 。 尝到了甜头，所 以目前一些船 厂认 为 Ｃ ： Ｏ 气保 行业 的逐步成熟 ， 国建造 的船舶越来越大 ， 我 技 目 ， 前 在常用船用结构钢方面 ， 药芯焊丝 已经 可 护药芯焊丝焊接将是作为船 厂的主要 焊接工艺 术含量越来越高 ， 建造周期越来越短。 中国的造 以完全 国产化。但是对 于技术含量高 的高端焊 与焊接材料 。 船能力和市场份额有 明显增长 ，并将成 为世界 材 ， 船厂仍需进 口 来满 足生产 的需要 。 ４船舶焊接技术展望 造船格局演变的重要推动力量。而在船 舶建造 ２３埋弧焊工 艺。主要应用 于平板 平直焊 － 进入 ２ 世纪以来 ， １ 随着 国际船舶市场 的复 业的发展 过程中， 焊接技术的演变尤 为突出。 缝， 主要有 单丝、 多丝埋弧焊 和窄间隙埋 弧焊 。 苏， 给我 国船舶工业带来 了新 的发展机遇 ， 尤其 ｌ 造船 生产 中焊接设备应用的演变 其 中应 用于平 面分 段流 水线 的 Ｆ Ｂ法 焊接 。 是 我国加入了 Ｗ Ｏ以后 给我国船舶 制造业带 Ｃ Ｔ １ 常规焊接设备的技术 变革 。目 ， － １ 前 船舶 Ｆ Ｂ法是铜板上 撒布厚度均匀 的衬 垫焊剂 ， Ｃ 并 来 了更激烈的竞争 和机遇 ，我们必须清醒地认 建造所 采用 的高效焊 接方法 主要有 普通 埋弧 用压缩空气软管等顶升装置把 上述填好 焊剂的 识到我 国船舶焊接技术还严重地制约着造船 的 焊、 双丝埋弧焊 、Ｃ Ｆ Ｂ法埋弧单面焊、 重力焊 、 二 铜板压紧到焊缝背面 ，从正面进行焊 接而形成 产量、 质量、 成本 、 周期 。 国的船舶焊接技术与 我 氧化碳气体保护焊 、简易 自 动二氧化碳气体保 背面焊道的一种单面埋弧焊接法 。 国外同行业先进水平相 比， 差距不是缩小 ， 而是 护平 角焊 、 自动二 氧 化碳 气体 保 护平 角焊 、 ２ 不锈钢焊接。 ． ４ 不锈钢焊接多见 于不锈钢 在继续拉大。 结合我 国国情 ， 船舶焊接技术的发 ｓ 一 法垂直气电焊、 Ｇ２ 各种衬垫单面焊等 。在此 管及其 附件之间的对接和角接 ，焊接方 法多采 展方向应是努力提高造船焊接机械化 、自动化 基础上 ，各大焊接设备厂家纷纷推 出数字控制 用 纯 ｃ ２ ｏ 气体或 Ｃ ２Ａ 混合气体 的 ｃ ２ 自 水平 ， Ｏ＋ ｒ ０半 推广高效 、 节能型焊接设备 ， 结合新产 品 系统 。 从部分数字控制到全数字化 ， 包括 晶闸管 动 或 自动焊接 （ Ｃ焊） ＭＡ ，也可采用钨极氩 弧 的开发 ， 研究应用焊接新工艺、 技术 、 材料 ， 新 新 整 流和 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ逆变。目的是提 高焊接稳定性 、 减 焊 。 进一步提高焊接生产效 率。 少飞溅 ， 实现高速焊接和精确控制 。 ２ 活性气体保护焊焊接技术 （ Ｃ焊 ） ． ５ ＭＡ 。 参考文献 １ 焊接 自动化及专机的应用 。机器 人焊 所 谓 的 活性 气 体 保 护 焊 焊接 技 术 就 是 采 用 【】 家 本 ． 舶 焊 接 技 术 的 进 展 及 对 再 发 展 的 ． ２ ｌ陈 船 接适用于船舶构件批量化 、小型化焊接 生产以 Ｃ ｒＡ 混合气体 的 Ｃ ： 自 Ｏ ｖｒ Ｏ 半 动或 自 焊接 ， 动 普 建议加． 造船技 术． 及狭窄舱室短焊缝全位置焊接 ，在造船业 中已 遍应用于不锈钢 的焊接 。上海船舶工艺研究所 成功得到应用。 随着现代造船模式的推行 ， 国内 开发适合 船厂专用的双丝单面 Ｍ Ｇ焊接 技术 Ａ 各船厂都加大投入力度 ， 不断增加焊接 机械化 、 与装备 ，该项技术 的主要特点是 ，可无间隙装 自动化的设备 ， 而实现减员增效。 从 配 ， 口内定 位焊 、 坡 添加切断细 焊丝 ， 面应用 背 在大力 提高焊接 机械化 、 自动化 的进程 陶瓷衬垫 ，板厚在 １ ２—２ ｒｍ范 围内可一次成 ２ ａ 中， 了以上大型装焊机械设备外 ， 种小型 、 形 ， 除 各 焊接速度快 ， 焊接效率高 ， 焊接质量 好。 低成本焊接 自动化装置（ 专机） 也是十分必要和 ２ 激光 一电弧复合焊接。 ． ６ 激光一电弧复合 有效的。 焊接具有焊接速度快 、 自动化程度高、 焊接热变 ２焊接工艺 的应用 形 小等优点 ， 是船舶焊接技 术发展不 可缺少的 先进 的船 舶高效 焊接技 术涉及 到船 舶制 种新技术 ，尤其在铝合金 的焊接 中有 明显优 造 中的工艺设计 、 小合拢 、 中合拢 、 大合拢 、 平面 势。近来 ， 这一技术已经在 日 、 国和欧美一 本 韩 分段 、 曲面分段 、 平直立体 分段 、 管线法兰焊接 、 些 国家得 到了广泛的研究 与应用 ，而我 国应用 型材部件装焊等工序和工位 的焊接工程 。我 国 的还 很 少 。 的船舶 建造焊接 技术基 本满 足船 厂生产 的需 ２ 搅拌摩 擦焊 。搅拌 摩擦焊属 于 固相 焊 ． ７ 要 ，高效焊接在船舶建造 中发挥着极其重要的 接 ， 与传统 的熔化焊接 相比 ， 具有无强 光 、 飞 无 作用。 于技术含量高的高端 焊材 ， 对 则仍需进 口 溅 、 无烟尘 、 不需要 焊材、 接头无气孔 、 夹杂及裂 来满足生产 的需求。 目前 ， 国造船工业 中常见 纹等优点 ， 我 并具有细晶组织 ， 属于优质无污染 的 的高效焊接技术主要 包括 ： 焊接技术 。 ２１ ． 焊条电弧焊 。 向下立焊焊条 ： 与向上立 搅拌摩擦适用 于制造大型船舶铝合金结构 焊相 比， 效率提高 １ ２ 。 ～ 倍 铁粉焊条焊接工艺 ： 件 ， 国外 已采用此技术生产预成型结构件 ， 使船 工艺简单实用 ， 通过提高熔敷效率达到高的生 舶制造 由零件的制造转变为船舶 甲板以壳体 的
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