探讨焊接技术在船舶修造中的应用

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摘要：对于船舶工业发展来说，船舶焊接技术至关重要，自20世纪至今，我国船舶制造业便已经在船舶修造中重点关注焊接技术，在此船舶修造焊接技术也获得了普遍的关注与应用。近年来，经济的不断发展使得我国船舶制造业也逐渐面向国际化，而船舶焊接技术则成为船舶制造业发展中质量、成本等各个方面的一个影响因素，基于此，需要重点针对焊接技术展开研究，通过更加先进且可靠的船舶焊接技术来促进船舶制造业的发展。本文主要针对船舶修造中的焊接技术进行分析，并提出焊接技术的具体应用策略。

关键词：焊接技术；船舶修造；焊接工艺

0引言

焊接是一种工业生产的基本技术手段，但对于船舶修造领域来说，焊接技术则是一种直接影响船舶制造质量与产量的重要技术。在船舶修造过程中，焊接所占用的总耗时比率达到40%左右，而焊接工艺的质量也成为判断船舶生产质量的评断指标之一，而焊接工艺的效率也决定船舶修造的周期与成本，可见焊接技术对于船舶修造而言比传统工业生产更为重要。船舶修造对于工艺水平具有较高的要求，尤其是结构强度上，必需确保焊接焊缝的质量，确保结构能够抵御外部压力的影响。因此需要在船舶修造过程中进一步提高焊接技术水平，对焊接工艺进行严格把控，确保焊接质量也是保障船舶修造质量的途径之一。

1船舶修造中的焊接技术概述

船舶制造业具有多年的发展历史，自20世纪初便开始重点研究船舶修造焊接技术，1920年英国某船厂首次利用焊接技术来修造远洋船舶，这也是船舶制造业迈向现代化的一个重要节点。在此之后，焊接技术在船舶制造业中的应用也越来越广泛，逐渐替代传统的铆接技术。自20世纪40年代起，焊接技术也表现出迅猛的发展势态，气体保护焊接以及埋弧焊等技术也获得了研发与推广。至50年代，船舶制造领域已经广泛应用气电立焊等焊接技术，进一步提高船舶焊接技术水平，也让焊接技术有了更为广阔的发展空间。自20世纪90年代，二氧化碳气体保护焊接技术以及高效焊接技术也相继问世，而焊接技术的发展也逐渐趋于自动化。对于船舶修造来说，焊接工艺所占的工程量达到总量的30%~40%，而焊接工艺所需的成本也占总量的最高50%。近年来随着我国经济的不断发展，我国在船舶制造领域也取得了一定地位，制造技术水平有了显著提升，同时焊接质量评价也成为主要的参考指标，船舶焊接技术水平直接决定了船舶制造的质量，而其对于船舶整体结构的稳定性、船舶制造经济效益等都具有重大影响。我国船舶制造领域的发展以更高的要求、更高的质量、更强的性能、更为完善的体系为基本理念，使得国内的焊接技术发展势态十分良好[1]。

2船舶修造中焊接技术的有关规定

在船舶修造中，焊接工艺需要进行评定实验，一般指的是确定好材料之后根据有关工艺进行焊接，并在焊接完成后检查焊缝和热影响区的焊接质量，从而确定焊接工艺的适用性。焊接工艺评定能够为焊接流程及焊接的整体质量具有保障性作用，所以在船舶修造中需要对拟用的焊接技术工艺进行评定。根据船级社有关规定，船舶制造厂在焊接流程中需要对所用的焊接工艺、焊接材料等进行评定试验，从而确保工艺与材料的应用能够达到预期要求和质量标准。在修造之前，制造厂需要根据现有的技术条件和经验水平设定好船舶修造焊接计划，将其制定为文件，交由验船师评定，文件中需要对焊缝的位置、尺寸等指标进行明示，并拟定好焊接工艺形式及编号。之后需要对照本厂以往生产焊接工艺的评定结果，若应用此前从未应用，或没有获取批准的焊接工艺，则需要严格进行焊接工艺评定。在焊接工艺的评定项目中，需要确定好有关的工艺评定标准，确保制定的标准能够符合评定规范，之后根据重要因素或补加因素相同原则进行选择。一些评定试验的重要因素可以根据实际情况来选择是否明示，但无法当作焊接工艺的指导性文件。

3焊接工艺评定的选择

通常情况下，若焊接工艺通过船级社的评定，那么便可以长久应用，但若是需要对既定的焊接工艺进行修改，那么必须将修改的内容向船级社上报，而船级社则可以根据修改内容来重新对焊接工艺进行评定试验。评定的焊接工艺一般也都会具有一个适用范围，若未能处于这一范围区间内，那么便需要在应用之前对焊接工艺进行评定试验。通常焊接工艺评定试验的实际应用范围有以下几点：1）若需要同时采用多道工艺，那么钢板等材料的厚度则需要严格规范，一般厚度的选用范围需要在评定试验所选厚度的50%~200%。若选择单独的焊接工艺，那么材料厚度的选择范围则可以更改为80%~110%；2）钢材与焊接材料的选择范围。通常需要参考评定试验所选择的材料，需保证材料的等级相同，如果韧性较高的材料试验通过，则能够确定焊接工艺参数的影响并不大，在通过船级社许可后可以合理选用韧性等级稍低的材料；3）钢管直径的选择范围应为评定试验直径的50%~200%，管壁的厚度选取范围也是如此。若焊接工序较多，那么材料壁厚的选取范围也应为50%~200%，单项焊接工艺则为80%~110%；4）焊接规范参数所确定的电流、电弧电压值的浮动不能高于5%，而焊接速度的浮动范围也不宜超过10%[2]。

4船舶修造中焊接工艺的具体应用

目前，现代化的焊接技术涉及到修造过程的工艺设计和小、中大合拢，平直立体分段等。国内的船舶修造焊接技术水平已经能够达到制造生产的技术要求，而高效焊接技术则具有重大意义，技术含量更高，技术工艺更为完善，但对于高质量水平的焊接材料也需要向外进口才能保证生产要求，而当前国内船舶修造厂常用的高效焊接技术具体有以下几种。1）二氧化碳气体保护焊。对于二氧化碳气体保护焊来说，焊丝的选择至关重要，具体分为以下几类：①药芯焊丝。药芯焊丝是二氧化碳气体保护焊应用中的重点材料，辅以其他材料能够实现单面的快速焊接，这种焊丝的特点便是能够提高电弧的稳定性，同时焊接工艺性能也较为优异，焊接效率较高等；②实心焊丝。目前国内广泛推广的实心焊丝种类较少，因此在实心焊丝今后发展的方向上，不仅要进一步提高焊丝工艺水平，还要不断拓展实心焊丝品种类型，实心焊丝的应用优势有焊接效果美观性较强。焊接过程能够有效避免飞溅现象等。当前常见的船用钢结构上，药芯焊丝如今已经能够实现全面的国产化，但部分高质量的焊材对于技术水平具有一定要求，所以当前还是需要向外进口才能确保生产需求[3]。2）活性气体保护焊技术。活性气体保护焊技术主要利用CO2+Ar混合气体的CO2自动焊接，这种焊接技术在不锈钢焊接方面具有明显优势。我国某船舶工艺研发机构已经开发出适宜船厂使用的双丝单面MAG焊接设备与工艺，而这一技术的主要优势在于，能够实现无缝装配和坡口中定位焊接等，增加切断细焊丝，在其背面选用陶瓷衬垫，板厚为12~22mm之内能够实现单次成型，不仅能提高焊接质量，同时焊接效率也较为优异。3）焊条电弧焊。线下立焊焊条和向上立焊焊条对比能够有效提升焊接效率，而铁粉焊条焊的方式工艺流程较为简易，能够提升熔敷效率，从而确保焊接效率，焊接效率通常都能提高一半甚至更高。重力焊条选择直接在5~8mm的铁粉焊条，熔敷率能够达到180%左右。4）搅拌摩擦焊。搅拌摩擦焊是一种固相焊接法，和以往的焊接形式对比能够有效避免焊接飞溅现象，同时焊接过程不需要采用焊材，接头部位不会出现裂纹等，是一种高效且零污染的环保型焊接技术。搅拌摩擦焊在多数大型船舶的铝合金结构中应用具有显著优势，因此国外多数船舶制造厂广泛应用这一焊接技术进行预成型构件的生产，促进船舶制造转向预成型结构装配型[4]。由此可见，搅拌摩擦焊属于先进的焊接技术，在铝合金船舶结构生产中的应用能够发挥明显的效果。

5结语

经济一体化使得国内船舶制造业有了更为广阔的发展空间，但从另一个角度来看这也是一种挑战。若想促使我国船舶修造焊接技术水平跻身世界前列，加快船舶工业的快速发展，需要将船舶焊接技术作为着手点，将其归入船舶工业现代化改造规划中。这也需要综合我国国情，根据当前船舶行业的发展势态以及焊接技术的发展方向、发展条件来积极研发与推广更为高效的焊接工艺，优化焊接工艺流程，研发新的焊接技术与设备，通过焊接技术的不断革新来推动船舶制造业的稳健发展。

参考文献：

[1]洪森,彭茂清.高效焊接技术在船舶建造中的应用及推广[J].广东造船,2018,(1):76-78.

[2]杨义生.解析激光焊接技术在船舶制造中的应用与前景[J].科技创新导报,2013,(25):6+8.

[3]谷庆峰.浅谈焊接技术在船舶建造中的应用[J].中国科技博览,2011,(31):283.

[4]王春华.焊接技术在船舶修造中的应用[J].中外船舶科技,2009,(04):6-9.

作者:卫丹单位:新大洋造船有限公司技术部