王愛軍　侯志鵬

摘 要：焊接自動(dòng)化設(shè)備在船舶焊接中具有質(zhì)量?jī)?yōu)良、智能化、專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。闡述了各種自動(dòng)化焊接技術(shù)，包括自動(dòng)編程焊接技術(shù)、焊縫監(jiān)控技術(shù)、多個(gè)設(shè)備的結(jié)合焊接技術(shù)、機(jī)器人仿真技術(shù)等，為船舶制造行業(yè)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：焊接自動(dòng)化；船舶制造；制造技術(shù)；智能化

中圖分類號(hào)：U671.83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）16-0028-02

船舶制造業(yè)對(duì)各項(xiàng)海洋事業(yè)均有極為重要的意義。與國(guó)外的船舶制造業(yè)相比，由于受技術(shù)水平、發(fā)展歷程、人員綜合實(shí)力等因素的影響，我國(guó)大型船舶制造業(yè)的主要生產(chǎn)指標(biāo)比較落后，比如生產(chǎn)效率、船舶噸位、產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值等。國(guó)外的船廠在焊接自動(dòng)化生產(chǎn)工藝方面的應(yīng)用較為廣泛，該技術(shù)涵蓋了整條生產(chǎn)線、焊接設(shè)備的群控等，同時(shí)，該技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程中的自動(dòng)適應(yīng)、智能化，自動(dòng)確定焊接材料的厚度，進(jìn)行預(yù)置焊接等內(nèi)容。而我國(guó)現(xiàn)代的大型船舶自動(dòng)化焊接技術(shù)還處于初級(jí)階段，技術(shù)水平有限。調(diào)查報(bào)告顯示，截至2012年，我國(guó)自行研發(fā)了數(shù)量不等的焊接生產(chǎn)線和焊接設(shè)備，同時(shí)也從國(guó)外引進(jìn)了部分設(shè)備。但是，國(guó)內(nèi)大型船舶的焊接技術(shù)水平尚未達(dá)到理想狀態(tài)，其主要問(wèn)題在于自動(dòng)化的程度不足，且效率低下，需要對(duì)其進(jìn)行深入的研究和探討。

1 船舶焊接自動(dòng)化的特點(diǎn)

焊接工藝的水平直接關(guān)系到船舶制造的質(zhì)量。在船體的制造過(guò)程中，焊接屬于一項(xiàng)較大的工程，約占整個(gè)船舶制造工程量的33%. 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)船舶的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的焊接技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代大型船舶的制造要求。隨著科技的發(fā)展，焊接自動(dòng)化以其各種優(yōu)勢(shì)，逐步成為了現(xiàn)代船舶制造業(yè)發(fā)展的方向，其特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 質(zhì)量良好

自動(dòng)化焊接的主要特點(diǎn)是質(zhì)量良好，并具有較高的可靠性，還促進(jìn)了焊接技術(shù)的精密化?，F(xiàn)代船廠使用的焊機(jī)機(jī)器人、精密焊接等各種自動(dòng)焊接設(shè)備、技術(shù)均具有較好的質(zhì)量和精密度，維持的移動(dòng)可以精確到0.1.

1.2 智能化

在大型船舶焊接時(shí)，需要了解船舶各個(gè)部件的具體情況，包括裝配間隙誤差、幾何形狀的偏差、焊接時(shí)的熱變形等。自動(dòng)化焊接技術(shù)使用了自適應(yīng)的控制系統(tǒng)，并運(yùn)用了先進(jìn)的傳感技術(shù)，能夠在實(shí)際制造中實(shí)現(xiàn)智能化焊接，并不斷進(jìn)行調(diào)整，使參數(shù)更加優(yōu)化。

1.3 專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化

針對(duì)大型船舶制造中的各個(gè)部件，包括板材、管材和圓筒，均已具備了相應(yīng)的焊接設(shè)備。該類設(shè)備的專業(yè)性較強(qiáng)，可有針對(duì)性地進(jìn)行焊接，使生產(chǎn)效率更高、船舶質(zhì)量更好。對(duì)于大型船舶的其他構(gòu)件，正在進(jìn)行對(duì)這些專業(yè)焊接設(shè)備的應(yīng)用研究。

2 焊接自動(dòng)化設(shè)備在大型船舶中的應(yīng)用

2.1 自動(dòng)編程焊接技術(shù)

自動(dòng)編程焊接技術(shù)的研究重點(diǎn)主要是通過(guò)結(jié)合船舶焊接部位的信息數(shù)據(jù)，自動(dòng)形成焊接程序，從而順利地完成焊接工作。該程序的內(nèi)容十分豐富，包括焊接任務(wù)、焊接軌跡、工作路徑、各項(xiàng)參數(shù)等?，F(xiàn)代的自動(dòng)編程技術(shù)能夠收集船舶各個(gè)工件的信息，并通過(guò)編程人員的編寫，逐步形成半自動(dòng)的程序，從而提升工作效率。

2.2 焊縫監(jiān)控技術(shù)

焊接過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生煙塵污染、光污染，還會(huì)出現(xiàn)加工誤差、焊接精準(zhǔn)度不足等問(wèn)題，這些因素均會(huì)影響焊接中的焊縫情況?，F(xiàn)代焊接自動(dòng)化設(shè)備中的焊接機(jī)器人能夠運(yùn)用傳感器技術(shù)，全面掌握電弧和光學(xué)參數(shù)，及時(shí)調(diào)節(jié)焊炬和焊縫的距離，使之達(dá)到最佳效果；能夠根據(jù)焊接對(duì)象的空間參數(shù)和焊接參數(shù)的波動(dòng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，動(dòng)態(tài)監(jiān)控焊接偏差，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能及時(shí)糾正，并保持良好的焊接狀態(tài)，保障焊接工作的效率，優(yōu)化焊接的質(zhì)量。

2.3 多個(gè)設(shè)備的結(jié)合焊接技術(shù)

制造大型船舶是一項(xiàng)規(guī)模較大的工程，其焊接過(guò)程十分復(fù)雜，需要許多設(shè)備共同運(yùn)作、相互結(jié)合才能完成。對(duì)此課題的研究主要是為了使不同設(shè)備在完成焊接任務(wù)的過(guò)程中，能夠和其他設(shè)備聯(lián)合、協(xié)同工作，且還能保持自身的獨(dú)立性。多智能系統(tǒng)是該類技術(shù)的集中體現(xiàn)，其被廣泛應(yīng)用于大型船舶的制造中。

2.4 機(jī)器人仿真技術(shù)

仿真技術(shù)一直屬于極其復(fù)雜的技術(shù)，使用該技術(shù)需要對(duì)焊接軌跡進(jìn)行多方面的研究，包括動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、自由度等，其中涉及到十分復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題。目前，研究人員已經(jīng)結(jié)合各種理論知識(shí)對(duì)其進(jìn)行了深入的分析和研究，包括機(jī)器學(xué)理論、模擬仿真技術(shù)、動(dòng)畫顯示等，其發(fā)展前景良好，市場(chǎng)廣闊。

3 結(jié)束語(yǔ)

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為船舶制造業(yè)帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，也對(duì)其提出了更高的要求。船舶制造過(guò)程中需要頻繁使用焊接技術(shù)，隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)于焊接技術(shù)的先進(jìn)性、精密性也有了更高的要求。焊接的自動(dòng)化、智能化是現(xiàn)代船舶行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，而在該方面我國(guó)船廠與國(guó)外船廠有著較大的差距，我國(guó)船廠需要更大的投入，更深入的研究和開發(fā)，才能創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]胥鍇，張書權(quán).船舶焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代焊接，2010（06）：4-6.

[2]趙伯楗，曹凌源，鄭惠錦，等.船舶高效焊接工藝及裝備[J].國(guó)防制造技術(shù)，2010（03）：5-11.

[3]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（05）：32-35.

[4]許小平.高效焊接在船舶管系制造中的發(fā)展及應(yīng)用[J].焊接技術(shù)，2011（04）：5-8.

[5]李德全，付濤，袁擇，等.國(guó)內(nèi)焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].現(xiàn)代焊接，2008（01）：63-67.