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        試析船舶焊接工藝的應(yīng)用與發(fā)展

        2017-08-14 09:59:03臧遠(yuǎn)
        魅力中國 2016年51期
        關(guān)鍵詞:焊接工藝自動(dòng)化

        臧遠(yuǎn)

        摘 要:焊接工藝在船舶工業(yè)中起著舉足輕重的作用,隨著時(shí)代的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,應(yīng)不斷優(yōu)化焊接工藝,以使其更好地為船舶工業(yè)的發(fā)展服務(wù)。下文在分析船舶焊接工藝應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對焊接工藝的未來發(fā)展前景作了展望。

        關(guān)鍵詞:焊接工藝 機(jī)械化 自動(dòng)化 節(jié)能環(huán)保

        一、隨著船舶焊接工的應(yīng)用現(xiàn)狀

        1、焊接新工藝得到應(yīng)用與推廣

        隨著新的造船模式的推廣,焊接工藝也取得了重大進(jìn)步。 國內(nèi)重要的造船廠積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù),并引進(jìn)國外平面分段裝焊流水線,采用自動(dòng)焊單面焊雙面成形新工藝,同時(shí),對船體平面分段構(gòu)架的焊接也逐步采用半自動(dòng)或者自動(dòng)氣體保護(hù)角焊工藝,大大提高了焊接效率,促進(jìn)了焊接工藝水平的提高。CO2氣電垂直自動(dòng)焊工藝在船臺大合攏時(shí),焊接垂直對接縫中廣泛被采用,可以使長達(dá) 15~30cm 的對接縫穩(wěn)定牢靠地被焊接在一起,使得焊接效能得以提高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了舊有技術(shù)下的效能。

        2、焊接設(shè)備逐步機(jī)械化和自動(dòng)化

        隨著焊接工藝的進(jìn)步,焊接設(shè)備也進(jìn)行了更新?lián)Q代。原先旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)正逐步走向淘汰,CO2氣保護(hù)焊機(jī)得以廣泛使用,這是一種具有長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一種新設(shè)備。目前,國內(nèi)造船廠主要應(yīng)用的是晶閘管式 CO2氣保焊機(jī),隨著焊接技術(shù)的提高,逆變式 CO2氣保焊機(jī)的應(yīng)用頻率正逐步提高。CO2氣保護(hù)焊機(jī)的應(yīng)用和推廣,可以減少焊材的用量,減少焊工數(shù)量,降低焊接工藝的成本,提高焊接效率,對焊接工藝的發(fā)展有著深遠(yuǎn)影響。其他一些設(shè)備,如整流弧焊機(jī)、交流焊機(jī)、垂直氣電焊機(jī)、埋弧焊機(jī)等的大力應(yīng)用和發(fā)展,也使得焊接設(shè)備的功能逐步得以提高,焊接工藝逐漸實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化發(fā)展。

        3、焊接材料更加高效化和優(yōu)質(zhì)化

        隨著船舶焊接工藝的逐步進(jìn)步和向國際化發(fā)展方向靠攏,焊接材料也隨之得到更新。目前,國內(nèi)造船工藝中,主要使用到焊條、CO2氣體保護(hù)焊絲和埋弧焊材等焊接材料。其中,在建造船體時(shí),主要使用普通手工焊條、重力焊條以及高效鐵粉焊條。CO2氣體保護(hù)焊絲按制造工藝的不同,一般分為實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲;按生產(chǎn)用途的不同,則一般分為普通藥芯焊絲、金屬粉芯藥芯焊絲和垂直氣電焊專用藥芯焊絲,以及其他的專用焊絲。其中金屬粉芯藥芯焊絲由于具有良好的性能,被國際上一些先進(jìn)的造船廠競相研發(fā)和使用。另外,埋弧焊材是一種一直受到船舶行業(yè)青睞的焊材,其作業(yè)環(huán)境好,且能有效保證焊接縫隙的質(zhì)量,在船舶工業(yè)的焊材使用比率中,基本維持在 10%~15%,是一種值得推廣的焊材。

        4、焊接方法不斷優(yōu)化

        隨著焊接工藝的提高,以及焊接設(shè)備和焊接材料的先進(jìn)化發(fā)展,焊接方法也相應(yīng)優(yōu)化發(fā)展。CO2氣體保護(hù)自動(dòng)角焊或半自動(dòng)角焊方法已得到廣泛使用。在整個(gè)船體的焊接中,CO2氣體保護(hù)焊接方法占了明顯的優(yōu)勢比率。這種焊接方法的應(yīng)用推廣,極大提高了焊接效率,推動(dòng)了船舶工業(yè)的發(fā)展。

        二、船舶焊接工藝的發(fā)展展望

        1、焊接工藝的機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展方向

        焊接工藝機(jī)械化、自動(dòng)化是船舶工業(yè)的一大發(fā)展趨勢。隨著我國船舶工業(yè)的發(fā)展,在造船成本以及造船效率等方方面面都有了更新的標(biāo)準(zhǔn)和要求,只有緊緊追隨國際化發(fā)展潮流,才能實(shí)現(xiàn)造船業(yè)大發(fā)展的偉大目標(biāo),而機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展是必然發(fā)展方向。先進(jìn)國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很大程度上的自動(dòng)化生產(chǎn),而我國從焊接材料到焊接設(shè)備,以及焊接方法的不斷更新上,也體現(xiàn)出了機(jī)械化、自動(dòng)化這一不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展方向。

        2、焊接材料的發(fā)展將不斷促進(jìn)焊接工藝進(jìn)步

        在船舶制造中,焊接技術(shù)水平相比于日本和韓國等國家,還存在著一定的差距,焊接材料的使用上,還明顯落后于這些先進(jìn)國家。未來的發(fā)展中,應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)焊接材料的現(xiàn)代化,以推動(dòng)焊接工藝的發(fā)展??蓮囊韵聨追矫孀⒅馗倪M(jìn):

        (1)注重提升焊接材料的整體品質(zhì)和性能 焊材的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)船舶的質(zhì)量,關(guān)系到以后船舶的安全性能和使用壽命等,可以說,高質(zhì)量的焊材是船舶工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件之一。應(yīng)加大研發(fā)力度,進(jìn)行嚴(yán)格科學(xué)的生產(chǎn)管理,不斷提高焊材的技術(shù)含量,提升焊材的整體品質(zhì),保證焊材的高性能。

        (2)使CO2藥芯焊絲向多品種化發(fā)展

        隨著船舶焊接工藝的提高,對 CO2藥芯焊絲的需求日益明顯,研制多品種的 CO2藥芯焊絲,以適用不同的焊接位置、不同的焊縫,將是解決船舶焊接技術(shù)問題的一種重要方法。

        (3)開發(fā)利用高強(qiáng)度、低溫韌性焊材

        海洋資源的開發(fā)利用,為船舶業(yè)焊材的使用也打開了一扇新的大門。國外一些造船廠已將目光瞄向海洋。由于海工產(chǎn)品大多是低溫韌性好的高強(qiáng)鋼,以海工用鋼為基礎(chǔ)生產(chǎn)系列化國產(chǎn)焊材,不僅對我國船舶工業(yè)參與海工產(chǎn)品競爭提供保障,且能促進(jìn)我國船舶工業(yè)的競爭力。

        3、高科技含量的焊接設(shè)備將被推廣

        焊接工藝的提高離不開焊接設(shè)備的先進(jìn)化發(fā)展。焊接設(shè)備在我國船舶業(yè)的發(fā)展中,已進(jìn)行了重大更新,也日益彰顯著其重要的價(jià)值。在未來的發(fā)展中,應(yīng)繼續(xù)推廣應(yīng)用高技術(shù)含量的焊接設(shè)備,加大資金投入,采用和研發(fā)出更適應(yīng)船舶工業(yè)發(fā)展趨勢的焊接設(shè)備。CO2氣體保護(hù)焊接設(shè)備是推動(dòng)我國造船設(shè)備高效化的一只有力臂膀,其中,逆變式 CO2氣保焊機(jī)將在未來的發(fā)展中得到廣泛應(yīng)用,顯示出比當(dāng)今晶閘管式 CO2氣保焊機(jī)更重要的價(jià)值。采用逆變式 CO2可以實(shí)現(xiàn)最佳收弧、可靠引弧以及低飛濺或無飛濺的焊接,且其運(yùn)作效率高,購買價(jià)格也逐步下降;同時(shí),因其本身具有功率數(shù)字化、管理數(shù)字化等優(yōu)勢,將可以適應(yīng)今后數(shù)字化焊接的要求。

        4、淘汰落后設(shè)備,發(fā)展節(jié)能環(huán)保型設(shè)備

        隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng),節(jié)能、環(huán)保成為各行業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。船舶制造業(yè)應(yīng)順應(yīng)世界性發(fā)展潮流,積極推廣環(huán)保型設(shè)備,走一條低污染、高環(huán)保的發(fā)展之路。這就需要造船廠大力淘汰落后設(shè)備,積極推廣和使用環(huán)保型設(shè)備,以促進(jìn)船舶工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的設(shè)備往往具有較強(qiáng)的污染性,給環(huán)境造成了很大的破壞,如果不能及時(shí)更新觀念,加大環(huán)保設(shè)備的推廣,船舶行業(yè)將會(huì)走向一條狹隘的發(fā)展道路,且很可能因承受巨大的社會(huì)壓力而付出沉重的代價(jià)。順勢而為,積極探索和使用對環(huán)境低污染,甚至零污染的設(shè)備將是船舶工業(yè)的一條長久發(fā)展之計(jì)。

        5、焊接方法不斷更新發(fā)展

        焊接手段在今后的發(fā)展中,必然也將進(jìn)行不斷發(fā)展,以適應(yīng)造船工業(yè)的需要。高效的焊接方法將是未來焊接工藝逐步推廣使用的方法。例如,單面焊雙面成型的焊接方法,因經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn),將被繼續(xù)推廣使用,因其具有效率高的特點(diǎn),能在船舶焊接中,節(jié)省時(shí)間、節(jié)約成本,且更加安全,因而有著很好的發(fā)展利用前景。當(dāng)然,CO2氣體保護(hù)焊接方法因其巨大的實(shí)用性,將會(huì)繼續(xù)對船舶焊接工藝的發(fā)展服務(wù)。

        6、機(jī)械手、機(jī)器人焊接的研究

        科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字化信息技術(shù)的日新月異,都將對船舶焊接工藝產(chǎn)生重要影響。在焊接工藝未來的發(fā)展中,相關(guān)技術(shù)人員也應(yīng)充分意識到這一點(diǎn),并大膽進(jìn)行創(chuàng)新,嘗試研發(fā)更高端的、具有引領(lǐng)性的焊接工藝。比如,進(jìn)行機(jī)械手、機(jī)械人焊接技術(shù)的探索研究。如果能將這種技術(shù)運(yùn)用到造船流程中,那將使船舶工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,將節(jié)約大量的人力物力,同時(shí)還可以極大地提高工作效率。注重高科技的運(yùn)用,才可以使船舶工業(yè)實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展。

        三、結(jié)語

        當(dāng)下焊接工藝已經(jīng)在我國船舶工業(yè)中得到了很好的應(yīng)用,但我們也應(yīng)看到,相比于其他先進(jìn)國家船舶工業(yè)的焊接工藝,我們還有一定差距,還有很長的路要走。認(rèn)清形勢,做好發(fā)展規(guī)劃,不斷向先進(jìn)國家學(xué)習(xí),引進(jìn)和研發(fā)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備,才能一步步實(shí)現(xiàn)船舶工業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]趙伯楗,曹凌源,鄭惠錦等.船舶高效焊接工藝及裝備[J].國防制造技術(shù),2010,(03).

        [2]楊俊.小型船舶焊接工藝缺陷及改進(jìn)展望[J].科協(xié)論壇(下半月),2009,(08).

        [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題[J].造船技術(shù),2009,(05).

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