黃翔宇，周德命，黃清華，劉凱新，鄭金明

（中船黃埔文沖船舶有限公司，廣州，510715）

1 前言

半自動角焊機是船廠普遍使用的焊接設備，主要應用在部件拼裝和分段制作。在部件拼裝、分段制作等方面，應用半自動焊技術較為嫻熟，但在船臺未進行使用。在船臺主要采用手工CO2焊，存在以下問題：

（1）對于人員技能要求相對較高，需要進廠2 年工齡以上的人員及持有二類焊工證，才能進行施焊；

（2）耗費時間較長，以H1192 上建902 分段焊接為例，每天工作8 小時，4 個焊工需要2 天時間焊接完，焊完后需要4 個焊工補焊1 天，2 個打磨工打磨2 天；

（3）人員勞動強度較高，后期質(zhì)量不可控。由于焊工需要長時間握著焊槍蹲著焊接，在作業(yè)前1～2 小時焊接質(zhì)量和效率相對會比較穩(wěn)定，但到了后期人員比較疲勞焊接的質(zhì)量和效率也相應會降低，焊縫的成型差也會給后工序帶來大量的補焊和打磨工作。

解決船臺手工CO2焊中存在的問題，主要依靠半自動角焊機拓展應用。目前我司半自動角焊機在部件拼裝和分段制作方面的應用較為廣泛，但未在船臺分段搭載上應用。主要原因：一是船臺分段下口受到防變形加強排的限制；二是傳統(tǒng)施工工序無法滿足拓展應用后的質(zhì)量控制；三是現(xiàn)有的半自動角焊機在船臺復雜環(huán)境下焊縫成型質(zhì)量難以保證。為此，經(jīng)過組織施工、工藝、質(zhì)量等各方面人員共同研究、改進、將半自動角焊機拓展應用在H1192 船901、902 分段非結構面通道位置，取得顯著效果。

2 半自動角焊機拓展應用的難點

2.1 船臺分段下口受到防變形加強排的限制

為了控制分段變形，在分段合攏口100 mm 左右非結構面設置有一道寬100 mm、厚10 mm 的防變形加強排，它能夠有效控制因焊接熱輸出、吊運等原因?qū)е碌谋诎遄冃?，但同時導致半自動焊角焊機的行走機構無法在該位置進行行走焊接。

2.2 施工工藝無法滿足質(zhì)量控制要求

拆排工序一般在焊接后進行，裝配定位卡馬等一般在非結構側，這些都加大了半自動焊角焊機拓展應用的難度；半自動焊技術需要先打磨清潔好，并對周圍環(huán)境的清潔要求較高。

2.3 焊縫成型質(zhì)量難以保證

船臺是一個交叉作業(yè)環(huán)境，使用半自動焊角焊機如何避免環(huán)境影響保證焊縫成型質(zhì)量是難點之一；另外打磨清潔進度和半自動角焊機速度的匹配、焊絲電流電壓等工藝參數(shù)的選取等，都需要進行一定改進才能保證質(zhì)量。

3 半自動角焊機拓展應用措施及試驗

3.1 拓展應用措施

（1）拆除船臺分段下口防變形加強排

在控制分段變形的大前提下，結構側焊接完冷卻后，拆除非結構側下口加強排。

（2） 改進施工工藝

① 裝置定位焊統(tǒng)一要求在結構側進行作業(yè)，定位卡馬統(tǒng)一安裝在結構側；

② 分段定位好后：首先開展定位焊作業(yè)；接著開展結構側打磨清潔作業(yè)；然后開展結構側手工CO2焊；在焊縫冷卻后開展拆排作業(yè)；最后進行非結構側打磨清潔作業(yè)，及半自動焊焊機焊接作業(yè)。

（3）施工參數(shù)及管理優(yōu)化

① 通過試驗及結果檢驗，匹配打磨清潔進度和焊機速度，確定打磨清潔和焊機焊接的時間差，降低相互影響的風險；

② 通過試驗及結果檢驗，確定船臺搭載時半自動焊接的焊絲電流、電壓等工藝參數(shù)；

③ 交叉作業(yè)情況下，在通道里板等位置標識合攏焊接，其它割焊作業(yè)也保護焊縫等。

3.2 應用試驗情況

依據(jù)上述各項措施，在我司建造的H1192 產(chǎn)品船901 分段進行半自動化角焊機拓展應用試驗，使用效果較差，焊縫成型效果不理想。

3.3 改進分析

現(xiàn)場監(jiān)控發(fā)現(xiàn)：半自動焊機的焊縫成型好壞與非結構側的裝配定位焊大小和裝配間隙關聯(lián)度極高。

（1）定位焊焊段大小影響

定位焊焊段偏大，焊接時只要經(jīng)過定位焊位置焊縫都會鼓起，造成焊接成型差。

（2） 裝配間隙影響

裝配間隙大造成焊角過大，并容易產(chǎn)生變形及咬邊。

為此，作出如下調(diào)整：拆排前，裝配定位焊時要求在壁板結構側進行定位焊作業(yè)；經(jīng)過調(diào)整后，結合上述各項措施，角焊機焊接成型質(zhì)量得到較大提高。如圖1、圖2。

圖1 焊縫光順縱向成型效果

圖2 焊縫橫向成型效果

3.4 改進措施梳理

經(jīng)過多次試驗，焊接成型質(zhì)量良好。并梳理有益的改進措施：

（1）改進船臺分段下口防變形加強排拆除時機：在結構面焊接完并冷卻后進行拆除作業(yè)。

（2） 改進工藝及工序

工藝上：裝配定位焊統(tǒng)一要求在結構側進行作業(yè)，定位卡馬也統(tǒng)一要求安裝在結構側。

工序上：在分段定位好后，首先在結構側開展定位焊作業(yè)，接著開展結構側打磨清潔作業(yè)，然后開展結構側手工CO2焊施工，在焊縫冷卻后，組織開展拆排作業(yè)，接著進行非結構側打磨清潔作業(yè)， 最后進行非結構側半自動焊接作業(yè)。

（3）船臺搭載半自動角焊機施工參數(shù)

打磨清潔后半天內(nèi)開展半自動焊接作業(yè)，不會相互影響。

船臺上建分段搭載時半自動焊接的焊絲、電流、電壓等工藝參數(shù)見表1。

表1 Φ1.2 藥芯焊絲使用的焊接參數(shù)

（4）其他管理事宜

交叉作業(yè)情況下，使用油性筆在通道壁板等位置標明合攏焊接作業(yè)，其他割、焊作業(yè)請注意保護焊縫。

管理人員根據(jù)施工計劃判定，如該位置大面積交叉作業(yè)，要求采用白色紙質(zhì)膠條進行貼護，并要求在焊接作業(yè)前進行清掃，拉開白色紙質(zhì)膠條開展焊接作業(yè)。

4 半自動角焊機拓展應用效果

（1）質(zhì)量有所提高：半自動角焊機與手工CO2焊相比，焊縫成型質(zhì)量和船外觀質(zhì)量得到明顯提高；

（2）施工技能要求低：設備操作簡單，有一定基礎的焊接人員經(jīng)過2、3 天的培訓基本能夠掌握操作要領；手工CO2焊需要進廠2 年工齡以上的人員及持有二類焊工證，才能進行施焊，作為對比，半自動角焊機拓展應用后技能要求降低明顯；

（3）勞動強度有效降低：原來焊工需要長時間握著焊槍蹲著焊接比較疲勞，焊接質(zhì)量和效率也相應降低，焊縫成型差帶來大量的補焊和打磨工作；半自動角焊機拓展應用后，人員只需蹲姿觀察設備行走的焊接角度和熔池變化，并適時調(diào)節(jié)設備角度和速度，勞動強度明顯降低。同時焊縫質(zhì)量相對較高，不需要過度打磨。

（4）工效明顯提高：半自動角焊機和手工CO2焊工效對比，見表2。

表2 工效對比

（5）工時耗費下降：焊后補焊、打磨工作量少，工時耗費明顯下降。

以H1192 船902 分段焊接為例，成本節(jié)約統(tǒng)計見表3。

表3 項目節(jié)約成本統(tǒng)計

5 結束語

通過在H1192 船901、902 分段非結構面通道位置進行半自動角焊機的拓展應用，焊接效率和質(zhì)量均有所提升，勞動強度有所降低，而且設備操作簡單易學，相應工藝、管理方法也逐漸成熟，為后續(xù)更大范圍推廣船臺搭載半自動角焊機積累了經(jīng)驗。