船舶焊机技术发展现状与技术展望

发表时间:2021/7/20   来源:《工程管理前沿》2021年第8期   作者:王文怡
[导读] 焊接技术的使用与推广,大大节约了金属材料连接过
        王文怡
        广州广船人力资源服务有限公司  广东 广州  510000
        摘 要:焊接技术的使用与推广,大大节约了金属材料连接过程中的资金消耗,同时也更好的增加了材料的稳固性。总而言之,焊接过程在我国各项生产中的地位是不可替代的。焊接是船舶制造过程中至关重要的一个过程,影响着船舶制造速度的快慢与质量。促进焊接技术的变革进程,缩短在船舶制造过程中的焊接所耗费的时间,促进造船业的迅速发展。
        关键词:船舶;焊接技术;现状;展望
        由于我国的造船业发展速度十分快,因此,此技术在其中也得到了良好的发展。近些年来,我国致力于焊接技术的开发与创新,并在大型船舶的焊接技术上取得了巨大的成就,已经达到了世界的领先水平。我国当前正处在快速前进的时期,各项技术的发展都还不够完备与成熟,与技术较为完备的国家相比还有很大的差距。船舶制造的过程首要追求的是较短的造船的周期,只有进一步改进焊接过程,才能减少造船所用的时间。焊接技术的最主要的部分在于焊接材料的使用,而我国技术人员开发的焊丝的优良远不如发达国家所研发的焊丝,大大影响了造船的效率。我国大部分的造船厂都不得不依赖于国外进口焊丝来进行船舶的制造。另外,此过程中所使用的一些新型技术也都是从技术较为发达的国家引进。总之,我国船舶制造业中的焊接技术缺乏自主创新能力,导致我国耗费大量资金引入新型技术与材料,不利于船舶制造业的发展。
        针对我国当前存在的不足,我们还是应该着力培养创新型人才,大力发展我国的技术,提高自主创新的能力,不再是依赖国外进口,而是由本国来掌握技术的自主权。这样不仅可以节约大量的资金,还可以提高我国的焊接技术的水平,缩短造船所用的时间,提高我国海上运输业在国际上的实力。要想我国的焊接过程能够有所突破,必须从材料的改革、技术的改革以及设备的改革等几个方面入手,全面增进船舶制造业中的焊接过程的水平。
1、焊接材料和技术的创新
        由于我国造船业中大力推广气体保护技术,因此气体保护药芯焊丝在在船厂中使用最为广泛,此种材料虽然有着许多优点,但效率并不是很高。当前,我门应着力创新特殊型的焊丝材料,是我国造船业中使用的特殊型的焊丝不再依赖国外进口,而是完全由本国的自主研发供应。
        在船舶制造的过程中,我国多采用传统的自动化热切割技术,此技术耗能多且效率低,不利于节能环保理念的落实。由此,技术工作人员研发出了数十种先进的不同的切割方式,促进了造船业的生产效率,也进一步改善了生产船舶的质量,促进了我国船舶制造业的发展。
2、焊接设备的创新
        设备的改革在焊接过程的发展当中也有着不可替代的作用,为其发展做出了重要的贡献。我国大部分的造船厂多使用气焊电弧焊来作为焊接船体的设备,此设备花费较少,比较经济,但十分不利于环境的保护。因此大部分的造船厂在设备的供能方面作出了改革创新,改变了供电的方式,采用了直流电或逆变交流电,有效的解决了不环保的问题。另外,在设备方面的创新还体现在研发高科技设备,将焊接的过程转变为自动化过程,节约了大量的人力资源,同时也在设备中落实了节能环保的理念,处处体现着我国的基本国策,同时也促进了焊接技术的进一步发展,促进我国造船业的发展。


3、船舶焊接操作中的技术要点
        船舶制造是由许多工种同时施工的,而且施工环境比较复杂,如在舱室内,到处有木材、电器、油漆、家具等物,若不注意焊接施工安全和其它工种的配合,很容易发生事故 造成严重损失。所以,为了防止意外事故的发生,在进行焊接切割工作以前首先要做到“十不焊割”。这是我们安全操作规程的首要原则。(1)焊工无安全操作证,又没有正式焊工在场指导 不能单独焊割;(2)凡属一、二、三级动火范围内的作业,未经审批,不得擅自焊割;(3)不了解作业现场及周围的情况,不能盲目焊割:(4)不了解焊割设备内部是否安全,不能盲目焊割;(5)盛装过易燃易爆、有毒物质的各种容器,未经彻底清洗,不能焊割;(6)用可然材料做保温层的部位及设备,未采取可靠的安全措施,不能焊割;(7)有压力或密封的容器、管道不能焊割;(8)附近堆有易燃易爆物品,在未彻底清理或采取有效的安全措施,不能焊割;(9)作业部位与外单位相接触,在未弄清对外单位是否有影响,或明知危险而未采取有效的安全措施,不能焊割;(10)作业场所附近有明火相抵触的工种,不能焊割。在落实了“十不焊割”的前提下,具体的安全操作技术主要有以下几方面:一、应有良好的劳动防护用品。二、防止触电。三、防止火灾和爆炸。四、防止气体中毒。五、高空焊接的安全技术。六、防止弧光辐射。
4、现代船舶焊机技术展望
        船舶海工是国家高端装备制造业的重要组成部分,也是我国海洋强国战略的基础和重要支撑。从中国自主研发的超大型LNG(液化天然气)运输船完工到第一艘国产航母下水,从国产大型挖泥船到国产驱逐舰和科考船的双双下水,中国的船舶工业一路乘风破浪。在造船中,加工的材料多是3~12mm厚的板材,这些板材焊接件由于焊接过程中较大热输入而发生翘曲和变形是传统造船方法中所面临的主要问题。在建造船体时,约有25%的工作量是对船板整形和锤平,以达到要求的平整度和曲率,使船板能固定在一起。激光焊接技术用于造船的主要优势就是低畸变。目前,激光焊接结构用夹层板、角型材、T型材、十字型材和对接焊接船板等已经为世界造船界所接受。
(1)、激光焊接运用在军用船舶制造中
        美国最早采用大规模焊接型材的是CG-47级驱逐舰。为了降低这一级别舰艇的重量,采用了长度超过7km的HSLA-80焊接型材,取代主壳体上用的热轧型材。美国在水面舰船上至少已经使用了两种激光焊接T型材,它们都是在加工车间生产的:英格尔斯造船分部用HSLA-80钢生产的激光焊接T型材,作为反潜轻型巡洋舰的加强肋板;巴斯钢铁公司将几种不同截面的型材,如角型材、T型材和十字型材等用于驱逐舰防空导弹支架。早在2003年,金属加工中心就成功地制造了78×240英寸大型耐蚀钢激光焊接波纹夹芯金属板,并对激光焊接波纹夹心金属板用于舰船的性能进行了全面研究。试验结果表明,采用这种夹层板可大幅度降低结构重量、提高甲板或舱室隔板的耐火、绝缘性能和平整度,易于施涂油漆和涂层;且能减少寿命期保养成本,增加船舱可用空间。
(2)、激光焊接优势明显
        激光焊接船板能大大缩短生产时间。在传统造船方法中,形状和位置的公差必须用手工方式进行消除,采用激光焊接船板,船体构件配合好,能够迅速形成型材,12m船板的长度公差在0.5mm以内,几乎不需要重复加工,节省了大量人工。
        美国对潜艇耐压壳体用HY-130合金钢的激光焊接试验表明,接头的力学性能,如断裂强度、伸长率等,比其他常规方法所焊接头的性能优越。冲击试验结果表明,激光焊接接头的动态撕裂能接近母材,冲击韧性优于母材。建造者可将复杂的三维构件依其外形变为较为简单的二维构件,用高功率激光更快更精确地焊接为一体,从而降低建造费用,减少精整工作量,并减轻型才重量。对使用者而言,采用焊接型材能大幅度地降低操作费用;构件疲劳寿命因加工精度提高,焊接缝减少而得到延长,舰船内部空间易于依据武器装备的需要重新调配,燃料消耗降低等。
       
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