高效焊接在船舶管系制造中的發(fā)展及應(yīng)用

丁圣

摘要：焊接技術(shù)是船舶管系制造中的關(guān)鍵工藝，其焊接效果能夠直接影響船舶管系制造水平。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，焊接技術(shù)也得到了進(jìn)一步完善和優(yōu)化，在一定程度上帶動了造船技術(shù)的發(fā)展，同時也對技術(shù)人員專業(yè)能力提出更高需求，為了提高船舶管系制造水平，需要技術(shù)人員全面掌握高效焊接的工藝流程及具體應(yīng)用。因此，本文針對船舶管系制造的分類進(jìn)行分析，并對其焊管質(zhì)量需求詳細(xì)闡述，同時深入研究高效焊接在船舶管系制造中的發(fā)展及應(yīng)用，希望能夠為專業(yè)人士提供參考借鑒，為提高船舶管系制造水平奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高效焊接;船舶管系制造;發(fā)展;應(yīng)用

引言：

船舶管系制造是船舶結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，可以直接影響船舶整體質(zhì)量和功能，關(guān)系到傳播的運(yùn)行安全和效率。而焊接工作作為船舶管系制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，又能夠直接影響船舶管系制造水平。由于船舶管系制造涉及環(huán)節(jié)較多，其中包括：管路安裝、表面處理等。每個環(huán)節(jié)都有其技術(shù)規(guī)范和工藝需求。同時，船舶管系制造工序間存在環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)的特點，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會降低船舶管系制造質(zhì)量[1]。由此可見，本文針對高效焊接在船舶管系制造中的發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行分析，對促進(jìn)船舶制造行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展具有一定現(xiàn)實意義。

一、船舶管系制造具體分類

按照船舶管系的傳送介質(zhì)進(jìn)行分類，可以分為：貨油與液化氣管系、燃油與滑油管系、壓縮空氣管系以及蒸汽管系幾個方面。按照船舶管系功能進(jìn)行分類，可以分為：化學(xué)介質(zhì)管系、高溫管系、高壓管系以及低溫管系等。在船舶管系制造過程中，需要技術(shù)人員采用分段同步制造方式，針對管系中的不同段位，需要制造人員展開不同管系制造工作，保證船舶管系制造可以跟上段位制造進(jìn)度，由此可見，船舶管系制造與具體段位之間存在密切聯(lián)系。

二、船舶管系制造對焊接工藝的具體需求

現(xiàn)階段，不同國家在船舶管系制造過程中，對焊接工藝需求也有著不同標(biāo)準(zhǔn)。大部分國家均按照國際上現(xiàn)行的權(quán)威船級社規(guī)范展開焊接工作。其中明確規(guī)定了船舶管系制造的焊接材料標(biāo)準(zhǔn)以及質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)。本文在高效焊接工藝研究過程中，僅對焊接外觀展開淺顯研究。

結(jié)合國際中權(quán)威船級社相關(guān)工藝規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，其對焊縫外觀質(zhì)量的需求較高，要求在焊接低合金高強(qiáng)度關(guān)鍵過程中，要充分保證焊縫表面平整、密封性良好、接頭適當(dāng)，而想要滿足這一需求，需要通過自動焊管機(jī)實現(xiàn)，通常人工焊接工藝很難做到。具體來說：第一，采用人工焊接方式，其焊接質(zhì)量與技術(shù)人員的專業(yè)能力有直接關(guān)系。第二，結(jié)合以往船舶管系制造經(jīng)驗可以看出，采用人工方式很難滿足國際權(quán)威船級社標(biāo)準(zhǔn)需求，而利用自動焊管機(jī)，即可以適用于管徑較小的細(xì)管焊接工作中，又可以應(yīng)用到大管徑不銹鋼管焊接工作中[2]。尤其近年來，在科學(xué)技術(shù)不斷推動下，大管徑自位置焊管機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，通過該設(shè)備焊接的大管徑鋼管焊縫為魚鱗狀，不僅表面平整，而且熱影響區(qū)較小。結(jié)合其在船舶制造中的實際應(yīng)用情況來看，雖然制造條件相對于車間而言較差，但是應(yīng)用到船舶管系現(xiàn)場制造方面有明顯優(yōu)勢。

三、自動電弧焊在船舶管系制造中的應(yīng)用

（一）管件車間焊接

船舶管件大多在車間內(nèi)生產(chǎn)，生產(chǎn)完畢后需要分別送往船舶制造的分段和總段進(jìn)行組焊。在車間生產(chǎn)過程中，采用自動電焊弧，能夠充分發(fā)揮管件配件易裝配專用。具體來說，在焊接過程中，自動焊管機(jī)需要對鋼管進(jìn)行預(yù)熱，而后通過對接焊方式完成管件生產(chǎn)。并且對于手工焊位置，也可以去的良好焊接效果。

（二）現(xiàn)場焊接

船舶管件在現(xiàn)場焊接過程中，主要是將管件與船體的分段和總段進(jìn)行總組焊。結(jié)合以往焊接經(jīng)驗進(jìn)行分析，雖然船舶管件現(xiàn)場焊接的接頭大多為管對管形式，但是焊接位置不盡相同，因此焊接難度較大。而應(yīng)用自動電弧焊，可以充分滿足工藝需求。同時，相對于傳統(tǒng)焊接技術(shù)而言，自動焊管機(jī)可以減少人工勞動量。通常情況下，船舶管系制造中常見的焊縫類型有以下兩種：第一種為管與管對接、管與法蘭對接以及管與管多通對接。這種焊縫在船舶管系制造中應(yīng)用范圍最為廣泛，并且對與常用尺寸的管材、管彎頭等配件，在材料、規(guī)格等方面可以自動形成標(biāo)準(zhǔn)化。第二種為管與管直接、管與管斜接等等情況下產(chǎn)生的焊縫，這種焊縫在常用尺寸的管件中并不常見，主要原因是在船舶管系制造過程中，可以采用管與管三通的接頭方式取代此類焊接方式。如果在制造過程中必須采用管與管直接的焊接方式，則說明鋼管屬于非標(biāo)準(zhǔn)管或特種厚壁管。這也是業(yè)內(nèi)廣為流傳的“馬鞍形焊縫”。全位置自動焊管機(jī)作為船舶管系現(xiàn)場焊接的主要設(shè)備，能夠?qū)潭ü芙宇^進(jìn)行全位置、自動化焊接。具體來說，因固定管件自身無法旋轉(zhuǎn)，因此，在焊接過程中，全位置自動管焊機(jī)可以通過旋轉(zhuǎn)焊槍，圍繞固定管件接頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)焊接[3]。如此，可以使焊槍管的表面形成多種位置狀態(tài)，其中包括：立向下焊位、仰面焊焊位、平面焊位等。由此可見，在焊機(jī)過程中，焊槍會處于多個捍為在接管接頭位置形成環(huán)縫，所以這種電弧焊管設(shè)備又被成為全位置自動焊管機(jī)。這種設(shè)備是目前位置應(yīng)用單位較為廣泛的機(jī)電一體化弧焊設(shè)備。在焊接過程中，不僅能夠保證焊接縫均勻，同時還可以將焊接電流、冷卻水、以及填充焊絲等全部與焊頭對應(yīng)，從而滿足了多樣化弧焊工藝需求。另外，在焊接過程中，部分船舶管系制造需要焊頭橫向擺動。所以，從全位置自動管焊機(jī)外觀方面分析，有大量導(dǎo)線、氣管、水管等裝置，可以為接通水、氣、電奠定良好基礎(chǔ)。在實際施工過程中，只有合理布置導(dǎo)線、水管和氣管，才能夠完成相關(guān)工藝。

四、高效焊接在船舶管系制造中的發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國船舶制造技術(shù)也在不斷優(yōu)化和完善，并且造船能力已經(jīng)與世界先進(jìn)水平接軌。然而，結(jié)合船舶管系制造實際情況來看，其焊接技術(shù)與日本、美國等先進(jìn)國家相比仍然處于落后狀態(tài)。具體體現(xiàn)在自動化水平低、焊接材料和工藝技術(shù)更新?lián)Q代快等方面。在未來發(fā)展過程中，我國勞動力成本會不斷上升，可以在一定程度上促進(jìn)船舶焊接技術(shù)由傳統(tǒng)勞動密集型轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型，有利于為開發(fā)和研究新型自動化焊接工藝奠定基礎(chǔ)。

另外，隨著信息化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，船舶管系制造技術(shù)也呈現(xiàn)出了廣泛的發(fā)展空間，焊接工藝向機(jī)械化、自動化方向邁進(jìn)已經(jīng)成為船舶制造未來發(fā)展的必然趨勢。同時，為了滿足我國可持續(xù)發(fā)展需求，焊接工藝也會越來越重視節(jié)能需求[4]。

在未來發(fā)展過程中，專家和學(xué)者應(yīng)著重研究機(jī)械手、機(jī)器人等自動化焊接技術(shù)，同時要大膽創(chuàng)新，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)、智能化技術(shù)研發(fā)更加高端和先進(jìn)的焊接工藝。同時，船舶管系制造中應(yīng)用的焊接材料也會隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展不斷完善。如：氣體保護(hù)實心焊絲會在完善和優(yōu)化過程中向低飛濺、高性能方向發(fā)展、焊接材料也會逐漸向特中華和環(huán)?；厔葸~進(jìn)。

結(jié)束語：

綜上所述，隨著我國船舶制造行業(yè)的不斷發(fā)展，船舶制造技術(shù)水平隨之提高。焊接工藝作為我國船舶管系制造中的重要環(huán)節(jié)，也逐漸向自動化趨勢發(fā)展，本文結(jié)合全位置自動化管焊機(jī)應(yīng)用進(jìn)行分析，并對焊接技術(shù)未來發(fā)展做出展望，希望能夠為提高我國船舶管系制造水平奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王凱，朱加雷，焦向東，王紀(jì)兵，蔡源超.激光焊接技術(shù)在船舶制造中的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].電焊機(jī)，2017（2）12

[2] 洪森，彭茂清.高效焊接技術(shù)在船舶建造中的應(yīng)用及推廣[J].廣東造船，2018（12）：15-17，

[3] 張宏.高效焊接在船舶管系制造中的發(fā)展及應(yīng)用[J].科學(xué)與財富，2017（7）：28-28，29.

[4] 黃學(xué)藝.船舶制造中激光焊接技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].工業(yè)A，2016：260.