探讨高效焊接在船舶管系制造中的发展及应用

李俊楠韩耀鹏

江苏扬子江船业集团公司江苏泰州225300

摘要：船舶管系，即保证船舶甲板设备、动力装置、生活设施、压载系统等各项设备正常运转以及保证船舶安全航行的重中之重，还在于保证船舶使用寿命。焊接是船舶管系制造的重要组成，一艘特种船舶就会涉及几十种系统或上千种管件，因而突显出来了管系焊接的重要性。目前我国船舶制造管系焊接依旧以手工为主，无论是焊接效率还是质量都无法和经济发达的西方造船国家相比，对此本文则以高效焊接在船舶管系制造发展为切入点，在此基础上分析高效焊接在管系制造中的具体应用，望给予船舶制造工作人员提供参考。

关键词：船舶管系制造；高效焊接；发展；应用

船舶管系制作和安装的显著特点在于其多数量、多规格和多品种并要求在规定时间内完成繁琐工作。焊接工艺则是船舶管系制造不可缺少的组成，也是现代造船模式的关键性技术，但目前船舶管系制造采取的焊接方法依旧以手工为主，无疑影响焊接效率和焊接质量。因而需要船舶管系制造工作人员在应用高效焊接时应结合市场发展趋势和实际情况选择能发挥显著作用的焊接技术，进一步提高管系制造质量，推动船舶制造企业快速稳定发展。

1高效焊接在船舶管系制造中的发展

我国在50多年的发展历程中已逐渐成长为世界造船大国，当前造船焊接工艺已发展到30~40多种。其中高效焊接技术除了广泛应用于油船、散货船、集装箱船等主力船型之外，还在海洋浮式生产储油船、液化石油汽船、液化天然汽船、高附加值船舶、军用船、超大型油船等得到较为广泛的应用。高效焊接技术主要在于其生产线，一般分为机器人管子-法兰焊接生产线和平面分段流水线。其中前者生产线的主要功能为先测量提前放置在料架平台上的原料管子长度，再进行自动套料、定长切割、标签标识以及管子法兰装配，焊接机器人实时跟踪和自动识别焊缝并根据计算机专家数据库内容确焊接层数和焊接工艺参数，从而可以自动完成单层或多层焊接工作。再完成焊接工作后可根据船舶管系制造生产要求，进行归类下料，在此过程中需要适当收集加工中产生的废料管和余料管。该生产线可以代替传统手工焊接模式，较好地实现自动化和数字化作业，一定程度还能降低工厂空气中的有害粉尘，达到国家规定的节能减耗和环保要求。平面分段流水线最早从国外船舶制造企业引进到国内后再自主开发，该方式已成为我国中大型船舶制造企业不可缺少的生产线，其中还包括构件角解和平板拼接等焊接工位，具有较高的生产效率。

2高效焊接在船舶管系制造中的应用

2.1船舶管件现场焊接

所谓船舶管件现场焊接即在船体总段和分段现场焊接管件，一般船舶管件现场焊接的接头均为管与管对接形式，然而也不可避免会遇到不同样式的焊接位置，运用自动焊管机可以提高焊接效率和质量，还可减轻焊接工作人员工作负担。船舶管件焊接可总结出以下主要类型：①管与法兰对接；②管与管对接；③管与管多通对接。此类在船舶管件中应用最为频繁且常用尺寸范围内的管弯头、管法兰、管材以及管三通等配件在压力等级、型号尺寸和材料等多方面都逐渐实现系列化和标准化。对于管与管横斜接和管与管横直接等在船舶管件常用尺寸范围中并不常见，主要因为上述接头形式可运用管与管三通的接头方式将其取代，如果在制作过程中遇到管与管横直接形成必然属于管件与筒件接头、特种厚壁管接头形式，也是船舶管系制造业内常见的“马鞍形焊缝”接头形式。在船舶管道分段或总段现场安装中广泛应用的自动化电弧焊管设备就是全位置自动焊管机，可以对固定管接头进行全位置焊接，被焊接对接管接头属于固定形式，只是焊枪围绕管接头坡口中心线进行360°左右旋转，由此一来，焊枪相对于管系表面就会出现如仰面焊焊位、立向下焊位、平捍位、立焊位四种焊接位置形态。为了更好地满足不同弧焊不同工艺要求和提高焊接效率和质量，在焊接过程中有时还会要求焊头作横向位置摆动，因而从外观层面分析会有很多电缆线、水管、导线等通往焊管机，从而更好地实现气、电、水等三通。正是基于上述需求，要求船舶管系制造人员在应用高效焊接时，合理安排布置焊管机的电缆线、气管、水管、导线等，被焊管的管径越小则会相应减小焊管机体积，不可避免对焊管机的机电一体化系统精度有着更高的要求，更全面要求焊管机灵活性。

2.2船舶管件车间焊接

船舶管件即在车间开展焊接生产工作，之后将其焊接后的产品送往船体总段和分段进行组焊的材料、批量、类型、尺寸等管件半成品。其中管件半成品准备在车间生产条件下最大优点即为较易实施装配工作，可以充分发挥辅助焊装和自动焊管设备功能，对于部分使用手工焊接的场合也可达到较令船舶管系制作者较为满意的焊接质量。

3船舶高效焊接未来展望

我国在2010年阶段已逐渐成为世界一流造船大国，然而在船舶管系制造焊接技术方面则大幅度落后于韩国和日本等亚洲国家。经分析主要体现在焊接自动化和机械化水平较低，焊接新工艺生产和焊接新材料应用和推广周期漫长。未来几年国内劳动力成本会在经济水平快速提升的背景下逐渐上升，必然会促使船舶焊接工艺从传统劳动密集型转向技术密集型，国内船舶制造企业也会在此基础上不断应用和推进机器人焊接、机械手焊接等自动化焊接工艺，提高船舶管系制造加工质量。

4结语

总之，我国造船业在经济快速发展的背景下也面临着机遇与挑战，国际市场竞争也越来越激烈，因而造船焊接技术发展在新时代企业改革形势下也提出比以往更迫切和更高的要求。虽然高效焊接工作在近年来取得一定的显著效果，然而在实际操作中还是不可避免遇到较大的困难。所以船舶管系制造企业在应用高效焊接时，应根据实际情况选择工艺技术，从而有效提高焊接质量，降低船舶管系制造成本的同时缩短生产制造周期，进一步推动我国造船业焊接朝着自动化和机械化方向发展。

参考文献

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