淺析焊接自動化設備在大型船舶中的應用

王愛軍　侯志鵬

摘 要：焊接自動化設備在船舶焊接中具有質量優良、智能化、專業化和標準化等特點。闡述了各種自動化焊接技術，包括自動編程焊接技術、焊縫監控技術、多個設備的結合焊接技術、機器人仿真技術等，為船舶制造行業提供參考和借鑒。

關鍵詞：焊接自動化；船舶制造；制造技術；智能化

中圖分類號：U671.83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0028-02

船舶制造業對各項海洋事業均有極為重要的意義。與國外的船舶制造業相比，由于受技術水平、發展歷程、人員綜合實力等因素的影響，我國大型船舶制造業的主要生產指標比較落后，比如生產效率、船舶噸位、產業的產值等。國外的船廠在焊接自動化生產工藝方面的應用較為廣泛，該技術涵蓋了整條生產線、焊接設備的群控等，同時，該技術還可以實現焊接過程中的自動適應、智能化，自動確定焊接材料的厚度，進行預置焊接等內容。而我國現代的大型船舶自動化焊接技術還處于初級階段，技術水平有限。調查報告顯示，截至2012年，我國自行研發了數量不等的焊接生產線和焊接設備，同時也從國外引進了部分設備。但是，國內大型船舶的焊接技術水平尚未達到理想狀態，其主要問題在于自動化的程度不足，且效率低下，需要對其進行深入的研究和探討。

1 船舶焊接自動化的特點

焊接工藝的水平直接關系到船舶制造的質量。在船體的制造過程中，焊接屬于一項較大的工程，約占整個船舶制造工程量的33%. 隨著社會的發展，人們對船舶的質量要求也越來越高，傳統的焊接技術已經不能滿足現代大型船舶的制造要求。隨著科技的發展，焊接自動化以其各種優勢，逐步成為了現代船舶制造業發展的方向，其特點表現在以下幾個方面。

1.1 質量良好

自動化焊接的主要特點是質量良好，并具有較高的可靠性，還促進了焊接技術的精密化。現代船廠使用的焊機機器人、精密焊接等各種自動焊接設備、技術均具有較好的質量和精密度，維持的移動可以精確到0.1.

1.2 智能化

在大型船舶焊接時，需要了解船舶各個部件的具體情況，包括裝配間隙誤差、幾何形狀的偏差、焊接時的熱變形等。自動化焊接技術使用了自適應的控制系統，并運用了先進的傳感技術，能夠在實際制造中實現智能化焊接，并不斷進行調整，使參數更加優化。

1.3 專業化、標準化

針對大型船舶制造中的各個部件，包括板材、管材和圓筒，均已具備了相應的焊接設備。該類設備的專業性較強，可有針對性地進行焊接，使生產效率更高、船舶質量更好。對于大型船舶的其他構件，正在進行對這些專業焊接設備的應用研究。

2 焊接自動化設備在大型船舶中的應用

2.1 自動編程焊接技術

自動編程焊接技術的研究重點主要是通過結合船舶焊接部位的信息數據，自動形成焊接程序，從而順利地完成焊接工作。該程序的內容十分豐富，包括焊接任務、焊接軌跡、工作路徑、各項參數等。現代的自動編程技術能夠收集船舶各個工件的信息，并通過編程人員的編寫，逐步形成半自動的程序，從而提升工作效率。

2.2 焊縫監控技術

焊接過程中往往會產生煙塵污染、光污染，還會出現加工誤差、焊接精準度不足等問題，這些因素均會影響焊接中的焊縫情況。現代焊接自動化設備中的焊接機器人能夠運用傳感器技術，全面掌握電弧和光學參數，及時調節焊炬和焊縫的距離，使之達到最佳效果；能夠根據焊接對象的空間參數和焊接參數的波動進行適當調節，動態監控焊接偏差，出現問題時能及時糾正，并保持良好的焊接狀態，保障焊接工作的效率，優化焊接的質量。

2.3 多個設備的結合焊接技術

制造大型船舶是一項規模較大的工程，其焊接過程十分復雜，需要許多設備共同運作、相互結合才能完成。對此課題的研究主要是為了使不同設備在完成焊接任務的過程中，能夠和其他設備聯合、協同工作，且還能保持自身的獨立性。多智能系統是該類技術的集中體現，其被廣泛應用于大型船舶的制造中。

2.4 機器人仿真技術

仿真技術一直屬于極其復雜的技術，使用該技術需要對焊接軌跡進行多方面的研究，包括動力學、運動學、自由度等，其中涉及到十分復雜的計算問題。目前，研究人員已經結合各種理論知識對其進行了深入的分析和研究，包括機器學理論、模擬仿真技術、動畫顯示等，其發展前景良好，市場廣闊。

3 結束語

市場經濟的發展為船舶制造業帶來了發展機遇，也對其提出了更高的要求。船舶制造過程中需要頻繁使用焊接技術，隨著時代的發展，對于焊接技術的先進性、精密性也有了更高的要求。焊接的自動化、智能化是現代船舶行業發展的主要趨勢，而在該方面我國船廠與國外船廠有著較大的差距，我國船廠需要更大的投入，更深入的研究和開發，才能創造更好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]胥鍇，張書權.船舶焊接技術的發展現狀[J].現代焊接，2010（06）：4-6.

[2]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，2010（03）：5-11.

[3]張永達，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，2009（05）：32-35.

[4]許小平.高效焊接在船舶管系制造中的發展及應用[J].焊接技術，2011（04）：5-8.

[5]李德全，付濤，袁擇，等.國內焊接技術應用現狀與發展趨勢[J].現代焊接，2008（01）：63-67.