高效焊接在船舶管系制造中的發展及應用

丁圣

摘要：焊接技術是船舶管系制造中的關鍵工藝，其焊接效果能夠直接影響船舶管系制造水平。近年來，隨著科學技術不斷發展，焊接技術也得到了進一步完善和優化，在一定程度上帶動了造船技術的發展，同時也對技術人員專業能力提出更高需求，為了提高船舶管系制造水平，需要技術人員全面掌握高效焊接的工藝流程及具體應用。因此，本文針對船舶管系制造的分類進行分析，并對其焊管質量需求詳細闡述，同時深入研究高效焊接在船舶管系制造中的發展及應用，希望能夠為專業人士提供參考借鑒，為提高船舶管系制造水平奠定良好基礎。

關鍵詞：高效焊接;船舶管系制造;發展;應用

引言：

船舶管系制造是船舶結構中的重要組成部分，可以直接影響船舶整體質量和功能，關系到傳播的運行安全和效率。而焊接工作作為船舶管系制造中的關鍵環節，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節較多，其中包括：管路安裝、表面處理等。每個環節都有其技術規范和工藝需求。同時，船舶管系制造工序間存在環環相扣、層層遞進的特點，其中任何一個環節出現問題，都會降低船舶管系制造質量[1]。由此可見，本文針對高效焊接在船舶管系制造中的發展及應用進行分析，對促進船舶制造行業穩定發展具有一定現實意義。

一、船舶管系制造具體分類

按照船舶管系的傳送介質進行分類，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行分類，可以分為：化學介質管系、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度，由此可見，船舶管系制造與具體段位之間存在密切聯系。

二、船舶管系制造對焊接工藝的具體需求

現階段，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準。大部分國家均按照國際上現行的權威船級社規范展開焊接工作。其中明確規定了船舶管系制造的焊接材料標準以及質量驗收標準。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。

結合國際中權威船級社相關工藝規范和標準進行分析，其對焊縫外觀質量的需求較高，要求在焊接低合金高強度關鍵過程中，要充分保證焊縫表面平整、密封性良好、接頭適當，而想要滿足這一需求，需要通過自動焊管機實現，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，其焊接質量與技術人員的專業能力有直接關系。第二，結合以往船舶管系制造經驗可以看出，采用人工方式很難滿足國際權威船級社標準需求，而利用自動焊管機，即可以適用于管徑較小的細管焊接工作中，又可以應用到大管徑不銹鋼管焊接工作中[2]。尤其近年來，在科學技術不斷推動下，大管徑自位置焊管機應運而生，通過該設備焊接的大管徑鋼管焊縫為魚鱗狀，不僅表面平整，而且熱影響區較小。結合其在船舶制造中的實際應用情況來看，雖然制造條件相對于車間而言較差，但是應用到船舶管系現場制造方面有明顯優勢。

三、自動電弧焊在船舶管系制造中的應用

（一）管件車間焊接

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

（二）現場焊接

船舶管件在現場焊接過程中，主要是將管件與船體的分段和總段進行總組焊。結合以往焊接經驗進行分析，雖然船舶管件現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。而應用自動電弧焊，可以充分滿足工藝需求。同時，相對于傳統焊接技術而言，自動焊管機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、規格等方面可以自動形成標準化。第二種為管與管直接、管與管斜接等等情況下產生的焊縫，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準管或特種厚壁管。這也是業內廣為流傳的“馬鞍形焊縫”。全位置自動焊管機作為船舶管系現場焊接的主要設備，能夠對固定管接頭進行全位置、自動化焊接。具體來說，因固定管件自身無法旋轉，因此，在焊接過程中，全位置自動管焊機可以通過旋轉焊槍，圍繞固定管件接頭進行旋轉焊接[3]。如此，可以使焊槍管的表面形成多種位置狀態，其中包括：立向下焊位、仰面焊焊位、平面焊位等。由此可見，在焊機過程中，焊槍會處于多個捍為在接管接頭位置形成環縫，所以這種電弧焊管設備又被成為全位置自動焊管機。這種設備是目前位置應用單位較為廣泛的機電一體化弧焊設備。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，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外觀方面分析，有大量導線、氣管、水管等裝置，可以為接通水、氣、電奠定良好基礎。在實際施工過程中，只有合理布置導線、水管和氣管，才能夠完成相關工藝。

四、高效焊接在船舶管系制造中的發展趨勢

隨著科學技術不斷發展，我國船舶制造技術也在不斷優化和完善，并且造船能力已經與世界先進水平接軌。然而，結合船舶管系制造實際情況來看，其焊接技術與日本、美國等先進國家相比仍然處于落后狀態。具體體現在自動化水平低、焊接材料和工藝技術更新換代快等方面。在未來發展過程中，我國勞動力成本會不斷上升，可以在一定程度上促進船舶焊接技術由傳統勞動密集型轉變為技術密集型，有利于為開發和研究新型自動化焊接工藝奠定基礎。

另外，隨著信息化技術的廣泛應用，船舶管系制造技術也呈現出了廣泛的發展空間，焊接工藝向機械化、自動化方向邁進已經成為船舶制造未來發展的必然趨勢。同時，為了滿足我國可持續發展需求，焊接工藝也會越來越重視節能需求[4]。

在未來發展過程中，專家和學者應著重研究機械手、機器人等自動化焊接技術，同時要大膽創新，結合數字化技術、智能化技術研發更加高端和先進的焊接工藝。同時，船舶管系制造中應用的焊接材料也會隨科學技術發展不斷完善。如：氣體保護實心焊絲會在完善和優化過程中向低飛濺、高性能方向發展、焊接材料也會逐漸向特中華和環保化趨勢邁進。

結束語：

綜上所述，隨著我國船舶制造行業的不斷發展，船舶制造技術水平隨之提高。焊接工藝作為我國船舶管系制造中的重要環節，也逐漸向自動化趨勢發展，本文結合全位置自動化管焊機應用進行分析，并對焊接技術未來發展做出展望，希望能夠為提高我國船舶管系制造水平奠定良好基礎。

參考文獻：

[1] 王凱，朱加雷，焦向東，王紀兵，蔡源超.激光焊接技術在船舶制造中的發展及應用現狀[J].電焊機，2017（2）12

[2] 洪森，彭茂清.高效焊接技術在船舶建造中的應用及推廣[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展及應用[J].科學與財富，2017（7）：28-28，29.

[4] 黃學藝.船舶制造中激光焊接技術的應用與發展[J].工業A，2016：260.