激光焊接技術(shù)在船舶制造中的發(fā)展及應(yīng)用探究

吳凱

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，船運(yùn)作為我國(guó)重要的交通方式之一，具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和性能，包括：成本地、載量大等等，近年來隨著人們物質(zhì)生活的豐富，船舶運(yùn)輸在生活中也被廣泛關(guān)注和應(yīng)用，然而，船運(yùn)行駛在水路中，極其容易受到自然環(huán)境的影響發(fā)生安全事故，因此，在船舶制造過程中國(guó)要加強(qiáng)重視其質(zhì)量問題，激光焊接結(jié)束是較為常見的船舶制造技術(shù)，本文通過激光焊接技術(shù)在船舶制造中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并展望其未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：激光焊接技術(shù);船舶制造;發(fā)展;應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.010

船舶在制造過程中涉及范圍較為廣泛且內(nèi)容較為復(fù)雜，因此工程量較大，工期較長(zhǎng)，尤其是激光焊接技術(shù)在船舶制造施工過程中具有一定的難度，其施工時(shí)間大約占取船舶制造工期的30%時(shí)間，由此可見，激光焊接技術(shù)是船舶制造中決定其穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要內(nèi)容[1]，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)船舶制造業(yè)不斷擴(kuò)大規(guī)模，同時(shí)也為焊接技術(shù)帶來巨大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的焊機(jī)技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前船舶制造的需求，需要對(duì)其進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和改善，才能夠保證船舶制造具有穩(wěn)定性和可靠性，本文通過對(duì)激光焊接技術(shù)在船舶制造中的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并展望其未來發(fā)展的方向。

1 激光焊接技術(shù)在船舶制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 激光焊機(jī)技術(shù)在船舶制造中的主要應(yīng)用方向

在船舶制造過程中，可以通過激光焊接技術(shù)對(duì)海洋工程設(shè)備的閥門進(jìn)行焊接，通過焊接工作保證其密封性，在對(duì)海洋工程設(shè)備的閥門進(jìn)行焊接時(shí)，如果運(yùn)用普通焊接方式需要耗時(shí)12小時(shí)左右，而在真空狀態(tài)下采用二氧化碳激光焊接，秩序7分鐘就能完成焊接工作，另外，激光焊接技術(shù)還可以針對(duì)潛艇中的剛強(qiáng)度鋼、15毫米左右的油氣管線、12%鉻合金材料的大功率燃?xì)馊~輪等進(jìn)行焊接工作，除此之外，激光焊接技術(shù)還可以對(duì)傳播制造中的大型低速機(jī)活塞缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，通過激光焊接技術(shù)的修補(bǔ)能夠有效延長(zhǎng)大型低速機(jī)2-3被的壽命，同時(shí)，還能夠?qū)β菪龢张葸M(jìn)行焊接修復(fù)[2]，螺旋槳長(zhǎng)期與空氣和水接觸，端頭和側(cè)面等部位極其容易出現(xiàn)空泡現(xiàn)象，嚴(yán)重影響船舶運(yùn)行的效率，通過激光焊接技術(shù)的修補(bǔ)，能夠提高螺旋槳抗空泡的能力。

1.2 激光焊接技術(shù)在船舶制造中的應(yīng)有優(yōu)勢(shì)

船舶制造中主要運(yùn)用的材料是鋼板，鋼板具有良好的耐水性，但是焊接過程中容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，因此在船舶制造中，如果焊接方式運(yùn)用不當(dāng)會(huì)直接降低船舶的質(zhì)量和美觀，另外，也加大船舶制造完成后的維護(hù)檢修工作量，而將激光焊接技術(shù)運(yùn)用到船舶制造中，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)和功能，激光焊接技術(shù)靈活性較高，具有焊縫小、時(shí)間短的優(yōu)勢(shì)，并且能夠有效防止鋼板在焊接過程中發(fā)生變形等現(xiàn)象，使用激光焊接技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)多種船舶制造中得到了有效的驗(yàn)證，隨著我國(guó)運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)船舶運(yùn)輸運(yùn)用更加廣泛，對(duì)其載重量的要求==需求也隨之加大，為了能夠滿足人們的需求，船舶在制造過程中使用超薄鋼板，如果用傳統(tǒng)焊接技術(shù)不僅會(huì)消耗大量時(shí)間，還會(huì)對(duì)鋼板造成破壞，而使用激光焊接技術(shù)能夠有效避免這些問題，從而為船舶制造提高效率。

2 激光焊接技術(shù)在船舶制造中的未來趨勢(shì)

相對(duì)于船舶制造較為發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，我國(guó)應(yīng)用激光焊接技術(shù)相對(duì)較晚，在船舶制造過程中還存在一些問題，例如：成本高、能量轉(zhuǎn)換效率低、制造實(shí)踐長(zhǎng)等等，這些問題嚴(yán)重阻礙了我國(guó)船舶制造業(yè)的發(fā)展，因此需要通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化：

2.1 焊接設(shè)備集成化

激光焊接技術(shù)在船舶制造中所用的光斑直徑大概為0.2-0.6毫米，對(duì)中有較高的要求，在船舶制造中，焊件坡口加工和裝配的精度要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，其他焊接技術(shù)很難達(dá)到這種要求，雖然激光焊接技術(shù)能夠有效提高標(biāo)準(zhǔn)性，但在未來發(fā)展過程中[3]，想要充分滿足船舶制造的標(biāo)準(zhǔn)，激光焊接技術(shù)需要將焊接設(shè)備、加工裝備、專用工作進(jìn)行集成化，從而進(jìn)一步提高精確度。

2.2 焊縫形狀的預(yù)測(cè)和控制

焊縫形狀的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，有利于提高焊接接頭的質(zhì)量，同時(shí)降低焊接的成本投入，能夠有效避免船舶制造中出現(xiàn)焊接缺陷，激光焊接技術(shù)操作過程較為復(fù)雜，其操作工藝很難實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)焊縫形狀的目標(biāo)，需要在不斷發(fā)展中尋找合適模型實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我國(guó)哈爾濱焊接研究所通過科學(xué)的分析和研究建立了BP網(wǎng)絡(luò)迷行[4]，能夠有效實(shí)現(xiàn)A3鋼和YGA激光焊接技術(shù)對(duì)焊縫形狀的預(yù)測(cè)，并通過分析得出結(jié)論：在焊接過程中誤差絕對(duì)值的平均值在8%以下。

2.3 激光焊接技術(shù)在船舶制造過程的監(jiān)測(cè)和控制

焊縫的質(zhì)量能夠直接對(duì)焊接接頭產(chǎn)生影響，當(dāng)前，激光焊接技術(shù)運(yùn)用到船舶制造中，可以通過機(jī)械視覺檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)焊縫表面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能夠?qū)ζ淙芡笭顟B(tài)進(jìn)行有效控制，激光焊接技術(shù)在船舶制造中進(jìn)行深熔焊操作時(shí)，不可避免的會(huì)形成小孔和光致等離子的產(chǎn)生，其動(dòng)態(tài)行為與焊接過程有著密切關(guān)系，能夠直接影響船舶制造的質(zhì)量[5]，也是激光焊接質(zhì)量監(jiān)測(cè)的有效證據(jù)，通過等離子體點(diǎn)和信號(hào)的傳感器，能夠有效監(jiān)測(cè)船舶制造中的缺陷。

3 結(jié)語

綜上所述，激光焊接技術(shù)在船舶制造中相對(duì)于其他焊接技術(shù)更具有優(yōu)勢(shì)性，能夠有效降低船舶制造的成本支出，同時(shí)保證船舶制造具有穩(wěn)定性，從而為船舶制造業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益，但是，由于我國(guó)激光焊接技術(shù)興起較晚，在船舶制造中還存在一些潛在隱患問題，需要在不斷發(fā)展中創(chuàng)新和調(diào)整，通過新型的監(jiān)控設(shè)備對(duì)激光焊接過程進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，從而提高焊接質(zhì)量，使我國(guó)激光焊接技術(shù)與世界接軌。

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