船舶高效焊接工艺及装备

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船舶结构焊接技术与工艺

船舶结构焊接技术与工艺
用于船舶管系的制造和安 装,包括管道、阀门、管 附件等。
船舶机械焊接
用于船舶机械设备制造和 维修,如发动机、齿轮箱、 泵等。
焊接工艺的优缺点分析
手工电弧焊优点
气体保护焊优点
设备简单、操作灵活、适应性强,可用于 各种位置的焊接。缺点:焊接效率较低, 质量受操作人员技能影响较大。
焊接效率高、质量稳定、熔深大、焊接变 形小。缺点:设备成本较高,操作技术要 求较高。
为了减少焊接过程中产生的污染,应采取有效的控制措施,如使用低烟尘焊接材料、安装烟尘净化装 置、降低噪音等,以保护环境并符合环保标准。
焊接废弃物的处理与再利用
焊接废弃物处理
在船舶结构焊接过程中产生的废弃物, 应根据其性质和数量进行分类处理,如 对焊条、焊丝等金属废弃物进行回收再 利用,对有害废弃物进行无害化处理。
焊接材料的质量控制
焊接材料的质量检验
对焊接材料的外观、尺寸、化学成分、 机械性能等进行检验,确保焊接材料 的质量符合标准要求。
焊接材料的管理
建立焊接材料的管理制度,对焊接材 料的采购、储存、保管、发放等环节 进行严格控制,确保焊接材料的质量 稳定可靠。
04
船舶结构焊接设备与工 具
焊接设备的种类与选择
焊接安全防护措施
为确保焊接过程中的安全,应采取一系列安全防护措施,如设置焊接防护屏、使用防溅剂、定期检查焊接设备等, 以降低焊接过程中可能产生的危险。
焊接环保要求与污染控制
焊接环保要求
在船舶结构焊接过程中,应遵循环保要求,控制有害气体的排放和噪音污染,确保焊接作业符合国家 和地方环保法规。
焊接污染控制
焊接设备的性能要求
稳定性
高效性
可操作性
安全性
焊接设备应具备稳定的 输出性能,以保证焊接 过程的稳定性和一致性。

高效自动焊接技术在船舶企业的应用现状及问题分析

高效自动焊接技术在船舶企业的应用现状及问题分析

高效自动焊接技术在船舶企业的应用现状及问题分析引言随着现代船舶建造工艺的发展,船舶企业对高效自动焊接技术的需求日益增长。

自动焊接技术能够提高焊接质量和生产效率,降低劳动成本,并且能够确保焊缝的一致性和可靠性。

然而,在实际应用过程中,船舶企业面临着一些问题和挑战。

本文将对高效自动焊接技术在船舶企业的应用现状进行分析,并针对存在的问题进行深入探讨。

高效自动焊接技术在船舶企业的应用现状技术介绍高效自动焊接技术是指利用特殊设备和机器人完成焊接任务,以取代传统手工焊接。

它采用先进的焊接设备和自动化控制系统,能够实现高速、高效、高质的焊接过程。

常见的高效自动焊接技术包括气体保护焊、电弧焊、激光焊等。

应用现状在船舶企业中,高效自动焊接技术已经得到了广泛应用。

它主要应用于船体结构、管道系统、船舶设备等焊接任务中。

通过自动化的焊接过程,船舶企业能够大幅提高焊接效率,减少焊接时间和成本,并且在焊接质量上有较大提升。

自动焊接设备还能够操作在狭小和高温环境下,降低了人工操作的危险系数。

在现代船舶建造中,高效自动焊接技术已经成为船厂的标配。

高效自动焊接技术在船舶企业中存在的问题尽管高效自动焊接技术在船舶企业中得到了广泛应用,但仍然面临着一些问题和挑战。

技术局限性目前的高效自动焊接技术仍然存在一定的局限性。

例如,对于一些复杂的焊接结构和曲面,自动化设备可能无法做到完全精确的焊接。

此外,由于焊接过程中可能存在的露点、氧化和污染,焊缝质量可能无法达到完美的状态。

因此,船舶企业在使用自动焊接设备时,仍然需要人工的质检和调整。

专业人员需求高效自动焊接技术的应用需要专业的操作人员和维护人员进行操作和维护。

然而,目前市场上专业的自动焊接技术人才相对不足,船舶企业在招聘和培养专业人员方面面临一定的困难。

此外,自动焊接设备的维护和维修也需要高水平的专业知识和技能。

成本考虑尽管高效自动焊接技术在提高生产效率和焊接质量方面有很大的优势,但相应的设备投资和维护成本也相对较高。

典型船体结构的焊接工艺处理

典型船体结构的焊接工艺处理

典型船体结构的焊接工艺处理船体结构的焊接工艺处理是船舶创造中非常重要的一环。

合理的焊接工艺处理可以确保船体结构的稳定性和强度,从而保证船舶在航行中的安全性和可靠性。

本文将详细介绍典型船体结构的焊接工艺处理,包括焊接前的准备工作、焊接材料的选择、焊接方法的确定以及焊接后的处理等方面。

一、焊接前的准备工作在进行船体结构的焊接工艺处理之前,需要进行一系列的准备工作,以确保焊接的质量和效果。

首先,需要对焊接区域进行彻底的清洁和除锈处理,以去除表面的氧化物和污垢,保证焊接接头的质量。

其次,需要对焊接区域进行合理的预热处理,以减少焊接应力和热变形,提高焊接接头的强度和韧性。

最后,需要对焊接接头进行合理的定位和固定,以确保焊接位置的准确性和稳定性。

二、焊接材料的选择在船体结构的焊接工艺处理中,选择合适的焊接材料对焊接接头的质量和性能具有重要影响。

普通情况下,船体结构的焊接材料常用的有碳钢、不锈钢和铝合金等。

根据实际情况和要求,可以选择不同牌号和规格的焊接材料,以满足焊接接头的强度、耐腐蚀性和可焊性等要求。

三、焊接方法的确定船体结构的焊接工艺处理中,选择合适的焊接方法对焊接接头的质量和效果具有重要影响。

常用的焊接方法包括手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊和激光焊等。

根据焊接接头的形状、材料和要求,可以选择不同的焊接方法,以确保焊接接头的质量和性能。

四、焊接后的处理焊接完成后,还需要对焊接接头进行一系列的处理工作,以确保焊接接头的质量和可靠性。

首先,需要对焊接接头进行非破坏性检测,如超声波检测和射线检测等,以发现潜在的焊接缺陷和问题。

其次,需要对焊接接头进行热处理,以消除焊接应力和提高焊接接头的强度和韧性。

最后,需要对焊接接头进行表面处理,如打磨、喷漆和防腐处理等,以提高焊接接头的耐腐蚀性和外观质量。

综上所述,船体结构的焊接工艺处理是船舶创造中不可或者缺的一环。

通过合理的焊接工艺处理,可以确保船体结构的稳定性和强度,从而保证船舶在航行中的安全性和可靠性。

船舶制造工艺与装备技术的焊接与拼接技术

船舶制造工艺与装备技术的焊接与拼接技术

船舶制造工艺与装备技术的焊接与拼接技术船舶制造是高科技制造业的典范之一。

在船舶制造工艺中,焊接和拼接技术是必不可少的重要环节。

因为焊接和拼接不仅影响船舶的外观美观和航行性能,还关系到船舶的使用寿命和耐久性。

在这篇文章中,我们将探讨船舶制造中焊接和拼接技术的应用和发展趋势。

一、焊接技术的应用船舶制造中最常见的焊接技术是电弧焊、气焊和激光焊。

其中,电弧焊是最常用的一种焊接方法。

电弧焊分为手工电弧焊、埋弧焊和自动焊。

手工电弧焊是最原始的焊接方法,需要工人手持电极进行焊接。

由于手工操作难以保证焊接质量的一致性和稳定性,因此它的应用已经逐渐被埋弧焊和自动焊所替代。

在埋弧焊中,电极被埋在粉末中,以保持连续的电弧。

该方法在船舶制造中广泛应用,因为它可以提高焊接速度和一致性,并减少焊缝内部异物的产生。

自动焊在自动化程度上比埋弧焊更高。

在自动焊中,焊接设备可在计算机控制下自动执行焊接操作。

气焊技术在过去使用较为普遍,但现在已经很少使用了。

气焊是以火焰为能量,将气化的焊接材料喷向要焊接的零件,使它们熔化后凝固成为一体。

相较于其他焊接方法,气焊需要的设备简单,但因为焊接过程中产生的高温和焊渣可能会对工人和环境带来威胁,因此它已被其他焊接方法所替代。

激光焊是新型的焊接技术。

激光焊可以实现高速焊接和高质量连接,具有更精细的焊接控制和更小的受热退火区域。

激光焊是高价值的,因为它需要昂贵的设备,并需要技术熟练的操作人员。

尽管如此,对于增加船舶重量和降低船舶燃料消耗的要求日益严格,采用激光焊需要花费的成本也在逐步降低。

二、拼接技术的应用船舶制造中所涉及到的拼接技术主要包括锻焊、滚焊和高频感应焊。

锻焊是利用金属的可塑性和塑性变形的能力,以达到高质量的焊接连接。

在锻造-热焊接过程中,孔的闭合和毛边移除可以在较高的温度下完成,因此避免了热裂纹和气孔的产生。

锻焊是机器化操作,因此可以提高生产效率和生产质量。

滚焊技术可以有效地降低工艺温度、消除热裂纹、减少残余应力和氧化。

(完整版)建造船舶船体焊接工艺

(完整版)建造船舶船体焊接工艺

建造船舶船体焊接工艺一、总则:1、要求施工者严格按照《焊接规格表》进行施工;2、船体艏艉外板的对接缝(非自动焊拼板部分)应先焊横向焊缝,后焊纵向焊缝;3、在建造过程中,先焊对接焊缝,后焊角焊缝;4、整体建造部分和箱体分段等应从结构的中央向左右和前后逐格对称的进行焊接,由双数焊工对称施焊;5、凡超过1m以上的收缩变形量大的长焊缝,应采用分段退焊法或分中分段退焊进行焊接缝;6、在焊接过程中,先焊收缩变形量大的焊缝,再焊变形量小的焊缝;7、边箱分段、内底分段、甲板分段、艏艉分段分层建造,在合拢口两边应留出200~300mm的外板缝暂不接焊,以利合拢时装配对接,且肋骨、舱壁及平台板等结构靠近合拢口一边的角焊缝也暂不焊接,等合拢缝焊完后再焊;8、靠舷侧的内底边板与纵骨、底外板与纵骨至少要留一条纵骨暂不焊接,避免自由边波浪变形太大,不利于边箱合拢;9、二层底分段艏艉分段大合拢,边箱分段合拢的对接缝要用低氢型(碱性)焊条或用相同级别的711、712的CO2焊丝对称焊接,一次性连续焊完;10、构件、分段、分片等部件各自完工后要自检、互检、报检,把缺陷修补完毕,把合格品送下一道工序组装,没有拿到合格单的部件不能放到下一道工序组装。

二、焊接材料使用范围的规定(一)焊接下列船体结构和部件应采用低氢型焊条(碱性焊条)或相同级别的711、712系列的CO2焊丝。

1、船体环型对接焊缝,中桁材对接缝,合拢口处骨材对接焊缝;2、主机座及其相连接的构件;3、艏柱、艉柱、艉轴管、美人架等;4、桅杆座及腹板、带缆桩、导缆孔、锚机座、链闸及其座板等;5、艉拖沙与外板结构等;6、上下舵杆与法兰,舵杆套管与船体结构之间的连接。

(二)普通钢结构的焊接用酸性E4303焊条焊接或JM-56系列CO2焊丝焊接;(三)埋弧自动拼板,板厚≥8mm,用Ф4.0mm焊丝焊接,板厚5~8mm,用Ф3.2mm焊丝焊接;三、间断焊角接焊缝,局部加强焊的规定1)组合桁材、强横梁、强肋骨的腹板与面板的角焊接缝在肘板区域内应为双面连续焊;2)桁材、肋板、强横梁、强肋骨的端部加强焊长度应不小于腹板的高度,但间断的旁桁材端部可适当减小但要≥300mm;3)纵骨切断处端部的加强焊长度应不小于1个肋距;4)骨材端部削斜时,其加强焊长度不小于削斜长度,在肘板范围内应双面连续焊;5)用肘板连接的肋骨、横梁、扶强材的端部的加强焊,在肘板范围内应双面连续焊;6)各种构件的切口、切角、开孔(如流水孔、透气孔、通焊孔等)的两端应按下述长度进行包角焊;①当板厚>12mm时,包角焊长度≥75mm;②当板厚≤12mm时,包角焊长度≥50mm;7)各种构件对接接头的两侧应有一段对称的角焊缝其长度不小于75mm;四、其他的规定:1)锚机座、链闸、系缆桩底座、桅杆底座等受力部位的甲板与横梁、纵骨等是间断焊缝的应改为双面连续角缝。

高效焊接技术在船舶建造中的应用及推广分析

高效焊接技术在船舶建造中的应用及推广分析

高效焊接技术在船舶建造中的应用及推广分析随着船舶行业的不断发展,船舶建造领域对于焊接技术的要求也日益提高。

高效焊接技术作为焊接领域的一种新技术,其在船舶建造中的应用及推广具有重要意义。

本文将从高效焊接技术在船舶建造中的应用情况、优势及存在的问题以及推广应用的对策进行分析。

高效焊接技术是一种利用先进的焊接设备和工艺,实现焊接效率的提高、成本的降低以及焊接质量的保证的一种焊接方式。

在船舶建造中,高效焊接技术已经得到了广泛的应用。

一方面,利用高效焊接技术可以实现焊接工艺的自动化或半自动化,大大提高了焊接效率,缩短了船舶建造周期。

采用高效焊接技术可以减少焊接变形,提高焊接质量,有效保障了船舶的使用寿命。

在船舶建造中,高效焊接技术主要应用于船体结构、船舶设备以及船用管道等方面。

对于船体结构而言,高效焊接技术可以实现船体结构的大板段焊接,加快了焊接速度,提高了生产效率。

对于船舶设备而言,高效焊接技术可以实现设备的自动化安装和焊接,节省了人力成本,提高了建造速度。

对于船用管道而言,高效焊接技术可以提高焊接速度,节约了管材和人力成本,大大减少了焊接变形。

二、高效焊接技术在船舶建造中的优势及存在的问题高效焊接技术在船舶建造中也存在一些问题。

高效焊接技术的设备和工艺需要一定的投入成本,对于一些小型船厂而言存在一定的经济压力。

高效焊接技术需要专业技术人员进行操作和维护,对于一些技术水平较低的船厂而言存在一定的技术门槛。

高效焊接技术在一些特殊场景下存在一定的适用性问题,需要进行针对性的优化和改进。

针对高效焊接技术在船舶建造中的应用及存在的问题,可以采取一些对策来推广其应用。

可以加强高效焊接技术的研发和改进,降低其设备和工艺的成本,提高其适用性和普适性。

可以加强高效焊接技术的推广和培训,培养更多的高效焊接技术人才,提高整个行业的应用水平。

可以加强高效焊接技术与船舶建造企业的合作,共同研发定制化的高效焊接技术解决方案,满足不同船厂的需求。

简析船舶制造业高效焊接技术的应用

简析船舶制造业高效焊接技术的应用

简析船舶制造业高效焊接技术的应用摘要:随着世界经济全球化的浪潮席卷全球,世界各区域和国家之间的海上运输越来越频繁和频繁,这就给造船技术提出了更高的要求。

对于现代造船业而言焊接技术对船舶整体强度具有至关很重要的影响作用。

同时船舶制造的大多数工期和经费都是消耗在船舶的焊接工作环节上面的。

因此,提高船舶制造业的焊接工作,不仅有利于提高造船业的整体工作质量同时也可以大大的缩短造船周期降低费用。

本文,基于目前我国造船业的焊接技术现状进行了分析,对现阶段采用的焊接技术进行了一一介绍,并对造船业的高效焊接技术的发展需求和未来发展方向进行了讨论。

关键词:船舶制造高效焊接技术应用引言:焊接工作对于造船业而言,是一个十分很重要的核心环节。

焊接技术的好坏将直接影响着船体结构的好坏和造船的进度。

调查研究表明,一艘船的制造工作,焊接工作在整体工作环节当中占据了大多数的时间,越为30%~40%,同时也占据了整体生产成本的30%~50%甚至更多。

因此,对于造船业来说提高焊接工作效率,升级现有焊接技术具有十分重要的显示意义。

促进整个造船业的高效和高质量的发展。

1.现阶段常用的高效焊接技术现代造船业当中最为常用的技术便是焊接技术,其对船舶制造具有十分重要的意义。

我国造船业随着数十年的高速发展,无论在规模还是质量上都处于世界先进水平。

目前,在我国的船舶制造业当中采用最为广泛的焊接技术主要有以下几种:焊条电弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊、不锈钢焊、活性气体保护焊等。

1.1二氧化碳气体保护焊这种焊接结束主要是通过采用二氧化碳气体来实现对船体进行保护的目的,这种焊接技术最为常用的焊丝有两种,分别为实心焊丝与药芯焊丝。

在现有的造船业当中,由于实心焊丝的品种很少,因此二氧化碳气体保护焊采用药芯焊丝较多。

通过大量的实践表明,二氧化碳气体保护焊的实心焊丝在结构强度和性能方面存在着一些不足和缺陷,同时在焊接时飞溅情况也比较明显需要进一步改进。

另外实心焊丝还存在着容易生锈,摩擦较大的问题。

船台(坞)大合拢高效焊接工艺

船台(坞)大合拢高效焊接工艺

船台(坞)大合拢高效焊接工艺摘要:造船焊接技术是现代船舶建造工程的关键技术,随着造船技术的飞速发展,高效焊接技术在我国船舶建造过程中得到了广泛的推广应用,从而提高了船台(坞)大合拢缝焊接生产效率。

高效焊接技术是保证船舶建造质量,缩短造船周期的重要措施之一。

关键词:船舶大合拢焊接工艺1 焊前准备(1)对合拢缝的自由端应安装引熄弧板,规格为100×100mm,板厚与焊件相同。

(2)定位马需安装在粘贴衬垫的一面,间距为250~300mm,严禁用锤子敲除。

(3)CO2单面焊时,陶瓷衬垫随用随贴,以防受潮。

(4)焊工必须对坡口及坡口两侧宽20mm范围内清除氧化物、水、油污等。

(5)坡口尺寸、间隙及装配精度应符合图纸工艺标准,坡口的开设必须采用自动/半自动切割。

(6)当焊缝清理后,未能及时焊接的并因气候或其它原因影响而积水、受潮、生锈时,在焊前应重新清理。

(7)所有合拢板缝清理后需报验合格,方可进行焊接。

2 人员(1)凡是参与焊接工作的焊工,必须经培训考试合格后持证上岗(备查),并从事与其考试资质等级相对应范围的焊缝焊接。

(2)从事定位焊的焊工,须经过培训和考试合格。

上岗前,须带好必要的工具。

(3)操作前,须检查焊机、电流表、电压表、气管、CO2气体流量计是否准确完好,否则严禁施工。

3 工艺要求3.1 引熄弧板、定位马的安装(舷顶列板除外)(1)对合拢缝的自由端应安装引熄弧板,规格为100×100mm,板厚与焊件相同。

(2)定位马需安装在粘贴衬垫的一面,间距为250~300mm,严禁用锤子敲除。

3.2 衬垫的安装(1)衬垫的安装须与钢板粘合紧密,衬垫接头处应相互推紧无间隙。

(2)垂直气电焊衬垫安装后,在定位马处应用木楔敲紧,防止因焊接受热松动。

3.3 焊接规范不同的板厚、坡口间隙,由于其焊道数不同,则焊接参数的选择也有不同。

但第一层打底焊焊接电流需严格按照表内参数控制。

(1)CO2陶瓷衬垫单面焊平对接焊接参数见表1。

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1 概述焊接技术是船舶建造工程的关键工艺技术,是建立现代造船模式的支撑技术。

焊接技术的发展带动了造船技术的进步。

20世纪初,由于船舶业引进了焊接技术,造船模式由整体拼装发展到分段建造,使大型和巨型船舶得以顺利建造。

高效焊接技术对船舶建造具有特别重要的意义。

船舶结构复杂,服役条件苛刻,且为全焊接结构。

船体建造中焊接工作量约占70%,焊接成本约占船体建造总成本的30%~50%。

因此,在船舶建造过程中通过高效焊接手段来满足缩短建造周期、降低建造成本的需求,同时保证良好的焊接质量。

实现高效焊接的基本途径有:(1)提高焊接熔敷效率,如采用多丝焊、垂直气电焊、搅拌摩擦焊等。

(2)减少坡口断面及熔敷金属量,如采用窄间隙焊、激光复合焊等。

(3)自动化焊接,如采用生产线、机器人焊接等。

2 船舶高效焊接工艺及装备发展现状纵观国内外船舶建造企业的造船模式,主要流程基本相同,为零件→部件→分段→总段→船台(坞)搭载。

与此相对应的,所采用的焊接技术及装备也是大同小异。

在部件、分段、总段等中间产品的生产制造阶段采用自动化程度很高的大型焊接生产装置(流水线),在船台(坞)搭载时则采用单机自动化焊接设备。

所不同的是,国外先进造船企业擅于和敢于将更多先进的高效焊接技术应用到实际生产中,所采用的高效焊接设备自动化、智能化程度更高。

2.1 国外船舶高效焊接工艺及装备发展情况2.1.1 日本日本造船焊接技术的发展历经简易机械化、机械自动化和机器人智能化三个阶段,利用各种先进的焊接设备实现高效的焊接工艺。

从1970年代开始发展半自动CO2气保护焊取代手工焊条电弧焊为第一阶段;从1980年代末开始发展独立台车形式的焊接设备为第二阶段,采用MAG焊接工艺,通过跟踪或仿形焊缝自动完成焊接,焊接效率成倍甚至数倍提高,焊接质量优良,有效地控制了焊接变形和提高船体建造精度,焊接工人劳动强度和环境得到很大改善。

1995年神户制钢和NKK津船厂合作开发世界上第一套造船焊接机器人系统并用于小合拢生产标志着第三阶段的开始。

NKK津船厂配置了26台焊接机器人,其中,小合拢工作站设置了10个机器人,中合拢工作站设置了16个机器人,整个车间全部制造过程由中央电脑控制室控制,几乎达到了无人化的程度,焊接质量、焊接速度、焊接效率均达到了世界上最先进水平。

NKK于2000年推出了一种仰焊机器人,能从船体下面焊接船底壳板。

机器人焊矩上有激光传感器,它能使机器人监控间隙宽度和焊接方向,并能从数据库中选择最佳焊接方案。

川崎重工2003年开发出一套高度自动化的用于潜艇耐压壳体焊接的系统。

该系统包括一系列用于各种结构焊接的机器人,具有良好的焊接控制能力。

从小合拢到大合拢,从平面到曲面,日本的船厂均实现了高效自动化的焊接。

NKK津船厂的小合拢采用各种轻便型自动水平角焊机及门架式多关节机器人焊接低构架肋板框架、平板部件;构架的肋板与纵桁之间以及与纵骨之间的角焊缝,构架与底板的水平角焊缝则采用门架式机器人或多台小型机器人进行“井”字形构件内水平和立向自动角焊;曲面分段外板的拼接,在大型焊接变位机上采用小车或双丝串列摆动单面MAG自动焊进行焊接,以取代传统的FAB法,或采用半门架4轴数控机器人进行焊接,而三维曲板的单面焊和纵横构件在曲形船舶高效焊接工艺及装备中国船舶工业集团公司第十一研究所赵伯楗曹凌源郑惠锦毛信顺COVEr STOrY外板上的装焊尚在研究中;大合拢除舷侧旁板平直部分对接缝采用垂直气电焊外,还采用横向自动气电焊。

船体内底板和上甲板对接焊采用FAB单面埋弧自动化焊,或采用单丝或双丝单面MAG自动焊和可移动式轨道或无轨道焊接机器人进行单面MAG对接焊。

搅拌摩擦焊技术在日本许多船厂也获得应用。

三井造船厂于2004年将搅拌摩擦焊技术用于高速货船上层建筑的建造,该船已投入使用多年且性能良好。

日本Sumitomo 轻金属公司采用搅拌摩擦焊技术生产铝质蜂窝结构板件和耐海水的板材。

其中耐海水的板材由5块宽度为250 mm的5083铝合金挤压板连接成一块尺寸为1250 mm ×500 mm的铝合金板。

由于焊缝根部和背面具有良好的平整性而被用作船舱的壁板。

2.1.2 韩国韩国造船工业在政府的大力支持和自身的努力下,通过引进国外先进技术和自主研发进行造船装备的自动化改造,从而迅速崛起。

大宇重工的玉浦船厂从1995年起通过采用含有机器人的新型平面分段生产线等各种现代化造船装备,大大提高了劳动生产率,走了一条不依靠扩充造船设施就能提高造船能力的捷径。

三星和现代两大集团,在船厂的平面分段流水线的拼板、骨材装焊等环节也应用了机器人,以提高生产效率。

三星重工采用爬行式机器人自动焊接油轮侧壁。

大宇造船厂联合韩国釜山国立大学采用离线编程、虚拟技术将焊接机器人应用于造船工业中。

韩国Pukyong国立大学的Kam Bo等人研制了一种体积小巧、质量轻的轮式智能焊接机器人,已用于船体“井”字形构件的焊接。

2.1.3 美国美国船厂从20世纪80年代起就将机器人列为船厂的适用技术。

托德•太平洋公司的洛杉矶船厂在1983年将弧焊机器人用于小部件的生产。

阿冯尔船厂在纵桁和横梁流水线上应用机器人进行作业。

美国将造船机器人纳入“再投资技术项目”(Technology ReinvestmentProject)研究计划,目标是:①开发造船用全机器人焊接系统;②开发模块组装机器人,可按任务要求组装成功能不同的机器人,具有先进的传感和适应能力,可在杂乱的环境中工作;③开发具有用户友好接口的系统,可被不了解机器人和自动化的造船工人所接受;④开发以开放式结构个人计算机操作为基础的模块式网络系统;⑤开发可与船厂各种C A D/C A M系统相连接的自动离线编程系统。

最近,美国军船研究办公室联合N e w p o r t N e w s船厂、国家标准和技术研究所提出了一种先进的双壳船建造的技术概念,即遥控升降焊机,包括自动焊机、焊台和自动升降设备。

该系统有6个自由度,在船台装配时可代替人工进入指定分段位置,通过激光传感器将工作进程反馈给控制人员,从而在控制人员的操控下精确地完成焊接工作。

在新技术开发和应用方面,美国一直走在世界前列。

由美国海军资助,美国宾夕法尼亚州立大学联合国家钢铁与造船公司开发的激光-MIG复合焊技术成功地应用于T-AKE级战斗后勤补给舰管系的焊接,为造船厂节省50万美元的成本。

美国海军制造技术(ManTech)资助项目——移动式激光电弧复合焊系统(Mobile Hybrid Laser ArcWelder)开发时间从2007年11月到2008年12月,开发出一套搭载激光复合焊接系统的移动设备,用于船厂角焊缝的焊接。

如图1所示,这套系统可装在现有的平面分段流水线或其他生产线上,通过提高焊接速度减少平面分段制造时间来降低成本,通过减少焊接变形、提高制造精度和焊缝金属特性来提高焊接质量。

此外,美国海军ManTech项目对先进两栖攻击艇中2519铝合金采用搅拌摩擦焊也取得了成功。

2.1.4欧洲由于人力成本非常高,因此,欧洲造船国家不遗余力地推进自动化、智能化焊接技术。

欧洲不少国家的船舶建造中都相继不同程度地采用了焊接机器人。

最近几年,奥地利IGM机器人系统公司将机器人焊接系统成功用于船舶制造业中,无论是豪华客轮、油轮、货柜船,还是巡洋舰的建造,IGM焊接机器人都有较多应用,一个系统内可以有10个机器人同时图1 移动式激光-电弧复合焊接系统在船舶焊接中的应用进行工作,图2为IGM 机器人在船舶焊接中的应用。

丹麦欧登塞船厂采用轻便型数控机器人和大型门架式焊接机器人,每天能焊3 Km 长的焊缝,已用于集装箱船的制造,该公司还使用带漫游示教手柄的机器人焊接典型钢板和垂直加强筋组成的网格状工件。

欧盟的ROW-ER-2工程旨在研制一套焊接机器人系统,以满足双层外壳船舶建造的需要。

该工程专门研制了一个铝合金焊接机器人,并设计了灵活的轻便移动平台,使用药芯焊丝气保护焊工艺,采用电弧传感实现对焊缝的三维跟踪。

欧洲掌握着激光核心技术,激光焊接技术在欧洲造船厂的应用最多。

德国迈尔船厂(Meyer )率先于2002年将配有激光-电弧复合焊装置的自动化生产线应用到大型船体部件的实际生产,对20 m ×20 m 的部件进行平板焊接,无须翻转焊件。

在甲板预制区内,有两个对接焊工作站。

厚度在15 mm 以内的板能达到3.0 m/min 的焊接速度。

另外,还有两个角接焊接工作站,用于焊接直线尺寸长度在20 m 以内,厚度在12 mm 以内的甲板或壁板。

目前,该船厂已广泛使用激光-电弧复合焊接技术。

欧洲进行的“船坞激光”工程加速了激光-电弧复合焊技术在欧洲船厂的应用,为提高造船、修船生产效率和质量、改善工作条件开辟了新途径。

2.2 国内船舶高效焊接工艺及装备的新发展经过50多年的发展,中国已成为世界造船大国。

目前,我国造船焊接工艺已发展到40多种。

高效焊接技术除了在散货船、油船、集装箱船等主力船型上应用之外,还在液化天然气船(LNG )、液化石油气船(LPG )、海洋浮式生产储油船(FPSO )、超大型油船(VLCC )、军用船等高技术、高附加值船舶上获得广泛应用。

2.2.1 高效焊接生产线(1)平面分段流水线从最早的国外引进到自主开发,平面分段流水线已成为我国大中型船厂不可或缺的生产线,包括平板拼接、构件角接等焊接工位,主要采用多丝埋弧自动焊和多电极CO 2气保护焊等工艺,生产效率很高,图3为外高桥造船有限公司双丝埋弧焊焊接实况。

(2)机器人管子-法兰焊接生产线该生产线的功能是将预先堆放在料架平台上的原料管子经过自动进料、长度测量、自动套料、定长切割、标签标识、管子法兰装配、焊接机器人实时进行焊缝自动识别和跟踪,并依据专家数据库内容自动确定最佳焊接工艺参数和焊接层数自动完成单层或多层焊(1~6层),焊接完成后按生产要求归类下料,加工过程中产生的余料管和废料管也得到适当收集。

该生产线实现数字化、自动化作业,替代人工操作,具有加工精度与效率高、场地利用率高,以及生产安全、节能减耗、环保等特点。

机器人自动焊接质量远远超过人的手工焊接,机器人焊接后人工表面打磨工作大大减少,工场空气中有害粉尘大幅度降低。

图4为机器人管子-法兰焊接生产线在船厂的典型应用。

2.2.2 快速搭载焊接工艺及设备船厂在内场制造各种分段后,将分段运至外场合拢成总段,总段完成后进入船台(坞)进行搭载,搭载的图3外高桥造船有限公司双丝埋弧焊焊接实况图2 奥地利IGM 机器人在船舶焊接中的应用a )部件装焊b )曲面板列装焊COVEr STOrY快慢就决定了船台周期。

快速搭载是先进造船方法中的一个重要环节,其中搭载阶段各种形式接头的焊接施工是搭载阶段的主要工作之一。

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