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[摘 要]本文首先分析了船舶焊接技术在造船过程中的重要地位，然后介绍了目前船舶高效焊接技术的现状，并结合中海工业（江苏）有限公司焊接实际，指出其高效焊接技术的发展和应用。
[关键词]船舶制造 高效焊接
中图分类号：U671 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0000-01
1 前言
船舶制造是国家十大振兴规划的行业之一，船舶焊接技术是现代造船模式中的关键技术之一，其焊接工时约占船舶制造总工时的30%～40%，焊接成本约占船舶制造总成本的30%～50%，因此先进的船舶高效焊接技术在提高船舶制造效率、降低船舶制造成本以及提高船舶制造质量等方面具有十分重要的作用。
2 船舶高效焊接工艺的现状
我國是世界造船大国，也正朝着世界第一造船大国的目标迈进，其船舶制造能力也在不断扩大。2005年我国船舶完工吨位突破1000万t，达到了1200万t，约占世界造船总量17%。正是在这样的一个造船总量不断攀升的大背景下，采用高效焊接来提高生产效率是船舶制造的必由之路。目前我国造船工业中常见的高效焊接技术主要有：
2.1 焊条电弧焊
（1）向下立焊焊条：与向上立焊相比，效率提高1-2倍。
（2）铁粉焊条焊接工艺：工艺简单实用，通过提高熔敷效率达到高的生产效率，一般提高50%以上。
（3）重力焊条：采用高效铁粉焊条（一般直径为5～8 mm ，长度为 550 mm、 700 mm和900 mm），熔敷率在130%～180%之间，常见的焊条牌号有CJ501FeZ等。
2.2 C02气体保护焊
（1）实芯焊丝
我国气体保护实芯焊丝的品种太少，今后大力扩大品种的同时，也需进一步改进实芯焊丝的工艺性能，降低飞溅、成形美观等。焊丝表面应具有防锈、润滑功能。国内常见的牌号是E49-1和E50-6焊丝。
（2）药芯焊丝
药芯焊丝是CO2气体保护焊的主要焊材，其配合各种类型的衬垫可以实现单面焊一次成形，其特点是焊道成形美观、电弧稳定、飞溅小、全位置焊接、工艺性能良好、焊接熔敷速度快、生产率高等特点。现在船厂普遍采用药芯焊丝来焊接船舶结构，以后CO2气保护药芯焊丝焊接将成为船厂的主要焊接材料和工艺。
2.3 埋弧焊工艺
主要应用于平板平直焊缝，主要有单丝、多丝埋弧焊和窄间隙埋弧焊，其中应用于平面分段流水线的FCB法焊接，FCB法是铜板上撒布厚度均匀的衬垫焊剂，并用压缩空气软管等顶升装置把上述填好焊剂的铜板压紧到焊缝背面，从正面进行焊接而形成背面焊道的一种单面埋弧焊接法，焊丝为Nittetsu Y—A（φ6.4 mm和φ4.8 mm），底层焊剂NSH一1R，主要是保证焊缝的背面成形，表面焊剂NSH一50，主要作用是保持电弧稳定燃烧。该工艺焊接速度快，最高可达1500 mm/min。因此，需要在高速和大热量输入的情况下保证焊缝具有良好的力学性能和背面成形。另一种应用较广的方法是焊剂石棉衬垫单面焊（FAB法），它是一种单面埋弧自动焊方法，利用柔性衬垫材料装在坡口背面，并用铝板和磁性压紧装置将其固定，其特点是简便、省力、材料成本低廉。它主要应用于曲面钢板的拼接以及船体建造中船台合拢阶段甲板大口的焊接。
2.4 不锈钢焊接
不锈钢焊接多见于不锈钢管及其附件之间的对接和角接，焊接方法多采用纯CO2气体或CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接（MAG焊），也可采用钨极氩弧焊。根据母材的不同，对于C02半自动或自动焊焊丝，焊丝牌号常为1Crl8Ni9Ti焊丝、316L实芯或药芯焊丝，以及317L实芯或药芯焊丝，焊丝直径为细丝，即φ1.0 mm和φ1.2 mm焊丝；对于钨极氩弧焊，焊丝牌号一样，只是焊丝的规格为粗丝，一般为φ1.6 mm和φ2.4 mm焊丝。
2.5 活性气体保护焊焊接技术（MAG焊）
所谓的活性气体保护焊焊接技术就是采用CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接，普遍应用于不锈钢的焊接。上海船舶工艺研究所开发适合船厂专用的双丝单面MAG焊接技术与装备，该项技术的主要特点是，可无间隙装配，坡口内定位焊、添加切断细焊丝，背面应用陶瓷衬垫，板厚在12～22 mm范围内可一次成形，焊接速度快，焊接效率高，焊接质量好。
3 中海工业（江苏）有限公司今后几年的高效焊的发展以及应用
中海工业（江苏）有限公司作为我国船舶的骨干企业，未来几年随着公司3#船坞的启用以及公司转型升级的发展必然，其造船规模与总量将有大幅度提高，预计2015年达到年造船总量150万t。要实现上述目标，除了扩大生产规模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法应用，提高焊接生产效率也势在必行。因此，中海工业（江苏）有限公司今后几年的高效焊发展趋势有以下几大特点：
3.1 焊接工艺、方法的多样化
为了适应船舶制造不同区域生产流程节奏，确保各生产节点有序按时完工，根据现代造船技术特点，焊接新工艺推广应用是解决焊接生产效率提高的唯一途径。如平面分段制造区域纵骨焊接采用多电极C02气保护自动焊，平直分段内底板、甲板对接采用双丝MAG焊。
3.2 C02气保护焊将完全替代焊条电弧焊
目前，手工焊条焊接仍是中海工业（江苏）有限公司不可或缺的主要生产工艺，而公司造船由于承接船舶向大型化、高附加值船舶转变，焊条电弧焊低生产效率不可能满足生产需要，自动角焊、半自动角焊、垂直自动角焊等各类C02气保护焊将替代焊条电弧焊，甚至在船坞、平台区域和曲面分段制造车间也将不再采用焊条电弧焊方法，其或许只在少量焊缝修补中可能会使用。
3.3 焊接设备向大型化、系统化、集成化、自动化转变
中海工业（江苏）有限公司由于造船模式、生产管理、工艺流程变化，对焊接生产提出了全新要求，焊接必将以机械化、自动化生产为主，这决定了选用的焊接设备具有大型化、集成化特点。以平面分段生产线为例，大拼板焊接需采用三丝的FCB单面焊接站，该焊接系统除了稳定可靠的大功率埋弧焊电源外，还应具有自动送板、准确定位、液压控制等装置。此外，需要配备高精度的跟踪器及适合于焊机精确行走的大型门架结构件。而纵骨焊接工位的多电极焊接系统可以满足多根T形纵骨同时焊接，不仅生产效率高，而且焊接变形小，该系统除焊接外，同时具备自动定位纵骨功能。另外，曲面分段、船坞、平台等生产区域需配备C02气保护自动焊、双丝埋弧焊、垂直气电焊等各类自动化焊接设备。
3.4 焊接材料的工艺、性能要求高
由于焊接方法的多样化和自动化程度提高，对焊材工艺要求进一步提高，自动化焊接势必提高焊接热输入量。为保证焊接接头综合力学性能，特别是焊缝强度、韧性等指标，船舶焊接生产中需要大量高性能焊材应用。另外，焊接自动化、机械化的高效率取决于焊接生产过程连续性，所以选用的焊材应具有稳定质量和良好的焊接工艺性。同时，为了进一步提高焊接生产效率，要求大尺寸焊缝或厚板焊接时采用高熔敷率焊材。对某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同样需要具有特殊的技术特点。
4 结语
从目前来看，中海工业（江苏）有限公司在建的船舶以常规散货船为主，但随着公司的转型升级发展以及凭借目前积累的11万吨油轮、10000箱集装箱船的建造经验，公司将有能力建造LNG、LPG船以及海工船型等高附加值船舶。因此我们应该珍惜这样一个良好契机，充分利用现代化造船船用焊接设备，通过对造船焊接工艺不断研究、改进，开发出适于中海造船的焊接生产工艺，从而加快向现代化造船模式转化，把船舶焊接技术水平提高到一个新的高度。
参考文献：
[1] 郑赞.船舶高端进口焊材国产化浅析 金属加工，2008（16）.
[2] 邹家生.造船工业及焊接技术的现状和发展 现代焊接，2008（4）.
[3] 陈邦固，李恒，张淑英.中国焊接技术的发展成就及行业概览，2008（1）.
[关键词]船舶制造 高效焊接
中图分类号：U671 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0000-01
1 前言
船舶制造是国家十大振兴规划的行业之一，船舶焊接技术是现代造船模式中的关键技术之一，其焊接工时约占船舶制造总工时的30%～40%，焊接成本约占船舶制造总成本的30%～50%，因此先进的船舶高效焊接技术在提高船舶制造效率、降低船舶制造成本以及提高船舶制造质量等方面具有十分重要的作用。
2 船舶高效焊接工艺的现状
我國是世界造船大国，也正朝着世界第一造船大国的目标迈进，其船舶制造能力也在不断扩大。2005年我国船舶完工吨位突破1000万t，达到了1200万t，约占世界造船总量17%。正是在这样的一个造船总量不断攀升的大背景下，采用高效焊接来提高生产效率是船舶制造的必由之路。目前我国造船工业中常见的高效焊接技术主要有：
2.1 焊条电弧焊
（1）向下立焊焊条：与向上立焊相比，效率提高1-2倍。
（2）铁粉焊条焊接工艺：工艺简单实用，通过提高熔敷效率达到高的生产效率，一般提高50%以上。
（3）重力焊条：采用高效铁粉焊条（一般直径为5～8 mm ，长度为 550 mm、 700 mm和900 mm），熔敷率在130%～180%之间，常见的焊条牌号有CJ501FeZ等。
2.2 C02气体保护焊
（1）实芯焊丝
我国气体保护实芯焊丝的品种太少，今后大力扩大品种的同时，也需进一步改进实芯焊丝的工艺性能，降低飞溅、成形美观等。焊丝表面应具有防锈、润滑功能。国内常见的牌号是E49-1和E50-6焊丝。
（2）药芯焊丝
药芯焊丝是CO2气体保护焊的主要焊材，其配合各种类型的衬垫可以实现单面焊一次成形，其特点是焊道成形美观、电弧稳定、飞溅小、全位置焊接、工艺性能良好、焊接熔敷速度快、生产率高等特点。现在船厂普遍采用药芯焊丝来焊接船舶结构，以后CO2气保护药芯焊丝焊接将成为船厂的主要焊接材料和工艺。
2.3 埋弧焊工艺
主要应用于平板平直焊缝，主要有单丝、多丝埋弧焊和窄间隙埋弧焊，其中应用于平面分段流水线的FCB法焊接，FCB法是铜板上撒布厚度均匀的衬垫焊剂，并用压缩空气软管等顶升装置把上述填好焊剂的铜板压紧到焊缝背面，从正面进行焊接而形成背面焊道的一种单面埋弧焊接法，焊丝为Nittetsu Y—A（φ6.4 mm和φ4.8 mm），底层焊剂NSH一1R，主要是保证焊缝的背面成形，表面焊剂NSH一50，主要作用是保持电弧稳定燃烧。该工艺焊接速度快，最高可达1500 mm/min。因此，需要在高速和大热量输入的情况下保证焊缝具有良好的力学性能和背面成形。另一种应用较广的方法是焊剂石棉衬垫单面焊（FAB法），它是一种单面埋弧自动焊方法，利用柔性衬垫材料装在坡口背面，并用铝板和磁性压紧装置将其固定，其特点是简便、省力、材料成本低廉。它主要应用于曲面钢板的拼接以及船体建造中船台合拢阶段甲板大口的焊接。
2.4 不锈钢焊接
不锈钢焊接多见于不锈钢管及其附件之间的对接和角接，焊接方法多采用纯CO2气体或CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接（MAG焊），也可采用钨极氩弧焊。根据母材的不同，对于C02半自动或自动焊焊丝，焊丝牌号常为1Crl8Ni9Ti焊丝、316L实芯或药芯焊丝，以及317L实芯或药芯焊丝，焊丝直径为细丝，即φ1.0 mm和φ1.2 mm焊丝；对于钨极氩弧焊，焊丝牌号一样，只是焊丝的规格为粗丝，一般为φ1.6 mm和φ2.4 mm焊丝。
2.5 活性气体保护焊焊接技术（MAG焊）
所谓的活性气体保护焊焊接技术就是采用CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接，普遍应用于不锈钢的焊接。上海船舶工艺研究所开发适合船厂专用的双丝单面MAG焊接技术与装备，该项技术的主要特点是，可无间隙装配，坡口内定位焊、添加切断细焊丝，背面应用陶瓷衬垫，板厚在12～22 mm范围内可一次成形，焊接速度快，焊接效率高，焊接质量好。
3 中海工业（江苏）有限公司今后几年的高效焊的发展以及应用
中海工业（江苏）有限公司作为我国船舶的骨干企业，未来几年随着公司3#船坞的启用以及公司转型升级的发展必然，其造船规模与总量将有大幅度提高，预计2015年达到年造船总量150万t。要实现上述目标，除了扩大生产规模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法应用，提高焊接生产效率也势在必行。因此，中海工业（江苏）有限公司今后几年的高效焊发展趋势有以下几大特点：
3.1 焊接工艺、方法的多样化
为了适应船舶制造不同区域生产流程节奏，确保各生产节点有序按时完工，根据现代造船技术特点，焊接新工艺推广应用是解决焊接生产效率提高的唯一途径。如平面分段制造区域纵骨焊接采用多电极C02气保护自动焊，平直分段内底板、甲板对接采用双丝MAG焊。
3.2 C02气保护焊将完全替代焊条电弧焊
目前，手工焊条焊接仍是中海工业（江苏）有限公司不可或缺的主要生产工艺，而公司造船由于承接船舶向大型化、高附加值船舶转变，焊条电弧焊低生产效率不可能满足生产需要，自动角焊、半自动角焊、垂直自动角焊等各类C02气保护焊将替代焊条电弧焊，甚至在船坞、平台区域和曲面分段制造车间也将不再采用焊条电弧焊方法，其或许只在少量焊缝修补中可能会使用。
3.3 焊接设备向大型化、系统化、集成化、自动化转变
中海工业（江苏）有限公司由于造船模式、生产管理、工艺流程变化，对焊接生产提出了全新要求，焊接必将以机械化、自动化生产为主，这决定了选用的焊接设备具有大型化、集成化特点。以平面分段生产线为例，大拼板焊接需采用三丝的FCB单面焊接站，该焊接系统除了稳定可靠的大功率埋弧焊电源外，还应具有自动送板、准确定位、液压控制等装置。此外，需要配备高精度的跟踪器及适合于焊机精确行走的大型门架结构件。而纵骨焊接工位的多电极焊接系统可以满足多根T形纵骨同时焊接，不仅生产效率高，而且焊接变形小，该系统除焊接外，同时具备自动定位纵骨功能。另外，曲面分段、船坞、平台等生产区域需配备C02气保护自动焊、双丝埋弧焊、垂直气电焊等各类自动化焊接设备。
3.4 焊接材料的工艺、性能要求高
由于焊接方法的多样化和自动化程度提高，对焊材工艺要求进一步提高，自动化焊接势必提高焊接热输入量。为保证焊接接头综合力学性能，特别是焊缝强度、韧性等指标，船舶焊接生产中需要大量高性能焊材应用。另外，焊接自动化、机械化的高效率取决于焊接生产过程连续性，所以选用的焊材应具有稳定质量和良好的焊接工艺性。同时，为了进一步提高焊接生产效率，要求大尺寸焊缝或厚板焊接时采用高熔敷率焊材。对某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同样需要具有特殊的技术特点。
4 结语
从目前来看，中海工业（江苏）有限公司在建的船舶以常规散货船为主，但随着公司的转型升级发展以及凭借目前积累的11万吨油轮、10000箱集装箱船的建造经验，公司将有能力建造LNG、LPG船以及海工船型等高附加值船舶。因此我们应该珍惜这样一个良好契机，充分利用现代化造船船用焊接设备，通过对造船焊接工艺不断研究、改进，开发出适于中海造船的焊接生产工艺，从而加快向现代化造船模式转化，把船舶焊接技术水平提高到一个新的高度。
参考文献：
[1] 郑赞.船舶高端进口焊材国产化浅析 金属加工，2008（16）.
[2] 邹家生.造船工业及焊接技术的现状和发展 现代焊接，2008（4）.
[3] 陈邦固，李恒，张淑英.中国焊接技术的发展成就及行业概览，2008（1）.