船舶高效焊接工艺及存在的问题

通过对国内大型船厂的调研,总结了焊条电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧焊、不锈钢焊、活性气体保护焊等国内船舶制造中的主要高效焊接,同时介绍了焊接机器人、激光——电弧复合焊、搅拌摩擦焊等高新焊接技术以及当前亟待解决的大厚度钢板的焊接、薄板焊接、焊接机器人开发、焊接精度控制等焊接工艺问题。     

激光电弧复合焊焊接工艺在邮轮上的应用研究

激光电弧复合焊克服了传统电弧焊和激光焊的缺点,其良好的焊接特性及可控的焊接成本,使其完全满足邮轮上层建筑建造的技术要求,即：焊后上层建筑外板平整、线型流畅和焊缝成形美观等,且焊接成本应在可控范围。由于目前船级社规范以及国内相关标准尚未制定出可执行的激光电弧复合焊焊接工艺认可的技术要求,制约了激光电弧复合焊在我国邮轮建造领域的应用。为了获得科学合理的激光电弧复合焊焊接工艺认可的工艺技术参数,通过焊接工艺试验,就激光电弧复合焊的特性、焊接设备的选配、试验所用的钢板和焊接材料进行了详细介绍;经对焊接工艺试验数据的分析研究,获得并建立了激光电弧复合焊焊接工艺认可所需的最佳可控的焊接工艺技术参数。这些工艺技术参数不仅能帮助船厂顺利完成激光电弧复合焊焊接工艺计划书等焊接工艺文件的编制、焊接工艺试验的实施及其认可,也能为完善规范提供参考,同时还为激光电弧复合焊在我国建造的邮轮上得以顺利实施提供技术支持。     

船用A36钢激光-GMAW复合焊焊接工艺

通过试验采用激光-GMAW复合焊,将激光焊和GMAW焊结合起来,可焊接较厚的钢板,由于熔深的增加,能量输入也相应增加,硬度值相应地低于单独采用激光焊的硬度值。试验结果表明,试验钢板以对接接头形式焊接,在改变坡口形式、坡口间隙的情况下,采用激光焊接根部,并用GMAW焊接接头的上部,这种工艺可生产出合格的焊缝,焊缝的宏观金相和硬度均满足要求。     

打磨处理改善焊缝疲劳性能的试验研究

由于高强度钢的使用，船舶结构许用应力水平的提高，船舶结构的疲劳强度越来越受到关注。船舶结构的疲劳寿命取决于其焊接结构的疲劳寿命。因此，了解焊缝几何参数对焊件疲劳强度的影响以及采用经济实用的方法改善船舶结构的疲劳性能是十分重要的。本文首先对焊缝几何参数对焊件疲劳寿命的影响进行了分析，在此基础上用ABS钢和945钢两种钢板做试件，分别进行了简单拉伸实验及打磨和未打磨条件下对接接头的疲劳试验。试验结果表明焊件的疲劳寿命可以通过打磨焊缝得到改善；尤其对于高强度钢焊件。试验还说明手工打磨焊缝和机械磨削焊缝对焊件疲劳强度的改善效果差别很大，疲劳寿命的分散性也很大。因此，应当对改善焊件疲劳寿命的工艺进行更详细的研究。     

激光复合焊工艺参数选择

针对激光复合焊首次应用于船舶制造,参数众多,缺少针对性试验的问题,进行多参数调整、多次对比试验,分析各项参数对激光复合焊质量的影响,结合试验数据提出各项参数的合理范围,确定的重要参数有激光功率、激光吸收率、焦点位置及光丝间距,与电弧相关的参数有焊接速度、送丝速度,以及过渡形式,各项参数的参数调整会直接影响到复合效果,进而影响焊接质量。     

喷丸对小型船舶钢板焊接接头的腐蚀和疲劳影响

为了研究喷丸处理对小型船舶用薄板电弧焊缝的腐蚀和疲劳性能的影响,选用强度等级分别为440 MPa和1500 MPa的船舶热轧钢板进行试验研究,经焊接试验之后,分别加工焊后状态的试样和焊后喷丸处理状态的试样,并进行腐蚀和疲劳试验.结果 表明:焊后不经喷丸处理的试样焊缝处的最大腐蚀深度约为1.1 mm,而经喷丸处理的试样焊缝处的最大腐蚀深度约为0.2 mm;经喷丸处理后440 MPa等级钢焊接接头的疲劳极限约为450MPa,相比未经喷丸处理的疲劳强度360 MPa提高约25％;经喷丸处理后1500 MPa等级钢焊接接头的疲劳极限约为500MPa,相比未经喷丸处理的焊接接头提高约40％.喷丸处理可有效消除焊缝夹渣,进而显著提升焊缝的抗腐蚀性能;喷丸处理能显著提升船舶钢板电弧焊缝的疲劳强度.采用喷丸处理有助于促进船舶轻量化和提高焊缝质量.     

全位置焊接小车的研究与应用

对高效船舶焊接技术进行研究,结合船舶制造企业的实际,在船舶制造过程中应用新的焊接技术。采用全位置CO_2焊自动焊接小车部分替代CO_2半自动手工焊,研究成果极大地提高了船舶焊接效率,具有重要的工程应用价值。     

激光功率对激光-电弧复合焊接头成型的影响

采用激光-电弧复合焊(Laser-Arc Hybrid Welding,LAHW)技术对6.0 mm厚的AH36钢板进行复合焊接,分析不同激光功率对焊接接头成型的影响,并对最优参数的焊缝进行力学性能分析.焊接缺陷主要表现为:在激光功率偏小时,焊缝背部不完全熔透;在激光功率偏大时,焊缝正面出现咬边和凹陷;在激光功率为44...     

船用5083铝合金激光-MIG复合焊焊接工艺研究

激光-MIG复合焊接技术在船用铝合金的焊接中具有热输入量集中、焊接效率高和焊后工件变形小等优势,有重要的工程应用价值。针对5 mm的船用5083铝合金,采用激光-MIG复合焊方法进行了焊接试验,研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律。结果表明激光功率、焊接速度和光丝间距对焊缝成形有重要的影响。     

舰船有色金属焊接材料的发展与应用

本文综述了船舶有色金属焊接材料的发展与应用,主要有船舶焊接技术现状、铝合金焊接材料发展、钛合金焊接材料发展、铜合金焊接材料发展、新型焊接材料及其应用和发展趋势等方面。本文提出在造船业中应重视焊接机器人、数字化焊接电源和激光、搅拌摩擦焊和高效焊接等新工艺技术的发展与应用。     

船舶复杂曲面爬行机器人自动焊接的关键技术研究

针对船舶船体复杂曲面的焊接存在曲率变化大、焊缝长和焊接姿态变化多等问题,本文设计了爬行式机器人自动焊接系统。通过旋转电弧V形坡口上坡和下坡焊等焊接试验对爬行式机器人自动焊接的关键技术进行研究。试验结果显示爬行式机器人可以实现船舶船体复杂曲面的自动焊接,并且能保证焊接质量、提高船舶焊接效率。结果表明爬行式机器人在船舶复杂曲面的自动焊接技术具有重要的研究与应用价值。     

加厚板焊接工艺及焊接过程的质量控制

伴随着当前整个航运业的低迷,各大造船企业纷纷转型升级寻求开发新型产品,大型集装箱船舶成为较受青睐的产品,高强度钢加厚板在大型集装箱船舶建造中应用非常广泛,钢板厚度也随着船载重量以及集装箱装货量的上升而越来越厚,这就要求加厚钢板的焊接需要采用有别于传统钢板焊接的工艺,并在焊接过程中严格控制焊接质量。文章主要就加厚FAO钢板的焊接工艺选择以及质量控制方法进行了分析。     

焊接热循环对铝-铝-钢复合过渡接头性能的影响

采用正交试验法研究焊接热循环对应用于船舶铝质上层建筑与钢质船体连接的铝合金-铝-钢复合过渡接头性能的影响.试样依次采用铝合金TIG焊、MIG焊、钢MAG焊分别实现过渡接头与铝合金板材和钢板之间的焊接.复合界面剪切强度及厚度方向的抗拉强度测试结果表明:随着焊接电流的增大,过渡接头的性能明显下降,三种工艺方法对复合板性能由主到次的影响顺序为:铝合金TIG焊>钢MAG焊>铝合金MIG焊.通过复合界面焊接温度场的测定,分析了复合界面峰值温度与复合板性能之间的关系,结果显示:为满足船舶结构设计的要求,焊接热循环在铝-铝-钢过渡接头复合界面上产生的峰值温度不宜超过300℃.     

舰船用轻合金结构激光焊接研究

本文主要探讨舰船用轻合金激光焊接技术的研究现状。首先阐述了轻合金的特点及其在舰船上的应用和激光焊自身的优点及其能够在舰船制造中应用的优势。接着介绍了常见的激光焊接方法,阐明了其各自的工作机理。最后分别从铝合金、镁合金以及钛合金的特点及应用入手,对铝合金、镁合金及钛合金的研究现状进行论述。随着激光焊接技术的不断发展,未来轻合金激光焊接在船舶制造中的应用前景会非常广阔。     

激光焊在舰船建造中的应用分析

随着舰船建造的高速、高质量发展,激光焊接技术越来越受到造船企业的青睐,激光焊由于其焊接效率高、焊接变形小、深宽比大、成型质量好等优点广泛应用于航空航天、机械制造等领域,但在国内的造船领域还尚未普及。本文通过对激光焊在舰船建造中的可行性进行分析,并结合具体实例分析舰船激光焊存在的问题及解决途径,指导舰船激光焊的生产实施。     

奥氏体不锈钢MIG焊与激光-MIG复合焊对比分析

对比分析MIG焊与激光-MIG复合焊的焊接工艺参数和焊缝的成形外貌、无损检测、宏观金相、力学性能。试验结果表明：激光MIG复合焊结合两种焊接工艺各自的优点，焊缝同时具有MIG焊和激光焊的成形外貌特征；激光-MIG复合焊具有比MIG焊更好的力学性能和更高的焊接效率。     

船舶结构的搅拌摩擦焊技术

为探索搅拌摩擦焊技术在不同厚度船舶钢板结构厚度焊接中的应用,本文建立搅拌摩擦焊焊接过程的有限元模型,获得工件在加工过程中的弹性变形以及应力分布。通过二次开发方法,研究不同接触力对不同厚度钢板在加工过程中的弹性变形、接触应力的影响,为工程实践提供参考。当接触力处于(500~1 000 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于2 mm,当接触力处于(1 000~1 500 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于3 mm,当接触力处于(1500~2 000 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于4 mm。这样可以保证焊接出来的钢结构具有较小的残余应力,并且结构在使用过程中不会出现由于残余应力释放而产生的结构变形。     

低合金钢厚板焊接精度控制

厚80mm和40mm的EH32钢板通过对接，角接埋弧焊，CO2焊的工艺评定，模拟试验，产品试用，从而得出保证该种钢板在产品制造中焊接精度的焊接材料，焊接参数等焊接工艺要素。     

中厚度船用钢焊接技术发展现状

从电弧焊技术、埋弧焊技术、气体保护焊技术、搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）技术和激光焊技术等方面，对比中厚度船用钢各种焊接技术的特点和应用基础。研究发现，基于船用钢材料本身的裂纹敏感性和焊接厚度的增加，中厚度船用钢焊接技术应向激光-电弧复合焊发展，以解决现有焊接技术的焊接难点。     

基于垂直面横向对接埋弧自动焊技术研究

通过对垂直面横向对接埋弧自动焊技术进行研究,解决了焊接工艺、焊剂的敷设、焊缝跟踪,以及焊接小车行走等技术问题。从装备和工艺技术上形成船体自动横焊新技术,实现船体垂直面横向对接焊缝的自动横焊技术突破。该技术将提高焊接生产质量和效率,缩短造船周期,改善焊接工人的劳动强度和生产环境,并为今后新型、大型船舶的建造提供焊接工艺、装备支持。