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船舶焊接技术对焊接材料、焊接焊接辅器具企业的需求设备及
双击自动滚屏 发布者:chinaweld 发布时间:3/6/2008 阅读:6995

 

 

 

船舶焊接技术对焊接材料、焊接设备及

 

 

焊接辅器具企业的需求

 

 

 

上海船舶工艺研究所(200032

 

陈家本

 

 

1  船舶工业的新形势

2006年是中国船舶工业贯彻实施“十一五”计划的开局之年,经各船舶企业的努力奋斗,使船舶工业呈现了持续、稳步、健康的发展势头。主要表现在全国造船完工量达1452万载重吨,同比增长20%,新承接船订单达4251万载重吨,同比增长73%。中国造船完工量点世界市场份额的19%,连续12年稳居世界第三,与韩国、日本等先进造船大国的差距大幅缩小;新承接船舶订单占世界市场份额的32%,位居世界第二;手持船舶订单占世界市场份额的24%。表1示出了中国2006年三大造船指标的比较。

1  2006年三大造船指标比较

造船指标

中国(万吨)

世界(万吨)

2006中国份额(%)

2005中国份额(%)

完工量

1450

7440

19

17

新订单量

4251

14160

30

23

手持订单

6892

30426

24

18

与此同时,中国政府又大力支持船舶工业的发展并在20068月由国务院批准船舶工业中、长期发展规划(20062015),明确地提出了船舶工业的产业规划的指导方针和发展目标。

1)深化改革、加快发展,坚持走新型工业化道路。要在发展和改革中走出一条科技含金量高,经济效益好,资源消耗低,环境污染少,人力资源优势得到充分发挥的新型工业道路。

2)调整存量资产和新建产能相结合,优化船舶工业组织结构,集中力量在上海长兴、广州龙穴、青岛海西湾等区域新建一批大型造船设施,扩大造船能力,形成三大现代化大型造船基地。为船舶工业未来的腾飞搭建更广阔的平台。

3)提高自主研发能力和船用设备配套能力,增强船舶工业核心竞争力。

4)“引进来”和“走出去”并举,拓宽船舶工业发展空间。造船企业要重点引进、消化吸收模块化舾装、高效焊接、切割等船舶建造关键技术和现代化造船生产管理技术、转换生产方式,提高建造技术水平和生产率,尽快达到国际先进水平。

2  船舶焊接技术在船舶制造中的关键作用和重要贡献

2.1  关键作用

1986年成立中国船舶工业高效焊接技术指导组以来,以统一规划、分类指导、整体推进的方针指导进行了20多年卓越的推广与应用工作,成效比较显著的有:在船舶行业中大力推广应用铁粉焊条、重力焊条、下向焊焊条、CO2气保护焊、药芯焊丝、单面焊技术、多丝埋弧焊技术、气电垂直自动焊、气电横向自动焊、多丝高速自动角焊、双丝MAG、双丝气电垂直自动焊、管子法兰自动机器人焊等高效焊接工艺、材料与设备等方面的推广与应用,焊接生产效率大幅度地提高,从而促进了船舶产量的大幅度地增长,基本满足了主力船型(游船、散货船、集装箱船)LPG船、LNG船、FPSO船、VLCC船的建造和质量要求,从中可见船舶焊接技术是船舶建造中的关键技术之一,其对推进先进船舶建造技术,缩短造船周期起着关键作用。

2.2  重要贡献

船舶高效焊接技术推广与应用的重要贡献表现在以下几个方面:

1)使船舶焊接由普通的手工焊接技术向焊接机械化、自动化过渡的关键方面,适时将先进的手工铁粉焊条因势利导地转向半自动CO2气体保护焊技术的推广与应用,逐步淘汰旋转式直流弧焊电源,选用硅整流和晶闸管型的节能焊接电源等。

2)在船舶焊接生产中多年来先后引进来先进的焊接自动化生产线及新的高效焊接材料生产线,同时不断地对引进的流水线进行消化、吸收和再创新。其中最为显著的是船舶系统内药芯焊丝的生产线从引进到消化吸收再创新的过程,使船舶焊接技术水平呈现出质的飞跃,为药芯焊丝的生产技术在全国的推广作出了重要的贡献。

3)制定了一系列新的高效焊接技术相关标准,提高了中国建造出口船的质量和信誉。如制定了垂直自动焊接工艺要求;陶瓷衬垫的技术标准;以及CO2气体保护焊焊缝表面成形及质量标准等。

4)培训了船舶焊接专业技术人员及焊接工人技能与素质,树立了推广船舶高效焊接的先进单位、先进集体、先进个人,从而增强了焊接技术人员的敬业精神和提高了焊接工人的素质。

5)每年开展船舶焊接技术的学术交流,并每年定期出版4期内部刊物《船舶高效焊接》,至今已出版了21个年头,共计82期,起到了信息交流和沟通,成为船舶焊接技术人员及焊工的学习园地和良师益友。

3  船舶焊接技术对焊材、焊接设备及辅器具企业的需求

3.1  船舶焊接技术的新发展

经过“十五”的不懈努力,中国的船舶焊接技术仅焊接工艺方法的多样性已达40多种,并均获得了各国船级社的认可,在建造的远洋船舶和出口船舶中获得了应用,焊接的机械化和自动化程度达60%,有了大幅度地提高,船舶焊工的人均日消耗焊接材料已达15kg/人·日,单面焊衬垫使用量达70万米,高效节能型电焊机占有量达98%以上,旋转式直流焊机已基本淘汰。而目前面临的船舶焊接技术新发展大致有以下几个方面需要做的:

1)随着国际造船界在新产品中的开发,由于不掌握先进焊接技术最终会造成企业的重大亏损甚至倒闭,这在国际上已不为鲜例,如1998年某船厂在建造7条不锈钢化学品船时,由于焊接不过关造成巨大亏损而破产倒闭。再如波兰什切青船厂,在2000年因8艘不锈钢化学品船的焊接技术问题造成严重交船脱期,引发了严重的财务危机。中国的一些船厂也有类似的惨痛教训。为此,针对船舶焊接技术的特点,要以发展、创新的精神做好新技术的预先研究开发工作,加强船舶焊接技术的储备,行业已确定了在今后1015年内会建造LPDLNGFPSOVLCC全铝质型快艇等特种高附加值船舶以及豪华型油轮、海洋结构等。

2)为满足高效率、短周期、低成本生产的需要,必须进一步提高焊接技术水平和生产效率,这也是船舶焊接技术进步的永恒主题,目前中国的焊接生产效率只相当于日本的五分之一,韩国的四分之一。有待于行业增强效益理念、减少浪费和环境保护,降低焊接成本。

321世纪将是海洋的世纪,在中国“十五”期间已投入1000多亿资金建设海上七大油田,这又将给船舶工业带来建造海洋钻井平台、海洋浮式生产储油船(FPSO)、浮式储油船(FSO)、海洋油田守护船、海洋平台供应船以及超大型VLCC船、LPG船、LNG船等。而随之与建造技术密切相关的焊接技术是至关重要的,这也给船舶焊接技术展开了一张大舞台。

3.2  船舶焊接技术对焊材、焊接设备及辅器具企业的要求

首先介绍一下目前中国船舶焊接技术存在的一些不足的地方:

1)目前,中国的船舶焊接技术整体水平仍与国际上先进的造船大国,如日本、韩国、欧洲和美国等相比尚有很大的差距,中国现在的水平仅仅达到先进国家20世纪90年代初期的水平。

2)目前各船厂企业的焊接作业基本上以半自动CO2气体保护焊和埋弧焊为主要方法,又由于作业流程不成线,焊接工位分散,造成了占有船厂的大量焊工劳动力。焊接生产效率满足不了船舶建造周期进一步缩短的要求,焊接成本居高不下。

3)焊接作业环境尚不如人意,焊工的劳动强度仍然很大。

4)加强社会协作,整合社会资源互相沟通方面显得力度不足,不能充分利用船舶焊接材料与设备生产、研究单位的研究成果,顺利地推向船舶焊接领域。

5)目前船舶焊接生产中尚存着各种浪费(包括:焊接接头设计、焊接材料、保护气体、能源、工时、返修等),要积极开展焊接功能成本分析,要减少焊接接头设计中的功能冗余,减少焊接过程中的各种非增值活动,以最大限度提高焊接生产效率,降低船舶建造成本。

6)目前虽然有了一部分自行研发的自动化焊机和专机,但在船厂中推广范围还是不广,还缺少在曲面分段建造中的智能型的各类自动焊机(平、立、横位置)。

根据船舶工业高效焊接技术指导组近年来的工作经验和调研,已初步提出船舶焊接领域十大急待攻关和开发研究的项目,以供船舶焊接材料、焊接设备及辅器具企业参考与加强合作。

1)在船舶行业中推广与应用CO2气体保护焊技术是一项长期基础的工作,其目标要在“十一五”期间使CO2气体保护焊的应用率再上一个台阶,从而能体现出中国船舶焊接技术的基本进步面,如果这项工作不做好,要成为世界第一造船大国是不可能的。

2)要提高船舶分段建造的焊接自动化/半自动化率,要发展小型低成本、适合船舶结构的焊接自动化装置,如自动平角焊机/骑墙式双头CO2气体保护焊机/四头双面跨越式的自动角焊机,自动立角焊机等。

3)要逐步实现船台焊接自动化生产,如垂直气电焊机、横向气电焊机、船台甲板对接双丝垂直单面MAG焊机、双丝垂直气电焊机等。

4)要建立平面分段流水线,根据不同船体结构和板厚要有高效、稳定、可靠性好的双丝、三丝、四丝埋弧焊机。

5)要有能适合各类新船型及高附加值船舶材料 的焊接与焊接材料的研究开发与生产,尤其是铝合金、高镍合金、超低碳不锈钢和低合金高强度钢等的焊接材料与材料焊接。

6)仍然要努力开发完善适合中国造船的国产系列化的药芯焊丝,而其材料的特点是要具有高效、低尘、低毒的优良特性,同时还希望能开发出满足目前仍在依赖进口的气电垂直焊用、双丝MAG焊用以及高速平角焊用的专用药芯焊丝。

7)要积极开发船舶焊接机器人,首先可以应用在船舶型材的装焊流水线上以及管子装焊流水线上,然后再进一步开发智能型的焊接机器人,在船舶特种工况条件下获得应用,以获得高的焊接质量,改善焊工作业环境,提高焊接生产效率。

8)要积极研究开发船舶焊接自动跟踪系统,其在中国船舶工业焊接工程中得到应用,且已在国内享有一定的声誉。如由上海船舶工艺研究所开发成功的垂直气电焊机以及环缝自动埋弧焊机的跟踪系统等,但仍然急待需要研发能用于窄间隙焊、拼板单面自动埋弧焊、马鞍型管节点自动跟踪焊接装置。

9)对一些特殊的船舶结构仍要深入研究焊缝接头性能以及特殊要求,如耐海水腐蚀、耐高温和抗疲劳等特性的焊接机理以及无损探伤装备的开发研究。

10)对高能束焊接技术在船舶建造中的应用,如激光与激光复合焊、搅拌摩擦焊、爆炸焊等特种焊接技术的焊接工艺及装备的研发也是迫在眉睫的。

4  结束语

总而言之,船舶焊接技术对船舶制造业来说是不可缺少的关键工艺技术,其专业性和适用性极强,同时也会涉及和牵动中国焊接制造行业的持续稳定地发展。受中国焊接协会委托,我代表造船专业委员会,借北京-埃森国际焊接展览会期间举办《船舶焊接国际论坛》活动之机,承蒙各有关焊接材料制造企业及厂商、焊接设备与焊接辅器具制造企业及厂商的参与交流和沟通,衷心地希望同仁能精诚合作、携手共进,将会获得双赢的可喜成果。

 
 
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