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1焊接技術對船舶建造重要性
2我國船舶焊接技術的起步
與發展
焊接工作量占船體建造總工作量
30%~40%，焊接成本占船體建造成本
的30%~50%。同時，焊接技術能擴大
造船總量、縮短造船周期、穩定焊接
質量、提高經濟效益、減輕勞動強度
等。
造船焊接技術起步於50年代手工
電弧焊；50年代中期引進埋弧自動、
半自動焊；50年代末期~70年代末，試
驗半自動co焊、重力焊、下行焊、
襯墊單面焊獲得成功；80年代初，船
總大力發展高效焊技術，成立高效焊
接技術指導組，推廣應用各種高效焊
2
江南造船（集團）有限公司焊接研究所所長倪慧鋒
船舶焊接技術應用現狀
高效化率
19.50
30.08
50.25
68.56
74.80
76.80
80.98
83.02
91.30
92.30
表1船總船廠高效化率統計表
年份
1983
1986
1990
1996
1998
2000
2001
2002
2003
2004
co氣體保護焊
0.59
3.89
9.51
23.74
35.60
49.53
55.00
65.62
76.70
77.80
2
埋弧自動焊
14.80
16.72
19.86
14.61
15.70
10.99
10.03
10.03
8.59
10.60
船總船廠高效化率變化趨勢
接工藝。
船舶焊接具有工件龐大、形狀復
雜、施工環境差等特點。主要有以下
三種焊接方法：①埋弧自動焊：普通
單、雙絲埋弧焊、fcb法、rf法、fab
法；②co氣體保護焊：常規co半
自動焊、雙絲自動焊（mag）、自動
角焊、co氣保護單面焊、co氣電
垂直自動焊；③手工焊條焊：鐵粉焊
條焊、下行焊條焊、深熔焊條焊、重
力焊、普通焊條焊。船總船廠高效化
率統計表如表1所示。
3.1銅襯墊單面埋弧自動焊（fcb）
原理：焊縫反面采用銅襯墊支撐,
其上鋪設襯墊焊劑，利用通氣軟管將
銅墊板壓緊在坡口背面，正面焊接，
反面同時成形。
應用：主要用於平面組裝階段的
船底外板、舷側外板、雙層底板、頂
板、甲板、隔板等的拼板對接焊。
特點：雙絲、三絲（多絲）焊，
熔敷效率高；單面焊實現焊縫反面成
形，節省工時；裝配定位焊縫可在坡
口內實施；坡口形狀、焊接條件的波
3我國船舶焊接三大主要方法
22
22
動允許范圍廣；長焊縫
焊接需要大型門架結構
支持；易產生熱裂紋，
特別是厚板終端裂紋。
3.2熱固型焊劑襯墊單
適用拼板平對接單面焊；反面成形依靠焊劑襯墊；
可實現大線能量焊接
表2fcb、rf工藝比較
不同點
相同點
fcb法
錯邊、板厚差適應性低
需要足夠大且均勻壓緊力
反面必須采用銅襯墊支撐
rf法
錯邊、板厚差適應性強
可依靠板列自重
無需銅襯墊
面埋弧焊（rf法）
原理：一種單面自動埋弧焊方法,
可以得到均勻的背面焊道。焊接只在
正面一側進行，背面是含有熱硬化性
樹脂的襯墊焊劑，它的下部是裝有底
層焊劑的焊劑袋，再下部是通氣軟管,
它們都被放置在襯墊外殼之內，依靠
密封的通氣軟管將焊劑壓緊在坡口背
面。fcb、rf工藝比較如表2所示。
3.3焊劑石棉襯墊單面埋弧焊（fab）
原理：利用柔性襯墊材料裝在坡
口背面一側，並用鋁板和磁性壓緊裝
置將其固定的單面埋弧焊。
特點：具有良好柔性，對較大接
頭錯邊、變形、不等厚接頭有好的適
應性，使用操作靈活、方便。
應用：平板及背面側有曲率的對
接焊，如彎曲外殼板、甲板、底板。
適用於船體分段中合攏、船台（船塢）
大合攏。
3.4t排制作自動角焊。無需裝配焊
接；焊接速度快；焊接變形小。
3.5船體縱骨自動角焊。雙絲雙電弧；
平直分段縱骨焊接；同時焊接4縱骨
8條縫。
3.6簡易co自動角焊。專用自動焊
2現代焊接2007年第11期總第59期x-5
analects第21屆中國焊接博覽會論文精選
接小車，輕便、靈活、易攜永久磁鐵、
導向機構，避免脫離焊接線，適用於
長直焊縫，立角焊具有擺動功能，可
以調整擺動速度、擺動幅度、中心位
置與左右停留時間，焊縫兩端需要補
焊。
3.7co垂直氣電自動焊
原理：焊接時采用co專用藥芯
焊絲，焊縫正面通過水冷銅滑塊強制
成形，反面借助於襯墊也同時成形的
一種高效焊接方法。
特點與應用：高熔敷效率，生產
效率比手工焊提高5~7倍；焊絲伸出
長度控制在恆定值，適應變化的焊接
條件；單道焊可焊接最大板厚32mm；
坡口間隙必須嚴格控制；用於船台（船
塢）大合攏垂直對接縫，如船體外側
殼板、隔板。
3.8雙絲mag焊。雙電極雙擺動co
氣體保護單面焊雙面成形，無間隙裝
配，可在坡口內側定位焊，坡口背面
敷粘貼型陶瓷襯墊，送絲機和絲盤與
焊機一體化，可進行長拼縫連續焊，
22mm板厚拼接可一次焊接完成，焊
接效率是普通co焊的8倍，適用大
合攏主甲板、內底板對接，中合攏平
板對接。
3.9普通co氣保護單面焊。船廠應
用最廣泛的焊接工藝，設備投資少，
高效且工藝實施方便，打底焊第一道
焊接是關鍵，可在平、立、橫多個位
置施焊。
3.10焊條高效化。重力焊：平直角
焊縫，一人可同時操作多台；鐵粉焊
條：藥皮中加入鐵粉，提高熔敷效率；
下行焊條：改變藥皮渣系，提高電弧
吹力、熔渣凝固點溫度；深熔焊條：
可焊透板厚12mm以下對接焊縫。
4.1攪拌摩擦焊（fsw）
1991年，由英國焊接研究所（the
weldinginstitute-twi）發明。焊接過
程屬於固相焊接，核心技術是攪拌頭,
焊接工藝參數包括攪拌頭旋轉速度、
焊接速度、傾斜角度、焊接壓力。高
質量焊接接頭，無裂紋、夾雜、氣孔
等缺陷，焊接變形小，無需焊接材料,
焊前工件表面清理要求低，焊接過程
中無飛濺、煙塵、噪音等環境污染。
適用制造大型船舶鋁合金結構件，挪
威、日本、澳大利亞等國的船舶制造
公司生產預成形結構件（一般為板材
或擠壓型材），使船舶制造由零件的
制造裝配轉變為船舶甲板以及殼體的
預成型結構件的裝配。單道焊接鋁合
金厚度達100mm，雙道焊接達180mm。
4.2激光復合焊（laser-hybrid）
激光+常規mig或mag焊，與單
純激光焊比較有許多優點：
4.2.1可有效利用激光能量，電弧先
將母材熔化，提高激光吸收率。
4.2.2增加熔深，利用激光束作用於
電弧形成的熔池底部，進一步提高焊
接熔深。
4.2.3穩定電弧，激光使氣體電離產
生等離子體，有助於電弧穩定。
4.2.4降低焊縫裝配精度，裝配間隙
由0.3mm增大至1mm。
船舶建造的激光焊大部分采用大
功率co激光器，主要用於大型豪華郵
輪、高速滾裝/客滾船、軍用艦艇等高
附加值的軍民用艦船薄板及合金材料
焊接，可以保證船體結構輕盈，焊縫
性能好，表面成形美觀，構件不變形。
應用船廠：德國meyer（瑪亞）船
廠、blohm+voss（博隆·福斯）船廠、
丹麥odense（歐登塞）船廠、德國kv-
aernerwarnow（克瓦爾納·瓦諾）船
廠。
4.3焊接機器人
計算機技術、自動控制技術、氣
保護焊接技術的完美結合，適用於船
舶構件批量化、小型化焊接生產以及
狹窄艙室短焊縫全位置焊接。有固定
機械臂式焊接機器人、可移動便攜式
離線編程焊接機器人。上世紀90年代
初，日本船廠已開始使用焊接機器人,
隨後又研制出自動切割機器人。2003
年，韓國現代重工研發出5種獲得國際
認證的焊接機器人，用於造船焊接。
具有焊接重現性好，環境適應性
強、智能化程度高的優點。
5.1船舶行業發展需求。造船總量不
斷上升，2015年預計可突破3000萬噸；
船舶大型化，船型多樣化；進一步提
高船舶市場國際競爭力。
5.2船舶焊接技術發展方向。co氣保
護焊自動化程度不斷提高，應用范圍
擴大；手工焊條焊應用逐步減少，焊
接機器人（智能化焊接系統）嘗試應
用；焊接設備趨向低能耗，高負載持
續率，數字化。
5.3船舶焊接中存在的問題。造船模
式相對落後；大型焊接系統國產化率
低；高性能焊接材料依賴進口；國產
船用鋼板大線能量焊接適應性；焊接
技術人員流失嚴重，工藝開發能力不
足；生產組織管理不夠完善；工藝研
究成果轉化為生產應用比率不高。
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4國外船舶焊接先進技術
5國內船舶行業焊接技術發
展趨勢