发展海工需高效自动化焊接支撑

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海洋工程装备是非常庞大的钢结构，制造材料多为厚度大、强度较高的钢板，而且在耐腐蚀性、稳定性和安全性等方面的要求十分严格，对焊接技术的要求也比较高，使用普通焊接技术有时难以保证施工质量，因此，发展高效焊接技术特别是开发海工装备自动化焊接设备已经成为这一领域的未来趋势。
近年来，全球海洋工程市场持续兴旺，直接带动海工装备制造业快速发展。我国也把这一产业列入战略性新兴产业并给予大力支持，目前越来越多的国内企业开始涉足海工装备制造领域。“然而，海工装备是典型的高技术产品，对于制造企业的要求很高，国内企业要想进军该领域还需要解决不少技术难题，其中就包括焊接技术。” 中国—乌克兰巴顿焊接研究院院长、华南理工大学教授杨永强日前在接受记者采访时表示，海工装备是非常庞大的钢结构，制造材料多为厚度大、强度较高的钢板，因此在制造过程中需要采用高效的焊接技术，才能满足其在耐腐蚀性、稳定性和安全性等方面的严格要求，以确保其在海洋环境中进行正常作业。
在分析海工装备焊接技术难点较多的原因时，杨永强认为，一是制造材料多为厚钢板，二是材料的强度较高。“一般来说，海工装备使用的钢板厚度为60～180毫米，如果使用普通的焊接技术就会出现很多的问题。”他举例说，在焊接海工装备时要考虑材料的低温韧性，如果工艺处理不当就会导致材料发生脆断， 进而酿成大事故。同时，材料的可焊性、层状撕裂、疲劳强度等问题在焊接时也需考虑进去，这都是技术难点。
“材料强度较高也是导致海工装备焊接技术要求较高的主要原因之一。海工装备制造材料的强度一般在390～800级。这就要求焊接工人具有很高的技术水平和丰富的施工经验。”杨永强说，目前我国在海工装备焊接方面的自动化程度较低，很多不规则的钢结构只能采用人工焊接的方法，这就带来了许多问题。一方面，人工焊接海工装备对焊工的技术要求比较高，一般要求其通过船级社的6GR认证，而培养这样一名焊工的投入和难度都非常大；另一方面，焊工的流动性比较大，企业如果留不住那些已取得较高资质的焊工，就会影响施工的效率和质量。此外，即使是高级焊工，其焊接质量也会受作业时的情绪和技术发挥的影响，进而出现不稳定的现象。
“海工装备的制造过程，包括从下料、开坡口、卷板成型，到组装、检测，直到最后交付等众多环节，非常复杂，因此，要保证产品质量，提高焊接效率、实现自动化是十分必要的。”杨永强介绍，发展高效焊接技术特别是开发海工装备自动化焊接生产线已经成为未来的趋势，韩国在这方面走在了前面，我国目前在其中的一些领域还处于空白状态，为此，中乌巴顿焊接研究院展开了相关研究。
据了解，中乌巴顿焊接研究院是中国和乌克兰合作的重点项目，主要针对现代焊接技术展开研究，其主攻方向之一就是先进焊接装备与工艺，应用领域为海工装备制造。杨永强说，针对厚钢板的焊接，中乌巴顿焊接研究院的研究人员正在根据不同的形状、不同的焊缝，研制开发自动化设备，以便采用特种工艺进行焊接，这与人工焊接相比，可以降低热量输入，提高效率。
“目前，海洋平台、铺管船等的建造对自动化焊接技术的需求都很大。” 杨永强表示，自动化焊接设备在海工领域的应用前景十分广阔，我国应加大在理论和应用方面的研究力度，这对于国内企业提高海工装备的制造水平具有重要的意义。