关键词：船舶焊接；结构设计；优化
引言
船舶设计建造行业近几年得到了空前的发展，相关国外资料指出，我国已位列全球造船大国行列，达到了船舶发展的鼎盛时期，特别是船舶设计建造中引入了各类新型材料以及自动化技术带来的新技术，船舶建造行业已经成为由高新技术作为基础的现代化新产业。
1焊接技术在船舶工业中所占有的重要地位
如今造船行业，正朝着现代化以及智能化的方向发展，造船行业也在不断积聚力量，希望在制造技术上进行改革。其改革的目标主要的是向着高新技术应用发展，各个有关部门也进一步加大了投资力度，并且采用了最新的造船焊接工艺流程，实现了自动化焊接生产，同时还将刚发明出来的焊接机器人投入到船舶焊接工作当中，从而保证各个造船工厂在市场当中占据技术优势。而在社会快速发展的背景之下，造船行业也面临着全新的挑战，想要更进一步地分析我国船舶工业当中所使用到的焊接技术。需要进行有针对性的研究，并且还需要对于我国目前所使用到的焊接技术进行不断改进以及完善，使其向更加高效、自动化方向前进，这样才能够大力的振兴我国船舶工业，使我国在国际市场中占据更高的市场份额。
2船舶焊接新技术及相关应用
2.1电子束焊接
该焊接技术最早出现于德国，利用该技术能够实现焊接流程的高度自动化，可以运用于工业焊接过程中。该技术的原理是通过高速电子的集中进行钢件表面的焊接，该过程中产生的热量能够融化钢件，从而达到焊接融合的目的。焊接过程中产生的热量是通过电子枪发射的电子束能够进行目标轰击，在该过程中，电子在电场的作用下能够将热效能转化为热能，在电子束被浓缩后，能量高度集中，从而达到钢铁构件熔焊的目的。同传统钢铁焊接技术相比，电子束焊接技术具有很大的优势：1）电子束焊接技术具有高密度和高效率的特点，能够迅速融化厚度较大的钢件，对于材料的焊接和焊接效率的提高有很大的作用；2）在焊接过程中，电子束的热效能影响范围较小，能够减少焊接材料的变形，从而保证焊接钢板的质量；3）该技术不仅能够运用与钢板焊接，同时还适用于多种工件材料，例如陶瓷、石英玻璃、热敏材料等。
2.2使用质量优良的焊接材料
因为在整个船舶焊接过程当中，要进一步保证整个船舶的质量，就需要在材料购买过程当中选取质量优良的焊接材料。而在近几年大部分船厂采用药芯焊接，因为该种焊丝具备有更高效率的融服作用，同时最终焊接完成之后仔细观察，可以看出焊缝的质量达到了优良，并且满足了有关要求，在焊接过程当中并没有大量飞溅现象产生。而药芯焊丝起独特作用，能够更好地实现机械化以及自动化，为了实现以上种种优点，被船舶制造企业大量使用，该种焊丝对船舶结构进行焊接，同时还将其与之前所使用的二氧化碳焊接技术进行有机结合，使得船厂具备了更高的焊接效率。
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2.3激光焊接技术
该技术的作用原理是通过激光产生的热量进行焊接，在应用过程中，通过激光辐射时工件表面产生热量，热量扩散到需要加工的部位时，可以通过激光脉冲的宽度、能量等参数的控制形成特定的熔池，达到焊接作业的目标。同传统的钢板焊接技术相比，该技术能够在最大程度上保证钢件焊接的质量和效率，目前，已广泛运用于制造业、汽车业和电子业之中。同时船舶行业正朝着智能化的方向发展，激光焊接技术能够熟练的应用于造船行业高精密度工件的焊接过程中，对于促进船舶行业的转型升级有很大的推动作用。
3船舶结构设计中所采取的优化方法
3.1科学设计合理布局
船舶作为大型工业产品其建造程序复杂，工艺要求也极其严苛，也要求其设计和布局必须科学而合理，因为船舶建造方向一旦定性，船舶进程一旦开始，各生产环节便进入一个层次分明、逻辑严明的体系化状态，船体一旦成型，便几乎无法调整和改变，如果设计不合理，规划不严谨便会造成严重的经济损失，所以必须严加防范。首先，船舶建造设计之前必须明确定位。要明确船舶的使用性质和建造要求，船舶建造方必须与设计单位和委托方紧密联系，通过一致性协商确定船舶的结构形式、布局方式，并依据其特殊用途进行科学设计。其次，要对船舶设计图纸的可行性进行论证，一般船舶正式建造之前要将设计图纸交由船舶检验单位进行审查和检验，在图纸获得批准之后才能依据图纸进行开工建造，而设计方和建造方以及委托方须提前对船舶图纸进行认定，要先对船舶设计进行可行性论证，以保证所建船舶符合实际建造要求。另外，在图纸审核通过之后，造船厂要进行统一规划和生产布局安排，需要合理配置施工所需的人员、设备、场地、资金、材料，需要对整个施工工程进行合理规划，要有明确的施工计划书，对工程进度和生产要求要有严格的限定，以此保障船舶建造工程有序、高效的进行。
3.2结构设计技术要点
（1）全船结构重量控制，由于要保证一定的航速且客船排水量较小，要求
尽可能降低船体结构重量，可将上层建筑改用铝合金材料，既保证了钢质主船体拥有足够的强度和刚度，又降低了整船的结构重量和重心；（2）设置强框架，客船上层建筑强框架的间距将直接影响侧壁大开口窗户玻璃设置的美观性，因此在设计时要进行全局考虑。同时，连接桥的强构件须与主船体强框架在同一平面，形成完整的横向框架结构；（3）考虑局部狭小空间的施工要求：双体船片体一般瘦而长导致横向空间较窄，尤其是首尖舱部分区域。在设计时应提前考虑施工因素，如采取局部塞焊或者铸钢件代替等；（4）合理选取构件规格，须注意铝合金型材的弹性模量只有钢材的约1/3，在选取构件规格时应考虑变形的影响；（5）铝合金材料和钢材的连接形式，目前钢铝复合材料的有效焊接已被广泛应用，并取得良好效果。但是钢铝复合接头位置的选取应特别注意，钢铝复合材料尽可能的选取标准件，且应保持在同一平面，在纵向受力板件中应用钢铝复合材料时应尽可能使接头缝成45°角设置；（6）连接桥底封板的设置，对于连接桥区域，有设置底封板和不设置底封板两种方案：设置底封板可有效保护连接桥构件，但会增加结构重量；但设置底封板可以提高双体船抗横弯的能力。因此，设计时如果全船结构重量允许的情况下，建议设置底封板以增强其抗横弯能力。
结束语
综上所述，为了进一步的使得我国船舶制造业快速发展，需要进一步优化船舶制造过程中使用到的焊接技术。同时对于结构设计进行逐步优化，通过科学设计合理布局，进行优化设计，保证船舶行业向更好向前发展。
参考文献
[1]高兆进.船舶结构优化设计方法及应用实践微探[J].科技创新与应用,2018(05):103-104.
[2]高占锋.船舶结构优化设计方法比较研究[J].中国水运,2017(11):38-39.
[3]吕振肖,李志杰,罗枭龙,伦少卿,张大川.船舶结构设计方式及优化分析[J].化工管理,2017(26):141.
[4]赵志锋.浅述我国船舶焊接技术的现状及发展[J].科技经济市场,2016(11):26-28.
[5]申作鹏.论船舶焊接技术的应用及其发展[J].住宅与房地产,2016(24):261.
论文作者:丁宁
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第17期
论文发表时间:2020/3/4
标签：船舶论文; 焊接技术论文; 电子束论文; 行业论文; 过程中论文; 材料论文; 钢板论文; 《科学与技术》2019年第17期论文;