【導讀】大型艦船製造方法逐漸實現由鉚接到焊接的變革,焊接方法、工藝和設備也穩步發展,從(cong) 早先的氣焊、電弧焊,發展到激光焊。造船技術的不斷發展,帶動了造船材料和船舶設計的重大變化。

激光技術在船舶製造中的應用又具有其獨特性,這跟船舶本身的加工和應用特點以及激光製造係統的特性息息相關(guan) 。那麽(me) ,激光在船舶中具體(ti) 有哪些應用呢?這期小編先為(wei) 大家講解激光切割在船舶中的應用。
(1)船舶的切割特點
船舶行業(ye) 對於(yu) 船體(ti) 分段轉配精度要求高,構架轉配間隙必須控製在1mm範圍。以往船舶製造企業(ye) 一般采用等離子對肋板下料時,為(wei) 了保證裝配間隙,在肋板上均設置修割餘(yu) 量,這需要在現場裝配時手工進行修割,修割質量參差不齊,割縫內(nei) 殘留氧化物,同時增加了裝配工作量,裝配周期增長,致使整個(ge) 分段建造周期延長。
(2)激光切割在船舶中的應用優(you) 勢
近幾年,"精密造船"和"快速造船"成為(wei) 船舶製造業(ye) 發展的主要趨勢,激光切割技術得到了快速發展,占據了整個(ge) 激光加工行業(ye) 的70%以上。船舶製造行業(ye) 主要以鋼板原料為(wei) 主,使用激光切割板材,可代替一些需要采用複雜大型模具的衝(chong) 切加工方法,大大縮短生產(chan) 周期和降低成本。采用激光切割機下料取消了裝配餘(yu) 量後,消除了現場修割的現象,減少了人工和材料浪費,構架裝配速度明顯加快,裝配質量提升顯著。
目前,船舶行業(ye) 船體(ti) 板材零件下料方式主要采用火焰切割、等離子切割、剪切加工以及激光切割。其他切割方式相對於(yu) 激光切割有諸多不足,例如火焰切割與(yu) 等離子切割割縫寬、切割精度差,易產(chan) 生有害氣體(ti) ,環境汙染大。而激光切割對於(yu) 船板切割來說,具有切割精度高,熱變形小,減少二次加工(如銑邊、鑽孔等)、轉運、打磨,尤其小圓、小孔、曲麵加工等優(you) 點,符合船體(ti) 分段轉配精度要求,能充分保證構架裝配間隙控製在1mm範圍,但其在鋼材方麵的實用切割速度相對等離子切割要差。

低碳鋼在不同切割方式下切割速度與(yu) 切割厚度的關(guan) 係
低碳鋼在不同切割方式下切割效果
在船舶製造領域,激光切割避免了等離子對肋板下料時,為(wei) 了保證裝配間隙,而在肋板上設置修割餘(yu) 量,並通過人工進行修割,造成修割質量參差不齊的情況的發生。從(cong) 而減少裝配的工作量、裝配周期、材料與(yu) 人工成本浪費。
通過激光切割的船用鋼板,割縫質量好,切口麵垂直性好,無掛渣,氧化層薄,表麵光滑,無需二次加工,可直接焊接,且熱變形小,曲線切割精度高,減少配合工時,實現無障礙切割高強船板。
(3)激光切割在船舶中的應用缺點
在國內(nei) 船舶行業(ye) ,激光切割並未占據主導地位,主要原因包括:①激光切割成本相比傳(chuan) 統切割方法高;②激光切割的大型設備不適合船舶行業(ye) 的製造特點,如現場施工、分段作業(ye) 、工作環境複雜等;③切割效率沒有明顯優(you) 勢,尤其是船舶行業(ye) 的厚板切割;④激光設備維護複雜對工人要求高、成本高等。針對船舶舾板工作對切割機的特殊要求和船體(ti) 結構所用型材加工形狀的多樣性,就目前行業(ye) 的現狀情況。
截至2017年11月,中國造船業(ye) 全年新接訂單量超越了韓國,躍居全球第一。但是,中國在船用設備領域研發投入嚴(yan) 重不足,造船過程的綠色技術還比較落後,高端造船能力與(yu) 日韓仍有差距。
激光加工作為(wei) 一種非接觸、非汙染、低噪聲、節省材料的綠色加工技術已開始呈現出數字自動化、智能柔性化加工特點,隨著我國自主研發的高功率激光器也開始規模化進入裝機階段,這迫使進口激光器產(chan) 品開始進一步降價(jia) 。
激光加工係統裝備市場空間有望逐步打開,激光切割、焊接技術在船舶行業(ye) 得到大規模普及指日可待。
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