船舶制造業中所需要采用到的激光技術應用

來源:博特激光    關鍵詞:船舶制造, 激光焊接, 激光切割, 激光清洗,    發布時間:2018-12-14

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激光技術自問世以來,便受到了社會的廣泛關注,被稱為二十世紀的四大發明之一。隨著時代的不斷發展,激光技術的應用也在不斷發生轉變。近些年來,激光器的功率不斷提升,其應用也逐漸向重型工業制造領域滲透。而在船舶制造業中,激光切割、焊接、清洗工藝已經開始取締一些舊有工藝,對整個造船產業帶來了一定影響。目前,歐美及日本主要的大型船廠已大量采用激光加工技術。


 

激光切割在船舶工業中的應用:

船舶行業對船體分段轉配精度的要求非常高,構架轉配的間隙必須控制在1mm范圍以內。在以往,船舶制造企業一般采用等離子切割對肋板下料,為了保證裝配間隙達標,在肋板上均設置了修割余量,需要在現場裝配時進行實地手工修割,最后得到的修割的質量參差不齊。手工修割會導致割縫內殘留氧化物,同時,也增加了裝配的工作量,延長了裝配周期,致使整個分段建造周期大幅延長。

 

目前,在船舶行業中,船體板材零件的下料方式主要有火焰切割、等離子切割、剪切加工以及激光切割幾種。相對于激光切割,其他的切割方式在許多方面存在不足,比如火焰切割與等離子切割會導致割縫寬、切割精度差,容易產生有害氣體,對環境造成的污染較大等問題。而通過激光切割的船用鋼板,割縫質量好,切口面垂直性好,無掛渣,氧化層薄,表面光滑,無需二次加工,可直接焊接,且熱變形小,曲線切割精度高,有效減少配合工時,實現無障礙切割高強船板。

 

近些年來,"精密造船"和"快速造船"成為船舶制造業發展的主要趨勢,激光切割技術得到了快速發展。船舶制造業主要以鋼板原料為主,使用激光對板材進行切割,可以代替一些需要大型模具沖切的加工方法,大大縮短生產周期,同時降低加工成本。采用激光切割機下料取消了裝配余量,消除了現場修割的現象,減少了人工和板材浪費,構架裝配速度明顯加快,裝配質量提升顯著。

 

雖然激光切割優勢明顯,在應用方面也存在許多問題。目前,在國內的船舶行業中,激光切割并未占據主導地位。主要原因在于激光切割成本相比傳統切割方法更高;激光切割的大型設備不適合船舶行業的制造特點,如現場施工、分段作業、工作環境復雜等等;激光切割在效率方面并沒有明顯優勢,尤其是船舶行業對于厚板的切割;激光設備維護復雜,對工人要求高、維護成本高等。 

激光焊接在船舶工業中的應用:
 

自進入二十一世紀以來,先進制造技術的蓬勃發展,對船舶焊接技術的發展提出了更高要求,使船舶焊接技術在廣度和深度方面均產生了質的飛躍。新鋼材、新焊材、新焊接工藝、新焊接設備不斷出現,對船舶焊接技術產生了巨大影響。

 

激光焊接機技術發展初期,大多是對薄壁材料進行低速焊接。隨著更高功率激光器的不斷面世,激光焊接的應用逐漸向重工業領域滲透。相較于傳統的焊接工藝,激光焊接工藝擁有諸多優勢,比如,可以進行更加精準深入的焊接;船體構件配合好,能夠迅速形成型材;對焊接環境的要求更低,不需要在真空或者稀有氣體環境中作業;焊接更靈活,可以避免近距離接觸,使得施工安全性得到更好的保障。

 

隨著焊接方法、工藝和設備的穩步發展,大型艦船制造方法逐漸實現由鉚接到焊接的變革。從早先的氣焊、電弧焊,發展到如今的激光焊。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。隨著激光設備的不斷提升和工藝的完善,激光焊接將在船舶制造商得到更多應用。

 

激光清洗技術在船舶上的應用:

船舶在經過長時間的使用后,船體容易出現老化、腐蝕等現象。因此,需要一些工藝對船體進行翻新處理。傳統方式是采用噴砂工藝進行處理,近年來,激光清洗技術在這方面顯現出很大應用潛力。

 

雖然,目前的噴砂工藝相對成熟,效率較高,但仍有其技術缺陷,比如在預處理的毛化度上是超標的。在豪華郵輪等高端船舶上無法使用噴砂工藝,其對環境的造成的污染,以及給長期從事噴砂作業的工人身體帶來的傷害也不容小覷。噴砂工藝污染嚴重,不符合國家環保政策的要求和國民利益。而且,除了鋼砂之外,該項作業對水、電力和人工的消耗也極大。 深圳博物特激光官方網站

 

目前,在國家大力推進制造業轉型升級的大背景下,先進激光清洗技術愈加受到重視。相較于噴砂、化學藥劑清洗、機械打磨等傳統清洗方式,激光清洗機擁有對基底無損傷,微米級精準控制,節能環保等眾多優勢,將在工業領域取締一些傳統清洗方式。 

這種新型清洗技術在飛機、艦船、橋梁等大型裝備領域,以及飛機零部件、電氣產品等精密部件精確除漆領域擁有非常廣闊的前景。目前,激光清洗市場尚處于培育階段。不論是從環保方面來講,還是技術更新以及未來的實際操作方面來講,噴砂工藝都終將被先進技術所取代。而激光清洗技術被認為是目前最可靠、最有效的解決辦法。

 

除了船舶之外,港口機械、石油平臺以及集裝箱等船舶相關產業領域,也需要進行大量的噴砂作業。在未來,這些作業很有可能逐步被更環保、人性化的激光清洗所取代。

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