金陵船厂将建泰坦尼克2号透析激光在船舶行业的应用

2013-03-01 10:28

　　一、激光加工在船舶工业中的应用

　　在20世纪90年代中期，激光作为一种重工业制造工具用于造船工业。大型舰船制造方法逐渐实现由铆接到焊接的变革，焊接方法、工艺和设备也稳步发展，从早先的气焊、电弧焊，发展到激光焊。造船技术的不断发展，带动了造船材料和船舶设计的重大变化。图1所示为造船工业中三明治夹层板的激光焊接。

　　图1 造船工业中“三明治”板的激光焊接

　　一项调查显示，在船体建造中，焊接工时约占船体建造总工时的30%~40%，焊接成本约占船体建造总成本的30%~50%。船舶焊接质量是评价造船质量的重要指标，焊接生产效率是影响造船产量与生产成本的主要因素之一。因此，采用全新的激光焊接技术对造船企业在国际竞争中具有独特的技术优势。

　　欧美及日本主要的大型船厂已大量采用激光加工技术，例如美国在最新建造的新型船舶上广泛使用高强度，低合金钢的T型构件，采用激光焊接技术，使船舶的重量大大降低。船体平板为了适应海洋流力学的需要，都被设计成具有复杂的三维曲率形状，激光辅助平板成型技术可以代替费力、费时、具有一定的危险性的机械加热成型工艺，应用前景良好。日本的Kawasaki重工等造船企业已经安装了高功率激光平板切割系统。德国的Meyer Werft也安装了四台12KW的CO2激光器，用来焊接不同长度的船体加强杆。

　　早期日本的一些船厂就使用激光切割设备获得了准确的切割尺寸和良好的切割质量，并从中受益。1992年，Vosper Thornycroft在欧洲船厂安装了第一台激光切割设备。90年代中、后期，欧洲船厂纷纷安装了用于焊接和切割的成套设备。在美国，Bender 船厂是第一家使用高功率激光切割设备的船厂。1999年Bender 使用6KW的Tanaka LMX Ⅲ激光器，在制造成本和质量上取得了巨大进步。2001年，联邦电动船部在其移动实验室安装了4KW的ESAB系统。激光切割设备在Bender的应用，引起了对发展高效激光焊接技术的关注。下面几个图为激光制造技术与系统在欧洲几个船厂的应用实例。

　　图2 Vosper Thornycroft船厂在欧洲最先使用激光切割设备

　　图3 Meyer Werft船厂采用的船板焊接头

　　图4 Odense船厂采用的Triagon激光焊接头