造船焊接设备现状及发展

方臣富,江苏科技大学焊接系,船舶焊接设备的现状及发展,造船工业发展概况(1),造船工业是战略性产业-为海军、航运和海洋工程提供装备造船工业是”朝阳产业”-海洋领土资源运输毛泽东号召:我们一定要建设一支强大的海军邓小平指示:中国的船舶要出口，要打入国际市场胡锦涛指示:努力成为世界造船大国-强国。,军舰,造船工业发展概况(2),造船工业发展概况(3),航空母舰,民用运货船,造船工业发展概况(4),海洋钻井平台,造船工业发展概况(5),建造中的滚装船,造船工业发展概况(6),杭州跨湖桥文化(距今约有7000年)-独木舟郑和下西洋-(距今约有600年)-郑和宝船江南造船厂(1865年创建的江南机器制造总局至1949年)-钢质船50余万吨,我国造船历史悠久,造船工业发展概况(7),19952004年日韩中三国造船完工量及占世界比重单位：万总吨,造船工业发展概况(8),2000-2004年中国造船完工量增长情况,造船工业发展概况(9),2005年-船船产量1212万载重吨2006年-船船产量1400万载重吨工业总产值将超过1500亿元船舶出口金额将突破50亿美元2015年-中国造船产量将达到2400万吨，占世界市场的份额将达到35以上。2020年-造船技术水平达到或接近世界先进水平成为世界第一造船大国。,造船工业发展概况(10),造船工业发展目标,上世纪50年代西欧-日本(日本以10年成为世界第一造船大国)上世纪70年代日本-韩国(韩国21世纪初成为世界第一造船大国)世界造船业的老三极分布格局日本韩国欧洲世界造船业的四极分布格局韩国日本中国欧洲世界造船业的新三极分布格局中国韩国日本,造船工业发展概况(11),近代世界船舶工业基地演变,三大造船基地:长江口(半壁江山)环渤海湾(四分之一)珠江口(五分之一)五大造船城市(造船总量的70):上海、大连、广州、南通、泰州八大船舶产业集聚区:上海、江苏南京至南通长江沿线、广州、大连、浙江舟山至温州沿海、山东胶东半岛、福建厦门,中国船舶工业布局,船舶工业发展概况(12),世界造船模式的演变发展,第一级,第三级,第二级,第五级,第四级,分段造船模式,整体造船模式,分道造船模式,集成造船模式,敏捷造船模式,造船厂电焊机的使用现状(1),中国船舶工业集团公司,中国船舶重工集团公司,中远川崎,第三级,第二级,第一级,地方主要造船厂,规模较大的民营造船厂,我国船厂造船模式概况,小造船企业沙滩船厂,造船厂电焊机的使用现状(2),第三级造船模式船厂焊机使用状况,平板拼接:CO2气保焊机、晶闸管式埋弧焊机平角焊、立角焊工艺:CO2气保焊机区域连接:气电立焊工艺(CO2气保焊机)管道焊接:TIG焊机和CO2气保焊机特点:CO2气保焊机焊接过程自动化为主导,造船厂电焊机的使用现状(3),第二级造船模式船厂焊机使用状况,平板拼接:CO2气保焊机、晶闸管式埋弧焊机平角焊、立角焊工艺:CO2气保焊机焊条电弧焊机分段焊接:CO2气保焊机焊条电弧焊机管道焊接:TIG焊机CO2气保焊机焊条电弧焊机特点:向CO2气保焊机焊接过程自动化为主方向发展,造船厂电焊机的使用现状(4),第一级造船模式船厂焊机使用状况,平板拼接:硅整流式多头焊条弧焊机弧焊变压器船体焊接:弧焊变压器管道焊接:弧焊变压器特点:焊条电弧焊接机开始应用晶闸管式CO2气保焊机,造船厂电焊机的使用现状(5),造船厂焊接设备的发展前景(1),特点：技术密集资金密集劳动力密集高效化焊接技术:提高劳动生产率缩短造船周期降低造船成本保证焊接质量改善劳动条件,造船行业特点与高效化焊接技术,推动高效化焊接发展的两大动力,CO2气体保护焊自动化焊接,造船厂焊接设备的发展前景(2),高效化焊接,为实现焊接生产过程机械化与自动化奠定基础减少焊工人数降低生产成本减少焊条的用量降低焊材与钢材的比例提高造船焊接效率缩短造船周期,造船厂焊接设备的发展前景(2),CO2气保焊的优点,利用弧焊逆变器控制性能优异，动特性好的特点，实现可靠引弧、最佳收弧、低飞溅或无飞溅焊接利用弧焊逆变器重量轻、体积小的特点，使得CO气保焊机非常适合造船厂焊机频繁上下船台、移动焊接工位、减少安装位置逆变式CO气保焊机效率高、功率因数高、购买价格快速下降，可减少用电成本和设备投资逆变式CO气保焊机本身具有信息交换、界面接口、显示存储的良好平台，特别适合作为自动化焊接系统的电源逆变式CO气保焊机本身具有功率数字化、控制数字化、管理数字化的基础，完全适应今后数字化焊接的要求、满足分道造船模式、集成造船模式和敏捷造船模式的需要。,造船厂焊接设备的发展前景(3),逆变式CO2气保焊机的优点,焊机工作时间长、使用电流大、工作环境差，造船过程上下道工序时空相关性强、造船周期越短,提高逆变式CO气保焊机的可靠性,造船厂焊接设备的发展前景(4),提高逆变式CO气保焊机的造船焊接工艺适应性,焊机结构强度、散热通风、防雨、防潮、防尘焊接电缆（控制电缆）、气管、送丝机和焊接电源便于拆卸和移动焊接电缆长度和干伸长补偿能力，方便进行功能转换和参数调节。,造船厂焊接设备的发展前景(5),软开关式逆变CO气保焊机最具推广应用前景,显著减少大功率开关管的开关应力显著减少开关损耗（降低焊机温度、减少电磁干扰）原理上大大提高逆变式CO气保焊机的可靠性,造船厂焊接设备的发展前景(6),我国与日本韩国的差距,年人均造船吨位、年人均产值和生产效率3项指标约差35倍每条船的建造工时数、每座船坞的年度造船数分别为日本的5倍、20%,造船厂焊接设备的发展前景(7),自动化焊接设备分类,机器人焊接系统成套自动化焊接设备焊接专机和简易自动化焊机装置,造船厂焊接设备的发展前景(8),按整体造船模式组织生产的小造船厂:规模小、资金投入少、产品档次低、技术力量薄弱最可能、最直接和最有效的选择:逐渐使用半自动CO2气保焊机代替目前广泛使用的弧焊变压器(1千个小造船厂平均每个使用10台，电焊机行业将增加1万台以CO2气保焊机的销售量),造船厂焊接设备的发展前景(9),第一级造船厂(地方游击部队),第二级造船厂(地方主力部队),1继续提高和扩大CO气保焊工艺的应用率和覆盖率2添置或增加平面分段流水线装焊设备3增加在车间焊接或现场焊接应用的刚性或半刚性的焊接专机4增加进行船形位置或平焊位置进行焊接的变位机械5增加自动平角焊机和立角焊机6增加管子装焊流水线7垂直气电立焊设备,造船厂焊接设备的发展前景(10),(大型船舶、特种船舶、高附加值船舶)1焊接工作量的90%以上将由CO气保焊工艺完成2高效化、自动化焊接率将达到日本和韩国水平焊接设备:CO气保焊机，平面（曲面）分段流水线装焊设备，气电立