黃翔宇，周德命，黃清華，劉凱新，鄭金明

（中船黃埔文沖船舶有限公司，廣州，510715）

1 前言

半自動(dòng)角焊機(jī)是船廠普遍使用的焊接設(shè)備，主要應(yīng)用在部件拼裝和分段制作。在部件拼裝、分段制作等方面，應(yīng)用半自動(dòng)焊技術(shù)較為嫻熟，但在船臺(tái)未進(jìn)行使用。在船臺(tái)主要采用手工CO2焊，存在以下問(wèn)題：

（1）對(duì)于人員技能要求相對(duì)較高，需要進(jìn)廠2 年工齡以上的人員及持有二類焊工證，才能進(jìn)行施焊；

（2）耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，以H1192 上建902 分段焊接為例，每天工作8 小時(shí)，4 個(gè)焊工需要2 天時(shí)間焊接完，焊完后需要4 個(gè)焊工補(bǔ)焊1 天，2 個(gè)打磨工打磨2 天；

（3）人員勞動(dòng)強(qiáng)度較高，后期質(zhì)量不可控。由于焊工需要長(zhǎng)時(shí)間握著焊槍蹲著焊接，在作業(yè)前1～2 小時(shí)焊接質(zhì)量和效率相對(duì)會(huì)比較穩(wěn)定，但到了后期人員比較疲勞焊接的質(zhì)量和效率也相應(yīng)會(huì)降低，焊縫的成型差也會(huì)給后工序帶來(lái)大量的補(bǔ)焊和打磨工作。

解決船臺(tái)手工CO2焊中存在的問(wèn)題，主要依靠半自動(dòng)角焊機(jī)拓展應(yīng)用。目前我司半自動(dòng)角焊機(jī)在部件拼裝和分段制作方面的應(yīng)用較為廣泛，但未在船臺(tái)分段搭載上應(yīng)用。主要原因：一是船臺(tái)分段下口受到防變形加強(qiáng)排的限制；二是傳統(tǒng)施工工序無(wú)法滿足拓展應(yīng)用后的質(zhì)量控制；三是現(xiàn)有的半自動(dòng)角焊機(jī)在船臺(tái)復(fù)雜環(huán)境下焊縫成型質(zhì)量難以保證。為此，經(jīng)過(guò)組織施工、工藝、質(zhì)量等各方面人員共同研究、改進(jìn)、將半自動(dòng)角焊機(jī)拓展應(yīng)用在H1192 船901、902 分段非結(jié)構(gòu)面通道位置，取得顯著效果。

2 半自動(dòng)角焊機(jī)拓展應(yīng)用的難點(diǎn)

2.1 船臺(tái)分段下口受到防變形加強(qiáng)排的限制

為了控制分段變形，在分段合攏口100 mm 左右非結(jié)構(gòu)面設(shè)置有一道寬100 mm、厚10 mm 的防變形加強(qiáng)排，它能夠有效控制因焊接熱輸出、吊運(yùn)等原因?qū)е碌谋诎遄冃?，但同時(shí)導(dǎo)致半自動(dòng)焊角焊機(jī)的行走機(jī)構(gòu)無(wú)法在該位置進(jìn)行行走焊接。

2.2 施工工藝無(wú)法滿足質(zhì)量控制要求

拆排工序一般在焊接后進(jìn)行，裝配定位卡馬等一般在非結(jié)構(gòu)側(cè)，這些都加大了半自動(dòng)焊角焊機(jī)拓展應(yīng)用的難度；半自動(dòng)焊技術(shù)需要先打磨清潔好，并對(duì)周圍環(huán)境的清潔要求較高。

2.3 焊縫成型質(zhì)量難以保證

船臺(tái)是一個(gè)交叉作業(yè)環(huán)境，使用半自動(dòng)焊角焊機(jī)如何避免環(huán)境影響保證焊縫成型質(zhì)量是難點(diǎn)之一；另外打磨清潔進(jìn)度和半自動(dòng)角焊機(jī)速度的匹配、焊絲電流電壓等工藝參數(shù)的選取等，都需要進(jìn)行一定改進(jìn)才能保證質(zhì)量。

3 半自動(dòng)角焊機(jī)拓展應(yīng)用措施及試驗(yàn)

3.1 拓展應(yīng)用措施

（1）拆除船臺(tái)分段下口防變形加強(qiáng)排

在控制分段變形的大前提下，結(jié)構(gòu)側(cè)焊接完冷卻后，拆除非結(jié)構(gòu)側(cè)下口加強(qiáng)排。

（2） 改進(jìn)施工工藝

① 裝置定位焊統(tǒng)一要求在結(jié)構(gòu)側(cè)進(jìn)行作業(yè)，定位卡馬統(tǒng)一安裝在結(jié)構(gòu)側(cè)；

② 分段定位好后：首先開展定位焊作業(yè)；接著開展結(jié)構(gòu)側(cè)打磨清潔作業(yè)；然后開展結(jié)構(gòu)側(cè)手工CO2焊；在焊縫冷卻后開展拆排作業(yè)；最后進(jìn)行非結(jié)構(gòu)側(cè)打磨清潔作業(yè)，及半自動(dòng)焊焊機(jī)焊接作業(yè)。

（3）施工參數(shù)及管理優(yōu)化

① 通過(guò)試驗(yàn)及結(jié)果檢驗(yàn)，匹配打磨清潔進(jìn)度和焊機(jī)速度，確定打磨清潔和焊機(jī)焊接的時(shí)間差，降低相互影響的風(fēng)險(xiǎn)；

② 通過(guò)試驗(yàn)及結(jié)果檢驗(yàn)，確定船臺(tái)搭載時(shí)半自動(dòng)焊接的焊絲電流、電壓等工藝參數(shù)；

③ 交叉作業(yè)情況下，在通道里板等位置標(biāo)識(shí)合攏焊接，其它割焊作業(yè)也保護(hù)焊縫等。

3.2 應(yīng)用試驗(yàn)情況

依據(jù)上述各項(xiàng)措施，在我司建造的H1192 產(chǎn)品船901 分段進(jìn)行半自動(dòng)化角焊機(jī)拓展應(yīng)用試驗(yàn)，使用效果較差，焊縫成型效果不理想。

3.3 改進(jìn)分析

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)：半自動(dòng)焊機(jī)的焊縫成型好壞與非結(jié)構(gòu)側(cè)的裝配定位焊大小和裝配間隙關(guān)聯(lián)度極高。

（1）定位焊焊段大小影響

定位焊焊段偏大，焊接時(shí)只要經(jīng)過(guò)定位焊位置焊縫都會(huì)鼓起，造成焊接成型差。

（2） 裝配間隙影響

裝配間隙大造成焊角過(guò)大，并容易產(chǎn)生變形及咬邊。

為此，作出如下調(diào)整：拆排前，裝配定位焊時(shí)要求在壁板結(jié)構(gòu)側(cè)進(jìn)行定位焊作業(yè)；經(jīng)過(guò)調(diào)整后，結(jié)合上述各項(xiàng)措施，角焊機(jī)焊接成型質(zhì)量得到較大提高。如圖1、圖2。

圖1 焊縫光順縱向成型效果

圖2 焊縫橫向成型效果

3.4 改進(jìn)措施梳理

經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，焊接成型質(zhì)量良好。并梳理有益的改進(jìn)措施：

（1）改進(jìn)船臺(tái)分段下口防變形加強(qiáng)排拆除時(shí)機(jī)：在結(jié)構(gòu)面焊接完并冷卻后進(jìn)行拆除作業(yè)。

（2） 改進(jìn)工藝及工序

工藝上：裝配定位焊統(tǒng)一要求在結(jié)構(gòu)側(cè)進(jìn)行作業(yè)，定位卡馬也統(tǒng)一要求安裝在結(jié)構(gòu)側(cè)。

工序上：在分段定位好后，首先在結(jié)構(gòu)側(cè)開展定位焊作業(yè)，接著開展結(jié)構(gòu)側(cè)打磨清潔作業(yè)，然后開展結(jié)構(gòu)側(cè)手工CO2焊施工，在焊縫冷卻后，組織開展拆排作業(yè)，接著進(jìn)行非結(jié)構(gòu)側(cè)打磨清潔作業(yè)， 最后進(jìn)行非結(jié)構(gòu)側(cè)半自動(dòng)焊接作業(yè)。

（3）船臺(tái)搭載半自動(dòng)角焊機(jī)施工參數(shù)

打磨清潔后半天內(nèi)開展半自動(dòng)焊接作業(yè)，不會(huì)相互影響。

船臺(tái)上建分段搭載時(shí)半自動(dòng)焊接的焊絲、電流、電壓等工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 Φ1.2 藥芯焊絲使用的焊接參數(shù)

（4）其他管理事宜

交叉作業(yè)情況下，使用油性筆在通道壁板等位置標(biāo)明合攏焊接作業(yè)，其他割、焊作業(yè)請(qǐng)注意保護(hù)焊縫。

管理人員根據(jù)施工計(jì)劃判定，如該位置大面積交叉作業(yè)，要求采用白色紙質(zhì)膠條進(jìn)行貼護(hù)，并要求在焊接作業(yè)前進(jìn)行清掃，拉開白色紙質(zhì)膠條開展焊接作業(yè)。

4 半自動(dòng)角焊機(jī)拓展應(yīng)用效果

（1）質(zhì)量有所提高：半自動(dòng)角焊機(jī)與手工CO2焊相比，焊縫成型質(zhì)量和船外觀質(zhì)量得到明顯提高；

（2）施工技能要求低：設(shè)備操作簡(jiǎn)單，有一定基礎(chǔ)的焊接人員經(jīng)過(guò)2、3 天的培訓(xùn)基本能夠掌握操作要領(lǐng)；手工CO2焊需要進(jìn)廠2 年工齡以上的人員及持有二類焊工證，才能進(jìn)行施焊，作為對(duì)比，半自動(dòng)角焊機(jī)拓展應(yīng)用后技能要求降低明顯；

（3）勞動(dòng)強(qiáng)度有效降低：原來(lái)焊工需要長(zhǎng)時(shí)間握著焊槍蹲著焊接比較疲勞，焊接質(zhì)量和效率也相應(yīng)降低，焊縫成型差帶來(lái)大量的補(bǔ)焊和打磨工作；半自動(dòng)角焊機(jī)拓展應(yīng)用后，人員只需蹲姿觀察設(shè)備行走的焊接角度和熔池變化，并適時(shí)調(diào)節(jié)設(shè)備角度和速度，勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低。同時(shí)焊縫質(zhì)量相對(duì)較高，不需要過(guò)度打磨。

（4）工效明顯提高：半自動(dòng)角焊機(jī)和手工CO2焊工效對(duì)比，見(jiàn)表2。

表2 工效對(duì)比

（5）工時(shí)耗費(fèi)下降：焊后補(bǔ)焊、打磨工作量少，工時(shí)耗費(fèi)明顯下降。

以H1192 船902 分段焊接為例，成本節(jié)約統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

表3 項(xiàng)目節(jié)約成本統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)在H1192 船901、902 分段非結(jié)構(gòu)面通道位置進(jìn)行半自動(dòng)角焊機(jī)的拓展應(yīng)用，焊接效率和質(zhì)量均有所提升，勞動(dòng)強(qiáng)度有所降低，而且設(shè)備操作簡(jiǎn)單易學(xué)，相應(yīng)工藝、管理方法也逐漸成熟，為后續(xù)更大范圍推廣船臺(tái)搭載半自動(dòng)角焊機(jī)積累了經(jīng)驗(yàn)。