科技成果公示材料

项目名称：船舶工业复合高效焊接技术及其应用

提名单位意见：该项目立足于我国船舶工业发展现状，面向新旧动能转换重大工程部署中船舶制造产业升级的迫切需求，有针对性地突破了船舶焊接机械化、自动化水平低，高端产能不足、低端产能过剩等行业瓶颈问题，形成了以船舶工业为技术应用终端，集复合焊接与自动焊接为一体的复合焊接技术体系，取得了包括船用钢板多弧复合焊接技术、船用钢板激光-KTIG匙孔空间重构焊接技术、船用自动焊工装等多项创新成果。项目组获得国家zhuanli10项，其中发明zhuanli6项、发表学术论文8篇。参照山东省科学技术进步奖授奖条件，提名申报山东省科学技术进步奖。

项目简介：

本项目立足于我国船舶工业发展现状，面向新旧动能转换重大工程部署中船舶制造产业升级的迫切需求，有针对性地突破了船舶焊接机械化、自动化水平低，高端产能不足、低端产能过剩等行业瓶颈问题。项目组以山东半岛蓝色经济区作为发展平台，在山东省海洋经济创新区域示范项目的支持下，以新兴涉海涉船产业及装备为技术需求，逐步形成了以船舶工业为技术应用终端，集复合焊接与自动焊接为一体的船舶焊接技术体系，推动山东省船舶工业深化结构调整和快速转型升级。获得了如下技术成果：

1.船用钢板多弧复合焊接技术：针对船用4-8mm薄板焊接，提出等离子-TIG复合焊接技术，实现了稳定的单面焊双面成型，简化了焊前准备工作。针对船用8-15mm的厚板焊接，提出了等离子-MIG复合焊接位置调控与磁场相位复合调控技术，利用等离子-MIG复合多弧协同调控与熔池复合深熔效应，显著提高接头质量和焊接效率。

2.船用钢板激光-KTIG复合焊接技术：针对船用钢板焊接，采用激光-KTIG同轴/旁轴复合方式，实现两个小孔空间重构，电弧在小功率激光诱导条件下实现了船用钢板的无坡口单面焊双面成形。提出了脉动负压激光增强型锁孔TIG焊接工艺，通过光纤激光束的增强作用，使锁孔TIG在熔池底部实现稳定小尺寸匙孔形状动态调控，保证焊接过程的稳定性，改善了锁孔TIG的焊接质量。脉动负压环境对电弧形态的有效约束，减小了焊缝热影响区，增强了电弧穿透力；同时脉动的负压状态可使电弧产生震荡作用，对熔池具有搅拌的效果，细化了焊缝组织。另一方面，电弧对工件表面的软化作用，稀释了光致等离子体和金属蒸汽，降低了金属表面对激光的反射率，提高了激光利用率，进一步实现焊缝质量和焊接效率的提升与优化。

3. 船舶自动焊接与机器人离线编程技术：针对双层底船舶焊接、船体合拢焊接等密闭舱体焊接作业任务，进行机器人弧焊离线编程与仿真系统的基本支撑技术以及弧焊应用中的自动编程技术研究，进而研制出一套功能较全的、智能化的机器人弧焊离线自动编程系统，该系统包含了三维建模、路径规划、焊接参数控制、焊缝跟踪以及多机器人协调作业等功能模块。该系统可以在提高船舶焊接效率和焊接质量的同时，使操作者在远离恶劣现场的环境下，离线控制焊接机器人完成焊接任务，对实现高效、高速、智能化焊接具有重要意义。

客观评价：相关专家认为该项目研发的多弧复合焊接技术以及船舶自动化焊接技术，首先利用了热源之间的复合，实现了低线能量条件下的船舶工业的高效焊接，利用与其他形式能量的耦合解决了电弧之间的耦合排斥问题，同时针对造船的部分结构实现了了机器人自动化焊接，技术创新优势明显。

推广应用情况：相关技术在威海东海船舶修造有限公司等企业获得了应用。