海洋工程焊接技术现状分析

孙金伟

摘 要：海洋工程制造业是我国近年来重点关注的行业之一，其目前是我国高端装备制造业的主要发展方向，也是我国海洋发展目前最重要的方向之一。在海洋工程所使用的材料的要求比较高，所以在焊接中就会面临在其他工程中没有遇到的问题。本文就相关内容进行了简单介绍，首先阐述了焊材选择以及注意事项，并对海洋工程中关键焊接技术进行了一定的分析研究，最后就相关技术未来的发展需求进行了简单分析，希望通过本文可以有效地提高我国海洋工程的建设，使我国相关行业有更大的进步。

关键词：海洋工程；焊接技术；焊材选择

中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0075-02

焊接技术指的是通过特殊工艺，借助相关材料将不同零件连接在一起的方法。这种技术在日常生活中的应用非常广泛。海洋工程的施工技术也是以焊接技术为主，但是我国在相关方面与发展较早的国家还有一定的差距，为这一行业的发展带来了一定的阻碍。所以只有加快海洋工程焊接技术的提高，才能促进其进一步发展。

1 焊材选择和注意事项

当前我国海洋工程一直在不断地进步，工程的规模也在逐渐扩大，所以在材料的选择上也有了更多的要求，其中最重要的就是在钢材选择上需要硬度大，厚度高的材料，所以在施工之前进行选材、加工工艺等环节都需要通过严格的控制，才能使最终工程的质量可以得到保证。因为材料的厚度较厚，在焊接中就更容易出现工艺故障，导致工程的质量会随之降低，使工程不能达到预想的效果。而且因为海洋工程的使用条件比较特殊，会长期受到海水和风浪的侵蚀，如果在施工中就存在缺陷，在使用中就非常容易发生事故。所以在焊材选择上需要特别注意，尤其是经过焊接之后，焊缝的低温冲击韧性和断裂韧性指标需要进行重点控制。

在工程施工过程中需要考虑以下几点：第一点是在材料选择过程中，不能只是局限在实验室中所获得的测试结果，需要考虑制作单位在制作过程中的质量要求，以满足工程要求。第二点是从建筑成本与建筑质量两个方面进行考虑，因为海洋工程在质量上的要求较高，消耗的资金量比较大，所以在进行施工的过程中，一定要从两个方面进行考虑，不能过于注重质量而导致浪费大量的资金，但也不可过于控制成本支出[1]。第三点是在焊接中，焊接工作会对人的皮肤产生一定的影响，所以要进行焊接工艺的优化工作，减少焊接工艺对人身体的影响。

2 海洋工程制造中关键焊接技术的分析研究

2.1 高强钢焊接技术

在海洋工程所使用的钢材多是高强钢，这类钢材具备较好的强度，在海洋工程中可以更好的保证工程质量。在其焊接接头中的各项指标中，最重要的就是韧性，这一指标的含义是其在受到外力影响下抵抗开裂以及抵抗其发展的能力，是强度和塑性的双重表现，只有具备良好韧性，才能满足海洋工程的要求。在一些比较常见的钢材中非常容易出现裂缝现象，因为在这些钢材在焊接中会经过快速升温以及快速降温的过程，导致其焊接部位和热影响区的性质出现变化，使其塑性和韧性都比较低。但是如果冷却速度保持在某一合理状态下，就可以保证其韧性和塑性都处在最佳状态。简而言之，在确定使用某一材料之后，对其焊接质量会产生影响的是热输入，要想保证焊缝的有保证必须找到这种材料的热输入。所以在进行海洋工程施工的过程中，必须通过实验获得最准确的数据。要想保证高强钢在焊接技术还要保证以下几个方面：第一点是焊接中各方面的选取，需要按照实际要求进行，例如焊接工艺、焊接接頭等[2]。第二点是对焊接过程的温度需要进行合理控制。第三点是控制焊接接头的冷裂纹。第四点是避免特殊接头出现层状撕裂的问题。第五点是要进行焊接接头的断裂韧性试验。

2.2 铝合金焊接技术

铝合金因为其质量较小，而且耐腐蚀性较高，所以其在国际上已经越来越受重视。通过使用铝合金可以将船舶的重量降低，使其性能更好。现阶段铝合金材料已经从一些比较高端的行业应用到了一些新兴行业之中。在一些相关行业发达的国家，铝合金的使用要比我国多很多，而且焊接技术也更好[3]。我国现阶段在铝合金的焊接上与国际还有较大差距，在实际使用中的适用范围也比较狭窄。我国很少将铝合金应用在船舶或者其他海洋工程中，因为缺乏相关的设备，所以在施工中会受到更多的限制。

2.3 钛合金材料的焊接技术

钛合金在海洋工程中具有先天优势，因其本身的耐腐蚀性和强度方面都比较好，而且对海水以及海洋大气的腐蚀性有更好的抗性，所以非常适合使用在海洋工程中。在制造一些轻型海工装备中经常应用钛合金，对提高海洋装备的性能促进海上作业的能力和安全角度有很大的优势。对于海洋建设来说，钛合金材料可以良好的促进其发展，所以需要先进的钛合金焊接技术使其可以发挥更大作用。美国等国家将钛合金应用在了航母的制造上，因为这些国家在相关焊接工艺方面比较先进，我国在上世纪也开始研究钛合金的相关技术，现阶段已经获得了一定的成果，已经可以满足海洋工程的一些基本应用[4]。

但是在钛合金相关技术发展的过程中，我国还有很多方面出处在研究阶段，与一些相关技术先进的国家还有很大的差距，例如怎样在控制舰船钛合金焊接，怎样良好的控制氢与焊接应力等方面的研究中还没获得较好的成果。这一方面已经成为限制我国这一技术发展的最大难题，也是国内外技术差距的体现。现阶段我国在钛合金焊接技术应用上的研究比较落后，使得钛合金焊接的相关方面处在比较落后的位置[5]。

3 未来发展需求

我国与其他国家进行了很多海洋工程方面的合作，相关技术逐渐趋向成熟。从技术角度看，已经基本可以满足我国的发展需求，但是还存在一定的问题，下面就简单阐述在未来还需要继续努力的方向。

首先是焊接材料方面，我国现阶段在普通的焊接材料以及焊接工艺上已经可以很好地满足需求，但是在一些比较高端的材料方面无论是技术还是材料的储量上都不容乐观。尤其是在钛合金与铝合金等在海洋工程中金属的使用中，经常会遇到各方面的问题。其次是焊接工艺上，工艺技术还是相对落后，例如高强钢等方面，焊接工作的效率很低。而且在高强钢的焊接中，焊接残余应力比较高，各种因焊接工艺出现的形变等问题对海洋工程的影响非常严重。最后是，我国在海洋工程焊接工艺的设备还处在落后状态，因为没有较好的设备作为支持，所以在焊接工艺创新上会面临更多难题[6]。如果不能解决设备问题，就无法使焊接工艺有更大的进步。

4 结语

随着各行业的需求，焊接技术在逐渐发展，其与越来越多的技术相结合，产生了更加先进的综合技术，将这些技术应用在需要的行业中，促进相关行业再次进步。在海洋工程业中，我国在不断地研究中已经找到前进的方向，只要保证相关技术可以获得一定的突破，就可以为其发展提供动力。通过发展高效的焊接技术，将其中一些难题全面解决，可以促进这一行业的发展，使我国可以在国际上的地位可以再次提升。

参考文献

[1]毕齐林，刘志军，陈文宇.国内外船舶与海洋工程类应用型本科创新培养实验教学对比[J].广州航海学院学报，2017，25（02）：59-60.

[2]闫小顺，黄小平，崔维成.海洋结构物疲劳裂纹扩展寿命的一种工程预报方法（英文）[J].船舶力学，2016，20（03）：323-334.

[3]崔银秋，牛玉欣，田俊峰，张浩强.海洋工程自主空间信息技术应用与服务前景[J].中国港湾建设，2016，36（04）：71-76.

[4]张巧霞，许沫，王秀通，李红，韦秦怡.重防腐涂料在海洋工程钢结构中的研究进展[J].装备环境工程，2015，12（04）：60-65.

[5]饶欢欢，彭本荣，刘岩，郑苗壮.海洋工程生态损害评估与补偿——以厦门杏林跨海大桥为例[J].生态学报，2015，35（16）：5467-5476.

[6]徐丽萍，毛杰，张吉阜，邓畅光，刘敏，周克崧.表面工程技术在海洋工程装备中的应用[J].中国材料进展，2014，33（01）：1-8+31.endprint