中國報告大廳網(wǎng)訊，在全球船舶制造業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，船舶焊接作為船舶建造的關(guān)鍵工序，其技術(shù)發(fā)展趨勢備受關(guān)注。2025年，船舶焊接行業(yè)正處于重大變革的節(jié)點，自動化與智能化技術(shù)的深度融合成為推動行業(yè)發(fā)展的核心動力。這不僅源于市場競爭壓力和勞動力短缺問題的日益凸顯，也是行業(yè)追求更高質(zhì)量、更高效率生產(chǎn)的必然選擇。深入探究這一趨勢，對船舶制造業(yè)的持續(xù)進(jìn)步意義重大。
《2025-2030年中國焊接行業(yè)項目調(diào)研及市場前景預(yù)測評估報告》指出，船舶焊接在船舶建造中占據(jù)著極為重要的地位，其工時占比高達(dá)30%-50%。當(dāng)前，船舶總裝廠多為勞動密集型企業(yè)，人力成本在船舶總成本中占比頗高，約為30%，占售價的27%-28%，2023年前三季度國內(nèi)外大型船企船舶制造及維修業(yè)務(wù)的毛利率僅約6.5%。從國際對比來看，中國在用人成本上的優(yōu)勢逐漸減弱，以2023年10月數(shù)據(jù)為例，中日韓三國人力成本存在明顯差異，這使得控制勞務(wù)支出、降低經(jīng)營成本成為船舶焊接自動化與智能化升級的重要訴求。
同時，焊工短缺問題愈發(fā)嚴(yán)峻，在相關(guān)部門公布的2023年“最缺工”榜單中，焊工排名第11位。在國際船舶市場上升、智能化及可再生能源船舶訂單量可觀的背景下，國內(nèi)船廠為提升建造能力，縮小與國外先進(jìn)船廠的技術(shù)差距，推進(jìn)船舶焊接的自動化與智能化升級迫在眉睫。
我國船舶焊接技術(shù)歷經(jīng)手工焊、半自動焊、高效焊、自動焊等多個發(fā)展階段，如今部分大型船舶企業(yè)已邁入智能焊接階段。但在發(fā)展過程中，不同技術(shù)并非簡單的替代關(guān)系，而是相互交融。傳統(tǒng)的焊條電弧焊，因其適應(yīng)性強等特點，依然在船舶焊接中發(fā)揮著作用。
智能焊接與高效自動焊也并非相互取代，而是優(yōu)勢互補。例如，目前應(yīng)用較多的氣體保護焊在智能焊接解決方案中較為常見，而以多電極埋弧焊、氣電立焊為代表的高效自動焊，雖然熱輸入高，效率是氣體保護焊的10-30倍，但受設(shè)備限制，僅適用于開放空間的長直焊縫。智能焊接則主要用于無法使用高效自動焊的場景，替代人工焊接，降低對工人技術(shù)素質(zhì)的要求，解放勞動力，且能保證焊接質(zhì)量，提高焊接速度。
(一)擴大現(xiàn)有高效自動焊應(yīng)用范圍
氣電橫焊技術(shù)是在氣電立焊技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，旨在船舶平臺搭載、船塢總裝階段替代人工焊接，提高作業(yè)效率。該技術(shù)已在國外得到應(yīng)用，國內(nèi)也已引進(jìn)并處于試用階段。由于氣電橫焊受重力影響，橫對接位置坡口正面上半部分填充存在困難，需要開發(fā)配套的補焊工藝。
埋弧角焊技術(shù)基于埋弧對接焊技術(shù)發(fā)展而來，主要應(yīng)用于T排焊接流水線，能有效替代氣體保護焊小車或?qū)C。該技術(shù)引進(jìn)國內(nèi)后投入生產(chǎn)應(yīng)用，采用雙絲埋弧角焊技術(shù)，極大提升了熔覆效率，T排填角焊速度可達(dá)1700mm/min，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)氣體保護焊T排流水線。
(二)引進(jìn)新的焊接方法
激光-電弧復(fù)合焊融合了激光焊和電弧焊的優(yōu)點，在焊接船體結(jié)構(gòu)薄板時，在效率和變形控制方面具有明顯優(yōu)勢。部分船廠已成功將其應(yīng)用于拼板焊接和縱骨焊接，大幅提升了薄板拼板和縱骨裝焊的效率，有效控制了變形。激光焊接正朝著大功率、大熔深方向發(fā)展，相關(guān)技術(shù)的突破將為船舶焊接帶來更多可能。
激光焊在LNG運輸船液貨艙不銹鋼波紋薄膜板焊接中的應(yīng)用，相比傳統(tǒng)的等離子電弧焊接，速度最快可提高5倍左右，有望顯著提升LNG運輸船的建造效率。并且，該技術(shù)還有望擴大應(yīng)用到超低溫液化氫運輸船的液貨艙。
鎖孔氬弧焊技術(shù)(K-TIG技術(shù))是一種高效的氬弧焊技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)單面施焊雙面成型，適用于船舶管子高效對接焊。與傳統(tǒng)氬弧焊相比，該技術(shù)無需開坡口或只需開窄間隙坡口，減少了坡口加工時間和焊縫填充量，且單道自動焊接，無需道間清理，焊接效率成倍提高，探傷合格率高。
(一)擴大焊接機器人的應(yīng)用范圍
在船舶分段搭載與合攏階段，受施工位置和空間限制，國內(nèi)外船廠紛紛嘗試采用便攜焊接機器人方案。其中，行走式便攜焊接機器人可用于合攏焊縫，根據(jù)行走方式不同分為軌道式和磁吸爬行式，具備自動測量坡口-焊道智能排布功能，能適應(yīng)全位置焊接;固定式便攜焊接機器人適用于格子間U型焊縫等狹窄空間，采用協(xié)作機械臂夾持焊槍，配備磁吸底座，操作簡便靈活，但設(shè)備部署依賴人工搬運或龍門架吊運。
(二)焊接生產(chǎn)的“新四化”升級
隨著第四次工業(yè)革命的推進(jìn)，船舶制造向設(shè)計智能化、產(chǎn)品智能化、管理精細(xì)化和信息集成化方向發(fā)展。船舶焊接行業(yè)現(xiàn)狀分析指出，在船舶智能工廠中，制造自動化成為關(guān)鍵效率驅(qū)動因素。焊接生產(chǎn)需在信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和自動化四個維度進(jìn)行升級。
目前，焊接機器人存在“數(shù)據(jù)孤島”問題，在智能工廠中，機器人應(yīng)接入制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時共享。管理者可通過MES系統(tǒng)實時查看生產(chǎn)信息，AI管理系統(tǒng)也能根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行智能決策，如調(diào)整生產(chǎn)速度、優(yōu)化焊接工藝等。同時，可視化工廠的實現(xiàn)，使管理者能遠(yuǎn)程直觀掌握工廠運行情況。此外，焊接機器人未來應(yīng)具備焊縫質(zhì)量在線監(jiān)測功能，通過對焊接過程中多種信號的監(jiān)測預(yù)測焊接質(zhì)量，減少焊后無損檢測，積累的質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)還可為機器學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)，提升焊接質(zhì)量。
船舶焊接行業(yè)在2025年正處于自動化與智能化加速融合的關(guān)鍵時期。自動化方面，現(xiàn)有高效自動焊應(yīng)用范圍不斷擴大，新的焊接方法持續(xù)引進(jìn);智能化方面，焊接機器人應(yīng)用范圍逐步拓展，焊接生產(chǎn)在“新四化”維度全面升級。推進(jìn)船舶焊接的自動化與智能化發(fā)展，并非簡單的“機器換人”，而是通過“人機結(jié)合”優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低對工人技能的要求和職業(yè)傷害。未來，隨著MES系統(tǒng)與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等技術(shù)的深度融合，船舶制造業(yè)將朝著智能化、高效化方向持續(xù)邁進(jìn)，在全球市場競爭中展現(xiàn)更強的競爭力。
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