【導(dǎo)讀】大型艦船制造方法逐漸實現(xiàn)由鉚接到焊接的變革，焊接方法、工藝和設(shè)備也穩(wěn)步發(fā)展，從早先的氣焊、電弧焊，發(fā)展到激光焊。造船技術(shù)的不斷發(fā)展，帶動了造船材料和船舶設(shè)計的重大變化。
激光技術(shù)在船舶制造中的應(yīng)用又具有其獨特性，這跟船舶本身的加工和應(yīng)用特點以及激光制造系統(tǒng)的特性息息相關(guān)。那么，激光在船舶中具體有哪些應(yīng)用呢？這期小編先為大家講解激光切割在船舶中的應(yīng)用。
(1)船舶的切割特點
船舶行業(yè)對于船體分段轉(zhuǎn)配精度要求高，構(gòu)架轉(zhuǎn)配間隙必須控制在1mm范圍。以往船舶制造企業(yè)一般采用等離子對肋板下料時，為了保證裝配間隙，在肋板上均設(shè)置修割余量，這需要在現(xiàn)場裝配時手工進行修割，修割質(zhì)量參差不齊，割縫內(nèi)殘留氧化物，同時增加了裝配工作量，裝配周期增長，致使整個分段建造周期延長。
（2）激光切割在船舶中的應(yīng)用優(yōu)勢
近幾年，"精密造船"和"快速造船"成為船舶制造業(yè)發(fā)展的主要趨勢，激光切割技術(shù)得到了快速發(fā)展，占據(jù)了整個激光加工行業(yè)的70%以上。船舶制造行業(yè)主要以鋼板原料為主，使用激光切割板材，可代替一些需要采用復(fù)雜大型模具的沖切加工方法，大大縮短生產(chǎn)周期和降低成本。采用激光切割機下料取消了裝配余量后，消除了現(xiàn)場修割的現(xiàn)象，減少了人工和材料浪費，構(gòu)架裝配速度明顯加快，裝配質(zhì)量提升顯著。
目前，船舶行業(yè)船體板材零件下料方式主要采用火焰切割、等離子切割、剪切加工以及激光切割。其他切割方式相對于激光切割有諸多不足，例如火焰切割與等離子切割割縫寬、切割精度差，易產(chǎn)生有害氣體，環(huán)境污染大。而激光切割對于船板切割來說，具有切割精度高，熱變形小，減少二次加工(如銑邊、鉆孔等)、轉(zhuǎn)運、打磨，尤其小圓、小孔、曲面加工等優(yōu)點，符合船體分段轉(zhuǎn)配精度要求，能充分保證構(gòu)架裝配間隙控制在1mm范圍，但其在鋼材方面的實用切割速度相對等離子切割要差。
低碳鋼在不同切割方式下切割速度與切割厚度的關(guān)系
低碳鋼在不同切割方式下切割效果
在船舶制造領(lǐng)域，激光切割避免了等離子對肋板下料時，為了保證裝配間隙，而在肋板上設(shè)置修割余量，并通過人工進行修割，造成修割質(zhì)量參差不齊的情況的發(fā)生。從而減少裝配的工作量、裝配周期、材料與人工成本浪費。
通過激光切割的船用鋼板，割縫質(zhì)量好，切口面垂直性好，無掛渣，氧化層薄，表面光滑，無需二次加工，可直接焊接，且熱變形小，曲線切割精度高，減少配合工時，實現(xiàn)無障礙切割高強船板。
（3）激光切割在船舶中的應(yīng)用缺點
在國內(nèi)船舶行業(yè)，激光切割并未占據(jù)主導(dǎo)地位，主要原因包括:①激光切割成本相比傳統(tǒng)切割方法高；②激光切割的大型設(shè)備不適合船舶行業(yè)的制造特點，如現(xiàn)場施工、分段作業(yè)、工作環(huán)境復(fù)雜等；③切割效率沒有明顯優(yōu)勢，尤其是船舶行業(yè)的厚板切割；④激光設(shè)備維護復(fù)雜對工人要求高、成本高等。針對船舶舾板工作對切割機的特殊要求和船體結(jié)構(gòu)所用型材加工形狀的多樣性，就目前行業(yè)的現(xiàn)狀情況。
截至2017年11月，中國造船業(yè)全年新接訂單量超越了韓國，躍居全球第一。但是，中國在船用設(shè)備領(lǐng)域研發(fā)投入嚴(yán)重不足，造船過程的綠色技術(shù)還比較落后，高端造船能力與日韓仍有差距。
激光加工作為一種非接觸、非污染、低噪聲、節(jié)省材料的綠色加工技術(shù)已開始呈現(xiàn)出數(shù)字自動化、智能柔性化加工特點，隨著我國自主研發(fā)的高功率激光器也開始規(guī)模化進入裝機階段，這迫使進口激光器產(chǎn)品開始進一步降價。
激光加工系統(tǒng)裝備市場空間有望逐步打開，激光切割、焊接技術(shù)在船舶行業(yè)得到大規(guī)模普及指日可待。
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