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江苏科技大学磁控焊接团队:以磁控智能焊接探索船舶薄板低变形新路径

来源:环球网

在高端船舶与海洋工程装备加速升级的产业背景下,我国造船工业正持续向高端化、智能化、绿色化方向转型,力争在全球高端船舶建造领域掌握更多核心技术主动权。这一进程中,江苏科技大学磁控焊接团队深耕船舶高效焊接技术研发,为船舶薄板低变形智能焊接领域开辟了新的技术路径。

薄板焊接是大型豪华邮轮等高端船舶建造的核心工艺之一,焊接变形的控制精度直接决定船体建造质量与后续装配效率。传统薄板焊接工艺普遍存在焊后翘曲变形大、复杂区域矫形工序繁琐、批量生产质量稳定性不足等问题,已成为制约高端船舶建造效率提升的痛点。而磁控辅助焊接技术通过调控熔池行为改善焊接热过程,正成为破解薄板焊接变形难题的关键技术方向。

团队成员实地考察船用薄板焊接难题

为攻克船舶薄板焊接变形这一行业共性难题,磁控焊接团队依托学校船舶与海洋工程、先进焊接技术的学科积淀,长期开展磁控焊接技术的系统性研发。在团队导师带领下,成员们梳理国内外研究进展,结合船厂一线调研的实际工况,在实验室开展了大量工艺对照试验,反复调试磁场参数、优化磁 - 光 - 电弧协同作用方案,经过持续的技术迭代与方案打磨,最终形成了自主研发的交变磁场辅助激光 - 电弧复合焊技术体系及配套智能装备。

这项技术成果为船舶薄板焊接带来了多维度的提升。在变形控制方面,焊后板面波浪变形量大幅下降,原本需要多轮人工矫平的工序得以精简,船体分段建造的整体交付周期明显缩短;在绿色制造层面,由于减少了焊后矫形的能源消耗与材料损耗,工艺的综合能耗与生产成本得到有效控制。同时,团队配套研发的多源感知系统,让焊接过程从依赖工人经验判断,转向数据驱动的精准调控,操作人员可实时掌握熔池状态与焊接参数,大幅降低了复杂工况下的焊接偏差与返工率。

团队成员开展磁场辅助自动焊接装备调试

经过持续研发完善,团队目前已形成三项核心技术成果。一是交变磁场协同激光 - 电弧复合焊接工艺,通过电磁力精准调控熔池流动形态,打散局部集中热输入,从焊接源头抑制薄板翘曲变形。二是明确板厚影响散热能力、焊程驱动热量累积、热平衡状态与变形的作用关系,建立“材质—板厚—焊程—热平衡—变形”关联关系,为工艺参数和磁场参数匹配提供依据。三是磁 - 焊参数智能联动控制系统,可根据实时焊接状态自动匹配磁场强度、激光功率与行走速度,面对板材间隙波动、表面状态差异等现场工况时,能快速修正参数,保证低变形焊接效果的一致性。

三项技术的融合应用,不仅破解了船舶薄板焊接变形大、矫形成本高、质量波动大的行业痛点,也为造船企业带来了切实的效益提升。相关工艺与装备落地后,企业薄板建造的生产效率与成型精度同步提升,矫形工序的人工与耗材成本明显下降,进一步增强了我国在高端船舶建造领域的技术竞争力,也为船舶工业的智能化、绿色化升级提供了技术助力。

面向未来,磁控焊接团队将继续聚焦船舶制造现场的真实需求,持续深化磁场调控机理研究,优化智能感知算法与装备集成度。团队将进一步拓展技术的应用场景,适配更多船型与建造工位的焊接需求,同时深化产学研协同,推动技术成果在更多船舶企业落地应用。团队将以技术创新回应产业需求,持续深耕磁控智能焊接领域,为我国船舶工业高质量发展、助力海洋强国建设贡献科研力量。

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