江苏科技大学“智焊无界”团队走进镇江船厂 聚焦超厚板焊接难题

江苏科技大学“智焊无界”实践团队走进江苏省镇江船厂(集团)有限公司,围绕大型船舶超厚板焊接的实际工艺、人员能力与质量控制开展现场调研。团队此前已持续关注大型船舶建造及超厚板应用需求,本次调研进一步把资料分析与课堂中多层多道焊、焊接热输入和焊接缺陷等知识带到生产一线,重点观察超厚板焊接在真实船体结构中的作业条件、人工经验依赖和质量风险,为后续梳理超厚板焊接生产现状与现有技术问题寻找一线依据。

进入船舶建造区域,在建特种工程船舶、船体分段和大型钢结构件呈现在团队成员面前。与实验室中的规则试板相比,真实船体结构尺寸更大、接头形式和作业位置更加多样,焊接还需要与装配定位、结构成形、吊运组织和后续检验相互衔接。成员们沿着船体结构观察焊接接头和加强构件,将课堂中的接头形式、焊接位置逐步对应到具体工件,开始理解一道焊缝背后所连接的完整制造流程。

图为江苏科技大学“智焊无界”实践团队成员在镇江船厂船舶建造现场观察船体分段、大型钢结构及其焊接接头。赵浩旭 供图

在船体分段内部,一线焊工结合焊枪、接头位置和现场环境向团队成员介绍人工焊接的操作特点。成员们注意到,真实生产中的焊接并不是简单照搬一组固定参数:坡口状态、装配间隙、焊接位置以及前一道焊道的成形发生变化时,焊工都需要及时观察,并调整焊枪姿态、运条方式和作业节奏。这种连续完成的“观察—判断—调整”,让课本中的静态工艺参数第一次对应到了真实制造过程。

图为镇江船厂一线焊工在船体分段内部向团队成员介绍人工焊接操作及现场质量控制要点。陈夏辉 供图

围绕“什么样的人员能够承担复杂超厚板焊接”这一问题,团队在现场调研后又查阅了相关行业规定。按照现行特种作业目录,熔化焊接属于焊接与热切割作业,从业人员需要取得相应特种作业操作证;从事船舶和海上设施焊接工作的焊工,还应按相关要求通过相应能力认证,并在认证范围内承担焊接任务。公开规范并未以“10年”或“15年”作为适用于所有船厂的统一准入门槛。现场观察却让成员们更加直观地认识到,对于复杂船体结构和特殊作业位置,持证只是准入基础,长期岗位训练形成的稳定操作、状态判断和异常处置能力同样重要。

当电弧在船体结构上亮起时,焊工需要在保持焊枪运行稳定的同时,持续观察电弧、熔池和焊缝外观的变化。对于超厚板多层多道焊,前一道焊道会成为后续焊道的基础。若坡口清理、层间清理、焊接参数匹配或操作控制不到位,气孔、夹渣、未熔合等缺陷风险可能增加;对于要求全熔透的接头,还可能出现未焊透等问题。部分内部缺陷又可能在后续焊道覆盖后变得更难及时发现,这也使过程中的稳定控制显得更加重要。

图为团队成员在生产现场观察一线焊工进行船体结构人工焊接,记录作业位置、焊枪姿态与焊缝形成过程。孙司涵 供图

随后,团队成员近距离观察大型钢结构件的焊接接头,将现场焊缝与课堂中学习的焊缝成形和缺陷机理相互对照。过去教材中的“层间清理”“热输入控制”“未熔合”等概念,在真实工件上转化为一道道连续焊道和具体操作要求。成员们由此进一步思考:如果前期偏差只能等到全部焊接完成后再通过检测发现,不仅可能增加返修工作量,还会拉长超厚板焊接的制造周期。

图为团队成员近距离观察大型钢结构件焊接接头,结合课堂知识讨论焊缝成形及结构连接情况。崔源 供图

同一生产现场中,团队还接触了半自动化焊接设备。设备能够承担部分重复性的送丝和焊枪运动,但工件状态确认、参数设置、运行监视和异常处理仍需要人员参与。人工焊与半自动化作业并存,使团队逐渐认识到,超厚板焊接的智能化不能只解决“由谁移动焊枪”,还要回答焊缝位置能否准确识别、过程状态能否持续获取、质量风险能否及时判断,以及出现偏差后设备能否形成有效调整。

现场一次次抬头观察、俯身检查和调整焊枪的动作,也让成员们重新理解一线焊工经验的价值。人工焊接中由人完成的“看—判—调”,如果要进一步交给智能装备,就需要被拆解为可采集的过程状态、可识别的质量风险和可执行的控制动作。此次调研因此没有把老师傅的经验简单视为自动化需要替代的对象,而是把这些长期积累的现场判断作为理解智能焊接“需要学会什么”的重要入口。

从大型船体到一条具体焊缝,镇江船厂的现场调研使团队把超厚板焊接的产业需求、人员技能和质量问题放在同一生产场景中进行观察。团队后续将继续比较不同企业的焊接工艺和装备水平,围绕作业效率、过程感知、质量检测和闭环控制开展调研,进一步形成对超厚板焊接生产现状与现有技术问题的完整认识,为后续高效、稳定、智能焊接技术研究明确真实工程需求。

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