前言

自我国改革开发以后，我国的社会经济得到了快速的发展提升，我国的各行业和领域也在社会经济的影响下得到了发展。其中，船舶的制造也在社会经济的带动下有了一定的进步，加上现代科学技术的改善提升，在船舶的制造过程中应用了新型的工艺和技术来辅助船舶的质量，以提升船舶的制造质量和效率。不过，由于船体结构的特殊性，船体在进行导热的时候船体内部温度分布不均，会使船体结构在进行焊接的时候变形，直接影响到焊接工作的开展以及船体结构的整体质量。所以只有将船体结构制造过程中产生的变形问题进行有效解决，才能确保船体结构焊接的质量还有船体结构的安全性。

1.船体的结构特点还有结构出现变形相关原因

船体的结构的主要组成部分中，其中骨架还有板架是主要组成部分中的主要构成部分。骨架还有板架都是独立的结构构件，将骨架和板架进行衔接和焊接处理之后才能搭建出船体结构^[1]。不过，因为板架还有骨架在不同区域应用的时候，材料的特质方面也会有所不同，特别是材料的熔点与传导性质存在差异性，所以在进行船体焊接的时候会导致骨架或者板架的内部构造中的温度分布不一致，导致材料产生不均匀的热应变，然后引起船体结构的变形。

另外，在进行船体结构焊接工作的时候，船体结构中被焊接的区域温度一般情况下都比较高，较高的温度在船体结构中扩散，及其容易导致船体结构发生变形，并且焊接变形的情况还可分为多种^[2]。在进行船体结构焊接工作的时候，当船体结构出现变形，一般都和焊接热量的总量还有热温度场以及焊接结构有着直接的关系，其中船体结构变形的程度和船体的焊接方式还有刚接顺序以及焊接线的特性有直接的联系。除此之外，在进行船体结构焊接的时候，还会由于焊接操作的失误而导致船体焊接变形，降低船体结构中的抗弯强度，直接影响到船体生产制造的质量还有生产制造的效率^[3]。

所以，为了有效减少船体焊接过程中的焊接变形，在船体焊接工作之前进行预测，预测引起焊接变形的原因还有焊接变形的强度等情况，然后分析制定出相对应的解决措施。

2.控制船体结构焊接变形的相关方法

在进行船体结构焊接的时候，出现焊接变形是船体结构生产制造过程中不可避免的问题，普遍情况下控制船体结构焊接变形的方法是要是通过船体结构的设计，还有船体的焊接工艺以及反变形和温度场等多个方面来进行全面性的考虑^[4]。

⑴设计科学的船体结构焊接设计

在进行船体结构焊接的时候，焊接的结构设计是否合理对于船体结构焊接变形有着直接的影响，焊接的结构设计必须要具备合理性，务必要根据船体的实际情况设置出合理的焊缝尺寸，还有焊缝相关的位置及数量，在实际的船体结构焊接过程中还可以应用间断焊接法。其中，焊缝的坡口形式也要具备合理有效性，焊接不能过多^[5]。

⑵采用先进的焊接技术

在进行船体结构焊接工作的时候，可采用多丝焊技术、搅拌摩擦焊技术还有激光电弧复合焊技术等多种焊接技术，该类技术都属于先进的焊接技术，可以有效增强船体结构的焊接质量还有焊接效率，使船体街结构焊接技术向自动化还有高效化的方向发展^[6]。

①双丝旁路耦合电弧GMAW

在进行船体结构焊接工作的时候，普遍情况下所使用的双丝焊接技术虽然在一定程度上提高了焊接效率，但是因为所使用的焊丝的电流与母材的电流是一样的，会直接影响母材的热量，使母材的热量输入过高，母材的性能随之下降，为了解决上述问题，可以使用双丝旁路耦合电弧的熔化极气体保护焊方法。双丝旁路耦合电弧的熔化极气体保护焊方法利用旁路电弧，来提升高焊丝的熔化率，还有实现低母材的热输入焊接，然后以及为基础，可以利用双闭环来进行解耦智能控制系统的情况反馈，好让DE-GMAW在进行船体焊接的时候具有稳定性和准确精确度，并且还能有效提升稳定性和准确精确度。下图为DE-GMAW的技术原理图。

②激光电弧复合焊接技术

激光电弧复合焊接技术是具有综合性的单独激光焊接技术和电弧焊接技术的结合组成，把激光还有电弧进行复合，可以有一定的协同效应。激光焊接技术和不同种类的电弧焊接技术的组合使用，可以增加激光电弧复合焊接技术的应用范围和应用领域。船舶使用的铝合金制造中，还有船体结构钢的制造过程中，以及船体中的不锈钢的制造过程中，都会使用到激光电弧符合焊接技术。下图为激光电弧复合焊接的示例图。

③搅拌摩擦焊技术

在船体的生产制造行业中，搅拌摩擦焊技术的使用主要是针对铝合金构件的加工工作。在进行铝合金构件加工工作的过程中，有效使用搅拌摩擦焊技术可以使较小尺寸的铝合金材料拼接为相对较大的预成型铝合金构件，并且在游艇的生产制造过程中也得到了利用，还有高速舰船等多种类型的轻合金型的船舶生产制造过程中也经常使用到搅拌摩擦焊技术。并且，搅拌摩擦焊技术在面对具有差异性的接触力的时候，对于不同厚度的船体使用钢板在生产制造过程中的弹性变形还有接触应力也有着不同的影响。下图为搅拌摩擦焊技术的原理图示例。

⑶反变形法

在对船体结构焊接变形控制的时候，还可以使用反变形法。反变形法是在进行船体结构焊接工作之前，将焊件变形的大小还有焊件变形的方向提前进行分析预估，接着在进行装焊工作之前利用工装夹具或是电焊等措施给船体中的构件进行相反的人工变形，已达到控制船体结构焊接变形的目的。下图为弹性反变形法的工装结构示意图。

⑷火焰矫正法

在进行船体结构焊接变形控制的时候，还可以采用火焰矫正法。火焰矫正法使用火焰加热法来针对船体中的已变形结构中的金属进行矫正，船体中变形结构在经过加热再冷却之后，会出现压缩塑性变形，当船体结构出现压缩塑性变形之后是不可恢复的，所以就可以实现船体焊接变形的控制和矫正。不过，在使用火焰矫正法的时候，务必要注意，是直接对于相关构件进行加热，普遍情况下材料的塑性都会有一定程度的消耗，所以有些塑性不高的船体结构材料，并不是很使用火焰矫正法，相关工作人员要切实根据情况来进行选择，才能确保船体结构焊接的质量和效率。除此之外，在使用火焰矫正法针对船体结构焊接变形进行控制的时候，要严格把控和注意所加热的温度，使问题具有标准性，不能过高，也不能过低，不然会影响船体结构焊接变形的控制效果，以及船体整体结构的质量问题和安全问题。

结束语

综上所述，船体的生产制造使具有难度的，其中船体的结构焊接变形是经常出现的情况，只有有效控制了船体结构变形的情况，才能保障船体结构的生产质量和安全性，并且有效提高船体结构的生产制造效率。

参考文献

[1]史雄华,牛业兴,张庆亚等.船体结构焊接变形的预测与控制研究进展[J].造船技术,2019,347(01):6-11+18.

[2]徐东,杨润党,王文荣,等.船体结构焊接变形预测与控制技术研究进展[J].舰船科学技术,2010(01):135-140.

[3]倪良翠.薄板结构焊接变形的预测与控制研究[J].中国科技纵横,2013(21):212-212.

[4]胡毅钧.船体结构焊接变形控制技术研究[J].黑龙江科技信息,2015(35):157.

[5]唐虞.船体结构焊接变形预测与控制方法[J].黑龙江科技信息,2011(26):78.

[6]杨传永.船体结构焊接变形控制方法研究[J].中国新技术新产品,2013(23):45-46.