造船需要什么技术？

快速船的发展提高了水上运输的竞争力，使造船业进入了一个新的发展阶段。这种新的市场需求，世界对环境保护、材料高效利用和能源消耗的日益关注，要求造船业寻求新材料和新制造技术来满足市场的需求。

搅拌摩擦焊(FSW)是由焊接研究所于1991发明的一种新型连接技术，受世界专利保护，为工业制造领域轻合金结构件的连接翻开了新的一页。随着搅拌摩擦焊的发明和发展，利用搅拌摩擦焊实现高集成度预制模块化制造，取代传统的船舶平板-加强板结构制造，是造船领域的一次革命性进步。

在国外造船领域，搅拌摩擦焊已经得到了深入细致的研究和发展，并得到了成功的应用。在挪威、日本和澳大利亚，许多造船公司已经使用搅拌摩擦焊技术制造大型船舶的铝合金结构件。这些预制结构部件通常是板材或挤压型材。搅拌摩擦焊可以使船舶制造的装配更加精确、简便、省时，使船舶制造从零件的制造和装配转变为船舶甲板和壳体的预制结构件的装配。

在中国，基于搅拌摩擦焊在焊接方法、力学性能、制造成本和环境方面的巨大优势和潜在的工业应用前景，2002年4月，北京航空制造工程研究所和TWI在全面专利许可和技术合作的基础上成立了中国搅拌摩擦焊中心，这标志着搅拌摩擦焊在中国的正式起步，是中国焊接技术发展史上又一个崭新的里程碑。预计在不久的将来，搅拌摩擦焊将在中国造船业得到广泛应用。

型材组装板件的搅拌摩擦焊制造技术

近年来，随着造船业对快速船的需求越来越大，造船不仅要求速度的提高，还要求性能价格比的提高。因此，应尽可能选用高性能铝合金材料，以减轻船舶重量。而铝合金材料的传统连接方式是铆钉连接和电弧焊连接，增加了制造时间、人力和材料消耗；此外，铝合金焊接时容易产生裂纹、气孔、变形、烟尘，限制了电弧焊在铝合金构件中的使用。

搅拌摩擦焊的发明及其在工业制造领域的成功应用，以及其在制造可行性、重量、质量和成本上的巨大优势，为造船中铝合金结构件的连接提供了最佳方案。

1型材拼接墙板结构构件

早在1996年，挪威的Marine公司和Maritime公司就开发研究了将搅拌摩擦焊船的平板和型材拼接成大板的流水线制造技术。同时，在挪威研究委员会的帮助下，Hydro、Kvaerner、DNV、SINTEF和挪威科技大学合作完成了将型材拼接成面板的搅拌摩擦焊工程。

铝合金挤压型材是市场上成熟的工业产品。在造船中使用铝合金型材，可以有效提高造船的标准化和批量化生产，节省时间。因此，造船用型材的形状和尺寸应尽可能符合行业标准，以增加船用铝合金型材的批量，降低材料成本。图1显示了船舶制造中常用的型材的不同几何形状和搅拌摩擦焊连接。其中，C为梯形封闭箱形挤压型材结构，具有良好的抗扭结构强度和结构刚度，易于保证装配时结构件的尺寸精度和平整度，对搅拌摩擦焊具有很大的开放性，因此在船舶结构制造中应用迅速；此外，这种结构的梯形顶部设计有一个下凸缘，可以帮助夹紧和固定电缆和水及通风管道，避免在结构构件上焊接和螺栓连接，这将破坏船体结构的完整性。