船舶制造中的激光加工:从厚板切割到高效焊接

发布时间:2026-07-13 13:46:32
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船舶制造中的激光加工:从厚板切割到高效焊接

船舶制造是一个国家工业制造实力的综合体现。造船几乎涵盖了从钢材冶炼、机械加工到电子电气等全产业链,一艘大型船舶的建造涉及数万个零部件和复杂的焊接工序。我国自2010年超越韩国成为全球最大造船国以来,已连续16年位居世界第一。

根据中国船舶工业行业协会数据,2025年我国造船完工量5369万载重吨,占世界总量56.1%;新接订单量10782万载重吨,占世界总量69%;手持订单量27442万载重吨,占世界总量66.8%。三大指标全面领跑全球,其中新接订单占比接近七成。从船型来看,集装箱船、LNG船、汽车运输船等高附加值船型订单快速增长,我国18种主要船型中有16种新接订单量位居世界第一。

 

船厂中激光切割厚钢板的场景(示意图)

造船业的繁荣直接带动了上游装备需求。船舶约70%的船体结构由大尺寸钢板和型钢构成,大型船舶的甲板、肋板、船侧外板等关键部件所用钢板厚度通常在20至60毫米之间,部分厚板甚至超过100毫米。传统等离子切割、火焰切割虽然能加工厚板,但存在切缝宽、热影响区大、精度不足等问题,而激光加工正在逐步改变这一局面。

激光切割与焊接重塑造船工艺

激光技术在船舶制造中的应用主要集中在切割和焊接两大领域。在切割方面,高功率激光切割机已能胜任中厚钢板的高精度下料。相比传统切割方式,激光切割的切缝窄、速度快、断面光洁,后续装配无需大量打磨修割,直接提升了分段装配效率。据了解,大族激光等国内厂商已推出大幅面激光切割设备,专门针对造船中厚板切割和坡口加工。

2026年4月,纳博特科技联合团结普瑞玛推出的凌光系列厚板激光切割系统正式落地东方重工生产现场,在船舶与重型钢结构加工领域创下两项行业纪录:单日切割12mm碳钢板27张,以及行业首创球扁钢激光切割。这标志着激光切割在造船厚板下料环节的突破性进展。

激光切割厚钣金

在焊接方面,激光-电弧复合焊接是造船行业最具潜力的技术之一。传统弧焊和埋弧焊在船舶中厚板焊接中存在热变形大、精度不足、效率较低等问题。激光复合焊接将激光的高能量密度与电弧焊的熔深填充能力结合,可对厚板实现单面焊双面成型,焊接速度大幅提升,同时热输入集中、变形小,能提升分段装配精度与结构强度。该技术已在大型邮轮、LNG船等高端船型的关键结构中得到应用。

此外,激光熔覆在船舶关键部件的修复再制造中也大有可为。螺旋桨轴、曲轴、液压油缸等部件长期运行后出现磨损,传统做法是更换新件,成本高昂。激光熔覆可以在磨损表面堆焊耐磨合金层,恢复尺寸和性能,大大延长部件使用寿命,节省维修成本。

高功率激光冷水机护航造船升级

造船所用的激光设备功率通常较高,切割厚板需要6kW至30kW甚至更高功率的激光器,焊接和熔覆也需要千瓦级以上的功率输出。万瓦级激光器在持续工作时产生大量热量,如果不能及时散热并维持稳定温控,将导致激光功率下降、光束质量变差,严重时甚至造成激光器损坏。因此,高功率激光设备必须配备可靠的冷却系统。

 特域CWFL-30000高功率光纤激光冷水机

特域CWFL-30000高功率光纤激光冷水机

广州特域机电有限公司专注工业激光冷水机研发与生产24年,现已成为全球出货量领先的激光冷水机供应商,年出货量突破23万台。在光纤激光器应用方面,特域CWFL系列产品已覆盖从1000W到240000W的全功率范围,能够为不同功率的激光设备提供精准的温控方案。

针对造船行业常用的高功率激光切割设备,特域拥有CWFL-6000、CWFL-10000、CWFL-20000、CWFL-30000等多款成熟冷却产品。CWFL系列采用双温双控模式,低温端冷却激光器,高温端冷却激光头,两套独立温控系统互不干扰,全方位保障激光设备稳定运行。以CWFL-30000为例,该产品专为30000W光纤激光设备打造,制冷量大,温控精度达±1.5°C,支持恒温和智能温控双模式切换,满足造船车间不同季节、不同工况下的散热需求。同时,产品标配Modbus-485通讯接口,可对接产线监控系统,实现水温智能监测与远程管理。

 冷水机应用

特域冷水机广泛应用于各类激光加工场景

造船行业的生产环境通常较为恶劣——粉尘多、湿度大、设备需要长时间连续运转。特域冷水机具备IP等级防护设计,压缩机延时保护、过流保护、水流报警、温度超限报警等多重安全机制,确保设备在复杂工况下可靠运行。所有产品通过ISO9001质量体系及CE、RoHS等多项国际认证,品质有保障。

随着中国造船业从"造船大国"迈向"造船强国",绿色船舶、智能船舶对制造工艺提出了更高要求,激光加工技术将加速渗透到造船各个环节。特域将继续紧跟行业发展,为造船激光加工提供稳定可靠的温控方案,助力中国船舶制造迈向更高质量。