焊接机器人在造船厂的应用覆盖船体建造、部件加工、舾装作业等核心工序,针对船舶结构件尺寸大、焊缝长、焊接环境复杂的特点,形成了标准化、高效率的作业方案,同时显著降低了人工操作的强度和风险。
一、 焊接机器人在造船厂的具体应用场景
船体分段与总段焊接船舶船体由多个钢板拼接的分段、总段组成,焊缝多为长直焊缝、角焊缝,是焊接机器人的主要应用场景。
常用设备:龙门式焊接机器人、轨道式焊接机器人,搭配双丝埋弧焊、气保焊工艺,可实现对甲板、舷侧外板、船底分段的自动焊接。
典型案例:大型集装箱船的双层底分段焊接,机器人沿预设轨道行走,一次完成长焊缝焊接,避免人工焊接的接头多、效率低问题。
型钢构件与骨架焊接船舶内部的肋骨、横梁、纵骨等型钢构件,焊缝规则但数量庞大,适合使用关节式焊接机器人或专用焊接工作站。
作业方式:将型钢构件固定在工装夹具上,机器人通过离线编程规划焊接路径,自动完成角焊缝的多层多道焊接,适用于散货船、油船的骨架焊接。
优势:针对不同型钢规格(如角钢、槽钢),可快速切换焊接程序,适配柔性生产需求。
管系与舾装件焊接船舶舾装环节的管道、法兰、支架等部件,焊缝位置分散且规格多样,常用协作焊接机器人或便携式焊接机器人作业。
协作机器人:可由人工引导至焊接点位,自主完成小口径管道的对接焊、法兰角焊,无需复杂工装,适合船舱内部等狭窄空间作业。
便携式机器人:搭载磁吸式轨道,可吸附在船体结构表面,完成舾装件与船体的连接焊缝,灵活适配不同作业位置。
特殊结构焊接针对 LNG 船的殷瓦钢薄膜舱、化学品船的不锈钢液货舱等特殊结构,需使用高精度焊接机器人,搭配激光跟踪系统,实现薄壁、高耐腐蚀要求的焊缝焊接。
技术要点:机器人配备焊缝跟踪传感器,实时修正焊接路径,确保焊缝成形均匀,满足特殊船舶的密封性、耐腐蚀性标准。
二、 焊接机器人带来的核心便捷性
提升焊接效率,缩短造船周期
机器人可实现24 小时连续作业,无疲劳期,焊接速度是人工的 2–3 倍;以船体分段焊接为例,人工焊接一条 10m 长焊缝需 1–2 小时,机器人仅需 20–30 分钟。
减少工序衔接时间:机器人焊接的焊缝质量稳定,无需大量返工,直接缩短分段制造、总段合拢的工期,助力船厂实现 “快速造船” 目标。
保证焊接质量一致性,降低缺陷率
机器人焊接参数(电流、电压、焊接速度)全程恒定,避免人工操作的主观性误差,焊缝的抗拉强度、气密性、外观成形高度统一。
搭配在线质量检测系统(如视觉检测、超声波探伤),可实时监控焊缝质量,缺陷率降低至人工焊接的 1/5 以下,满足船舶入级规范(如 CCS、LR、ABS)的严格要求。
降低人工成本与作业风险
替代高危、高强度人工操作:船舶焊接多为高空、狭小舱室、仰焊作业,人工易发生坠落、中毒、烫伤事故;机器人可在恶劣环境下稳定作业,大幅减少安全隐患。
减少对高级焊工的依赖:船舶焊接对焊工技能要求极高,培养周期长;机器人仅需操作人员进行程序调试和监控,降低人力成本和用工难度。
适配柔性生产,增强船厂竞争力
支持离线编程:通过三维建模软件规划焊接路径,无需在实船分段上反复示教,缩短新产品的工艺准备时间,适配多船型、小批量的生产需求。
易于集成智能化系统:焊接机器人可接入船厂的 MES(制造执行系统),实现生产数据的实时采集、分析,助力船厂向智能化、数字化造船转型。
三、 造船厂焊接机器人的应用难点与应对
难点 1:船体分段尺寸大,定位精度要求高应对:采用激光跟踪、视觉定位技术,实时补偿分段变形和装配误差。
难点 2:焊接环境恶劣(粉尘、湿度高)应对:选用防护等级 IP67 以上的机器人,配备防尘、防水的焊接电源和送丝系统。

