中国完全自主设计航母甲板焊接技术：窄间隙埋弧焊

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是的，没错，这个消息大家都知道。

6月17日，我国第三艘航母——第一艘弹射式航母福建号下水，满载排水量超过8万吨，完全自主设计建造，采用平直长型飞行甲板，配备电磁弹射和制动装置。

接昨天的内容，最近看到《金属加工焊接大师》杂志介绍了航母甲板的焊接技术：窄间隙埋弧焊。

航母甲板并不是一整块钢板。 毕竟没有这么大型的制造设备。 而是由一块块特殊钢板按照要求拼接而成。 有很多不规则钢板。

伊丽莎白女王级航空母舰大型起重部分

航母的飞行甲板厚度达到几十毫米，但这只是整体厚度。 航母甲板可不止那么厚。

航母甲板最底层背面需要隔热。 舰载机产生的尾焰无法将热量传导到甲板下部。 底板还必须具有防水、透水功能并采用焊接技术。

飞行甲板层以底层为基础拼接而成，采用焊接和铆接工艺。 该技术在各个国家都是保密的。 焊接工艺要求极高，采用机器焊接和手工焊接方法。

有专家表示，航母焊接质量决定其战斗力。 在国产航母建造过程中，焊接技术是我国船舶工业的重大突破之一。

航母建造过程中，所消耗工时的30%是焊工的工作量。 据介绍，每条焊缝均进行X光检查一次，检验合格率达到97%以上，接口平整度控制在3‰以下。

女王级航母，远远看不到焊缝

接下来我们通过@胡凯的imaginingworld制作的短视频来了解一下这项焊接技术：

大型航母所需钢板种类繁多、规格繁多，一般可分为船体板、装甲板和结构板三类。 我们来看看航母不同部位的钢材需求。

船体用钢板

要求相对较低。 它基本上是潜艇的耐压板。 屈服强度通常为450MPa和550MPa，钢板厚度为22～28mm。 为了防止鱼雷和潜艇导弹的轰击，船体水下部分由厚度为150至203毫米的钢板制成。 也有双层或三层船体的。 当外部钢板被击穿时，还有一层保护层，增强了航母的抗打击能力。 此前的航母还在易损部位使用了附加装甲板，以抵御各种意外攻击。 航空母舰所需的另一种钢材是装甲钢板。

装甲钢板

一般用在最关键的核心区域。 航母上有两个最重要的地方。 一是指挥中心。 指挥中心是航母钢板最厚的部分，最大厚度达到330毫米，有点类似于坦克用的装甲钢板； 另一个是航母的动力系统。 如果航母的机舱受损，航母就会成为活靶子。 因此，机舱也必须受到保护。 防护的关键方法是采用铠装钢板。 另外，堡垒等地方也必须有防弹装甲板保护。 航母用钢最重要的部分是结构钢板。

结构板

主要用于飞机跑道、舱室和船体结构，特别是飞机跑道，要求极高。 首先，要求飞行甲板能够承受20吨至30吨级舰载机起降时的重度冲击。 其次，它必须能够承受喷气式飞机高达数千度的火焰。 因此，飞行甲板的屈服强度一般达到800MPa。 另外，飞行甲板的厚度不宜太厚，一般为40～50毫米，不平整度必须小于5毫米/米，否则会影响飞机起降质量。 更重要的是，飞行甲板越大越好，并且应尽量减少焊缝。 总而言之，航空结构钢板要求强度高、厚度小、面积大、能够在恶劣环境下使用。

目前，世界上只有美国、日本、法国、俄罗斯等少数国家能够制造航母和潜艇用钢。 其中，质量最好的产品来自美国。

肯尼迪号航空母舰 (CVN 79) 钢材

美国制造航母飞行甲板所用钢材的屈服强度一般在850兆帕左右。 他们现已开发出两个系列的特殊钢。 一是HY系列特殊钢。 HY-80是一种镍铬和钛添加合金钢，屈服强度约为800兆帕。 是制造航空母舰或核潜艇的最佳钢材。 用这种钢制成的潜艇可以下潜到2000米。 随后美国在HY-80钢的基础上又研制出了屈服强度不低于686MPa的HY-100钢。 与HY-80相比，提高了钢材的耐蚀性和强度，提高了焊接性、成形性和切削加工性等，也是目前美国海军航母重要部件的主要材料。

另一种类型是 HSLA 钢。 HSLA-80钢是美国20世纪80年代研制成功的一种新型高强度、高韧性结构钢。 该型钢已部分或完全替代HY-80钢用于建造大型水面舰艇，如驱逐舰、巡洋舰和航空母舰。 尼米兹级核动力航空母舰的一些结构就使用了这种钢材。 HSLA-100钢是美国开发的用于新建航母壳体和先进攻击核潜艇（非耐压壳体）的钢材。 HSLA-100是一种低碳含量、铜沉淀强化钢，其合金元素含量比HSLA-80更高，屈服强度约为690 MPa。 其性能已达到HY-100钢的水平，板厚可达100毫米。

第一份 HSLA-100 钢订单是为核动力航空母舰斯坦尼斯号 (CVN-74) 提供的。 由于采用了尖端的低合金技术，此类钢板具有超强的硬度和非常小的重量，因此建筑构件非常轻，成本也非常低。 采用HSLA-100等特殊钢材建造的福特级航母整体重量大大减轻，建造成本也节省不少。 如果这种特种钢用在航母舰体壳体上，可以比传统高强钢建造的舰体壳体更薄、更轻，同时提供相同或更长的使用寿命。

俄罗斯AK系列镍铬钛合金钢的屈服强度是世界上最高的，可达1000MPa。 除了用于建造航母外，还用于建造需要深潜的核潜艇。

法国生产的“低碳钢”屈服强度约为550MPa。 英国无敌级航母使用的是法国软钢。 但由于此类材料的屈服强度较低，一般仅用于制造小型垂直起降或直升机母舰。 讽刺的是，法国自己的“戴高乐”号航母使用的是美国HY-80钢材。

日本生产的特殊合金钢的屈服强度基本在450MPa左右。 日本潜艇和二硒攻击舰均使用该国生产的特种钢。

50毫米厚的航母甲板焊接质量如何保证？

由于航母的甲板面积通常达到15000平方米以上，这些钢板必须焊接组装在一起。 那么，这种甲板采用什么样的焊接工艺来焊接呢？

众所周知，其实各种焊接工艺都是相似的，但我们需要的是高效、高质量的焊接。 因此，在适用于所有航母甲板（类似于HSLA-100钢）的电弧焊方法中，GTAW（钨极惰性气体保护焊）焊缝夹杂物最少，但这种焊接工艺效率很低，更适合焊接薄板。 因此，为了处理厚度超过30mm的甲板钢材，可以采用BGTAW（埋弧钨极电弧焊）。

此工艺焊接厚板时不需要坡口，总热输入比普通焊接小。 因此，焊接航母甲板的效率非常高。 但无论如何都必须制定严格的焊接工艺规范来控制焊接接头。 H含量和接头冷却速度保证焊缝的抗裂性能和力学性能。 对于类似的焊接工艺，也可选择NG-SAW窄间隙埋弧焊。

另外，众所周知，焊接会造成变形。 焊接这么大面积的甲板时如何保证甲板的平整度小于千分之三？ 这是一项关键技术。 尚未找到相关信息，应予以保密。 至于焊接变形的控制，焊接专业人士基本上都能分析出如何控制，这里不再赘述。

但如何保证每一个焊缝的焊接质量呢？ 如果出现问题，如何追踪？ 据相关人士透露，每条焊缝都经过X射线检查，每条焊缝都有相关记录并责任到人，确保焊工的责任感和使命感。

总之，焊接无小事。 无论我们身处哪个行业，我们都不能低估焊接的重要性。 。 。