2021年，我國造船完工量、新接訂單量、手持訂單量三大指標保持全球領先。新接訂單量增幅高于全球20個百分點以上。造船完工量、新接訂單量、手持訂單量以載重噸計分別占世界總量的47.2%、53.8% 和 47.6%，與2020年相比分別增長 4.1、5.0 和 2.9 個百分點。

2021 年全國造船完工 3970.3 萬載重噸，同比增長 3.0%。承接新船訂單6706.8萬載重噸，同比增長 131.8%。截至2021年12月底，手持船舶訂單 9583.9萬載重噸，比2020 年底手持訂單量增長 34.8%。

據ResearchAndMarkets.com預測，至2025年全球造船市場將達到1866億美元。隨著船舶行業需求逐步增加，船舶制造業迎來蓬勃發展。日益激烈的競爭帶動市場對船舶智能制造工序、造船材料安全性、可靠性及質量等要求的提升。激光被稱為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”，因其高精度、高效率等的特點，其技術應用已經在造船業智能制造過程中占據中流砥柱的位置。

1、激光切割應用

鋼材是船舶制造領域常見的材料，船用鋼材不可避免地會根據船體的設計進行切割。但造船板材切割工藝要求較高，板材切割中出現的細微歪斜、毛刺等問題，都可能會導致整船事故。當前在船舶制造工藝中，主要的切割加工工藝方式包括火焰切割、等離子切割、剪切加工以及激光切割。其中火焰切割常被應用于厚板切割，僅局限于碳鋼板，對于4mm以下的板材無法進行精密切割，且切割效率較低；等離子切割適用于所有金屬板材切割，但又存在運行成本較高、易掛渣、薄板切割時變形較大等問題。因此，在切割中具有對原料無影響、精度高、安全系數高的激光切割機應用逐步廣泛。

不同切割方式對比

銳科激光研制的20kW/30kW多模組連續光纖激光器產品，具有電光轉換效率高、光束質量好、能量密度高、調制頻率寬、可靠性高、壽命長、運行免維護等優點，因而采用這款多模連續光纖激光器進行船舶板材切割，主要具備4大優勢：（1）割縫窄，精度高，割縫斷面粗糙度好、錐度小，材料切割后通常無需后道工序的再處理；（2）激光切割因其高能量密度，切割效率高，熱作用時間短，因而材料的熱影響區小，熱變形小，熱應力小，特別適合薄板切割；（3）激光的自動化程度高，可以全封閉加工，無污染，噪聲小，安全環保；（4）光路系統及控制系統穩定可靠，維護成本低，并且切割質量穩定。

20kW/30kW多模組連續光纖激光器

產品特點：

高電光轉換效率

輸出光纖長度可定制

輸出光纜：QP

免維護運行

寬調制頻率范圍

產品應用：船舶業板材切割

20kW氮氣切割14mm E36合金板材，要求無毛刺、無掛渣、斷面垂直，作為船舶板材焊接前處理

備注：氧氣切割可做到光滑，但熱影響區大，甚至會有氧化皮。焊接成型會產生氣泡、裂縫等問題。

2、激光焊接應用

在船舶制造領域，由于板材制造工序對焊接質量要求較高，且焊縫檢測的指標多；要通過諸多嚴苛的檢測項，傳統的弧焊、埋弧焊等方式存在一定的局限性，激光焊接則優勢明顯。

當前，歐美國家已經在游輪、滾裝船和特種船等民用船舶的智能制造過程大量采用激光焊接技術。下圖展示了激光復合焊接板生產線、加強筋板生產線、滾裝船和特種船鋼板平面對接生產線，從船體甲板焊接圖中我們可以明顯看到長邊和短邊的連接焊接。

激光焊接的應用不僅使船舶制造技術有了新的突破，還一定程度地促進了船體結構設計的改觀。另外，激光焊接可以將板材靈活組成各個模塊化艙室的建造材料，大幅度縮短船體建造時間。在民用船舶制造中，厚度為3~12mm的中薄板，主要用于甲板、船艙墻壁/隔板、客艙墻壁和樓梯基座的加工制造。15mm以上的厚板，主要用于船身的加工制造。那么不同厚度的板材的焊接怎么進行激光器選品呢？

一般而言，小于4mm的船板焊接可以用激光自熔焊的方法，可使用1kW～4kW的光纖激光器；大于4mm的船板焊接通常采用激光填絲焊接或者激光-電弧復合焊接，目前單次能夠焊接的厚度不大于14mm，可使用6kW～12kW的光纖激光器；大于12mm的船板焊接通常采用坡口焊接，甚至更厚的20mm以上的船板焊接需要采用多焊道焊接，可使用12kW-20kW光纖激光器。

15kW多模組連續光纖激光器

產品特點：

高電光轉換效率

輸出光纖長度可定制

輸出光纜：QD

免維護運行

寬調制頻率范圍

應用案例：

3~12mm厚船板拼焊（單道焊單面焊雙面成型）

3、 激光清洗應用

在包括船舶制造在內的高端制造領域，板材等工業制品在噴涂、焊接以及裝配前，為保證工件的質量，必須除去產品表面的污垢、油脂、灰塵、鐵銹等污染物。為滿足行業日益擴大的清洗需求，激光清洗技術應運而生。此前，船舶產前清洗主要采用噴砂方法，但由于它容易對周圍環境造成嚴重的粉塵污染，已逐漸被禁用。而采用傳統拋丸進行鋼板處理時，當鋼板行走速度為0-6m/min，處理后表面粗糙度30-75μm，拋丸效率≥100m/h；而采用激光清洗代替拋丸工藝，還可驗證激光毛化后表面質量是否滿足涂裝要求、清洗效率和生產節拍，更具備優勢。此外，激光清洗因其具有綠色環保、不傷基材、操作簡單、省時降本等優勢，隨著清洗技術的不斷提升，使得其在諸多領域逐步代替傳統清洗方式。

銳科激光推出全新的高功率脈沖光纖激光器系列產品，具有高平均功率（200-2000W）、高單脈沖能量、方形或圓形勻化光斑輸出、使用維護方便等特點，可廣泛適用于船舶制造業的船體防銹油漆清洗、鋼板激光預處理等。

1000W高功率脈沖光纖激光器

應用案例：船體防銹油漆清洗、鋼板激光預處理等、焊縫清洗。

船體鋼板激光除銹、除漆

3、激光熔覆應用

船舶制造的零部件需要用到很多特殊材料。這些零部件由于經常處于海洋環境，容易產生腐蝕、氧化、磨損等失效形式。據統計，每年船舶制造領域約1/3的材料因摩擦磨損而消耗，80%的零件失效直接或間接由腐蝕、磨損及氧化造成。而這些零部件若不定期進行修復可能會造成巨大的危害，尤其是船舶發電機關鍵部位，諸如運行要求精度高、速度快的轉子軸等。

傳統的修復工藝主要有普通焊條堆焊、噴涂和電鍍等，但它們存在形變大、修復厚度有限、涂層容易脫落等缺點。而對比來看，激光熔覆技術優勢顯著，主要包括：①激光熔覆時可對基體產生較小的熱影響區，工件變形較小；②熔覆層與基體材料之間可實現冶金結合，且熔覆材料稀釋率較低；③熔覆層晶粒細小、結構致密，能夠獲得較高的硬度和耐磨、抗腐蝕等性能；④可以做到選擇性局部細微修復，有效降低修復成本；⑤粉末材料體系適應性比較高，大多數的常規及特種金屬粉末材料都可熔覆到金屬零件表面。

修復技術優勢對比

當前，在國際上，以美、德、日為代表的發達國家激光熔覆技術發展速度驚人，在船舶制造領域基本完成了用激光加工工藝對傳統加工工藝的替代，并進入了“光制造”時代。在國內，熔覆技術也正因這些優勢在船舶制造領域迅速發展。銳科激光(300747)已率先打破國外壟斷進入船舶制造領域，研制的光纖激光器在船舶激光熔覆應用上大展身手，主要用到的是功率為4000~6000W、纖芯600μm的直接半導體激光器或多模組連續光纖激光器。

推薦產品1：

6000W光纖輸出半導體激光器

推薦產品2：

6000W多模組連續光纖激光器

應用案例：

葉輪軸激光熔覆修復

激光在船舶制造領域的應用隨著激光技術的不斷發展日益深入。銳科激光作為國內光纖激光器龍頭企業，面對船舶行業新發展出現的機遇期，將持續緊跟船舶制造領域新需求，加大研發投入、進行產品創新并逐步擴大品牌優勢，為中國船舶(600150)智能制造事業的高速發展“保駕護航”。

4月6日，銳科將舉行春季新品發布會，一波高端重磅新品將震撼上市，我們一起拭目以待！

關鍵詞：