激光加工技术现已应用于航空航天、电子电器、粮食纺织、汽车配件、工程机械、铁路船舶、冶金设电梯、钣金加工、工艺工具、广告装饰、金属对外加工、厨具加工等各行各业。取代传统的冲切割方法，激光加工技术现已慢慢进入了船舶制造行业加工的主战场。

近年来，“精密造船”和“快速发展造船”已成为中国造船企业工业的主流。激光切割机技术企业发展经济迅速，占整个激光加工服务行业的70％以上。船舶制造业主要以钢板为原材料，采用激光切割钢板，取代一些需要采用复杂的大型模具冲压的加工方法，大大缩短生产周期，降低成本。使用激光切割机下料替代了装配余量，避免了现场修割的现象，减少了企业人力资源物力的浪费，机架装配速度可以显著加快，装配产品质量水平显著有效提高。

1.船舶行业主要切割技术

目前，船舶行业对船舶板材零件的切割主要有火焰切割、等离子切割、切割和激光切割这几种方式。与激光切割技术相比，其他切割方式方法有许多缺点。在造船领域，激光切割避免了等离子切割来切割肋片，为了保证装配间隙，肋片有切割刃距离，采用手工切割，切割质量不均匀。从而减少了产品装配工作量、装配生产周期、材料和人工管理成本的浪费。

通过使用激光切割机进行切割船用钢板，割缝质量好，垂直度好，无挂渣，氧化层薄，表面具有光滑，无需二次生产加工，可直接影响焊接，且热变形小，曲线可以切割精度高，减少企业工作时间，实现阻隔切割高强度船用钢板。

2.激光切割的主要实际问题

在国内造船行业，激光切割并没有占据市场主导社会地位，主要问题原因分析包括:（1）激光切割成本高于中国传统切割方法;（2）激光切割大型机械设备不适合船舶工业生产制造的特点，如现场工程施工、作业分段、作业安全环境更加复杂等;切割效率方面没有得到明显的优势，特别是在造船行业;（3）工人激光设备运行维护复杂，成本高。针对船舶结构对切割机的特殊要求和型材加工的形状变化，论述了该行业的现状。

但是，相信在未来，随着中国激光技术的进步，万瓦级激光切割设备数据时代的到来，激光切割将会得到进一步发展深入研究应用到船舶制造企业行业。

船舶的建造过程是一项非常繁杂的系统性工程，其涉及的产业链条较多，从最初的原材料采购到最终完整船舶产品的生成需要经过漫长的生产过程。而切割加工工序是船舶制造中原材料形成零件的首道工序，其加工效果也对后续船舶加工质量具有较大的影响。特别是在船舶产品的薄板材料激光切割加工过程中，其工艺设备的选择、加工模式的设置等会直接影响造船效果。因此，探究先进的船舶产品切割加工模式具有非常重要的意义。

激光切割技术在船舶制造中的应用优势相较于等离子切割、火焰切割技术而言，激光切割技术能量密度更大，可进行金属、非金属材料等多种材料的切割，其切割缝隙宽度最小，为0.03mm，整体切割尺寸精度良好。同时，利用激光切割技术，不仅可以有效保证船舶构件切割面的倾斜度及上缘的完整性，而且可以通过运用白动化切割处理的方式，最大限度减轻船舶制造业生产压力。

3激光切割技术在船舶制造中的应用现状

3.1激光切割技术的原理

激光切割主要是利用激光二极管发出高聚集、高能量的激光束促使材料表层快速融化，并产生与激光束直径一致的孔洞。随后利用氧气等辅助气体，吹除激光切割缝中多余熔渣，并产生较高的热量，以达到材料加热切割的目的。

激光切割技术在船舶制造中的应用现状现阶段的激光切割技术在应用过程中，设备主要包括CO2激光切割机、光纤激光切割机两种类型

CO2激光切割机在船舶制造领域能够适合更广范围的板厚切割，对人体的危害程度更低，与光纤激光切割机相比，CO2激光切割机更适合船舶产品的切割作业。在船体构件中内烟囱、船部均为圆柱形式的板块，利用CO2激光切割机对圆柱形式板块进行切割，整体切割效率较高，且适用于开放式切割环境。但是现阶段CO2激光切割机常用的为5.0~6.0kW类型，切割速度略低于等离子切割模式。如激光切割机速度为mm/min，而等离子切割机速度为mm/min，在生产效率提升方面还存在欠缺。再加上激光切割设备及机器维护成本较高，回报与投入不成正比，导致CO2激光切割机在船舶制造中的应用情况并不理想。

4.激光切割技术在船舶制造中的应用趋势及建议

激光切割质量优势较为突出，也得到了船舶制造行业较高的重视。我国江南造船集团、上海宝山钢铁股份公司、外高桥造船有限公司、沪东中华造船（集团）有限公司等企业，在年就与我国内部高等院校合作进行了激光切割与焊接的研究。现阶段，我国大型船厂大多采用激光切割技术进行了船板的加工，如武汉船厂、江南造船厂。而从客观层面进行分析，由于激光切割技术应用造价成本较高、现场施工及分段作业中激光切割设备应用难度大、切割效率优势不明显等问题，再加上激光切割机主要是应用于薄板结构的切割，而等离子切割机、火焰切割机等是按照实际生产需求配置的，严重影响了激光切割技术在我国船舶制造行业中的应用。

激光切割技术在船舶制造中应用发展的趋势及建议对现阶段船舶制造行业的发展情况进行分析，在激光器价格不断下降、激光切割技术智能化水平日渐稳定的背景下，阻碍激光切割技术在船舶制造行业大规模应用的相关因素可被逐一解决，激光切割技术也将在船舶行业得到大规模的应用。

4.1针对阻碍激光切割技术在船舶制造行业应用的切割成本问题，船舶制造企业采用传统的切割设备、切割方式会出现切割精度不高、毛边缺陷、切割端口挂渣等问题，而激光切割机由于热能量集中度比较高，在切割精度、边缘光滑性、端口挂渣方面会有非常大的提高，为保证后续施工工艺质量提供了良好的前提条件，同时降低了作业成本，提高了生产效率。

4.2在激光切割技术发展进程中，含激光切割机的生产线也不断优化提升。在现场施工及分段作业中，由于含激光切割机的生产线应用难度大导致的激光切割困难，在近几年发展进程中，我国部分大型含激光切割机的生产线智能化水平得到了有效的提升，基于CNC与机器人组合的不同类型的难，在近几年发展进程中，我国部分大型含激光切割机的生产线智能化水平得到了有效的提升，基于CNC与机器人组合的不同类型的含激光切割机的生产线不仅可实现柔性化、智能化管理，而且可以更好地适应船舶制造行业的发展要求。例如，南通中远川崎智能生产线可以良好有效地应对各种复杂的生产状况，有效解决船舶生产制造过程中户外作业、分段制造过程中面临的各种问题。同时，相关行业的科研人员通过实时监测，配合控制机械切割技术，完成了船舶切割过程全方位工艺信息采集分析。并根据不同能场及工艺，改进了工艺参数，为切割工序简化及工期缩短提供了依据。

4.3第三，考虑切割效率优势不明显对激光切割技术在船舶制造行业大规模应用的影响，船舶制造行业内的相关企业可依托大功率光纤激光器及半导体激光器的优势特点，综合利用光纤激光器、半导体激光器精密度高、节能效果好、效率高的优势，结合市场需求，大力推动光纤激光器、半导体激光器及相关控制技术的产业化、市场化开发利用，进一步提高激光切割设备的集成度、柔性化水平。依据船舶薄板切割作业需求，对激光切割头部自由度及旋转控制模式进行合理设计。通过机器人及机械视觉检测系统在激光领域的应用开发，可以充分满足船舶薄板切割工作中加工形状的多样性及高精度切割要求。通过激光切割路径全过程自动监测、无人自动操作等作业模式的运行，也可以进一步提高船舶薄板激光切割效率及质量，为激光切割技术在船舶制造行业的大规模运用提供依据。