隨著激光技術(shù)在傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用逐漸增多，修船行業(yè)正在積極探索應(yīng)用激光技術(shù)替代相關(guān)工藝。激光清洗和激光熔覆，就是目前最具發(fā)展前景的兩個應(yīng)用領(lǐng)域。不過，業(yè)界人士認(rèn)為，這些新技術(shù)要實現(xiàn)全面替代同樣存在不小的困難。找準(zhǔn)切入點，推動協(xié)同創(chuàng)新，是加快修船行業(yè)應(yīng)用激光技術(shù)的有效途徑。
激光清洗已經(jīng)實現(xiàn)商用
據(jù)介紹，激光清洗技術(shù)是一項基于激光與物質(zhì)相互作用效應(yīng)的新技術(shù)。激光器發(fā)射的光束被需要進(jìn)行處理的表面上的污染物層吸收。大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體（高度電離的不穩(wěn)定氣體），進(jìn)而產(chǎn)生沖擊波，沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。
友聯(lián)船廠（蛇口）有限公司創(chuàng)新發(fā)展研究中心主任劉鶴介紹說，相比機(jī)械摩擦、化學(xué)腐蝕、噴砂、超聲波等傳統(tǒng)工業(yè)清洗工藝，激光清洗具有不損傷基材、無油污、低噪音、可實現(xiàn)精確定位清洗、激光源使用壽命長、無藥劑和耗材、自動化程度高等特點，能夠滿足除銹、除漆、除油、除積碳、除氧化層附著物等修船生產(chǎn)需要，適用于金屬、陶瓷、玻璃、復(fù)合材料等各類基材。
自2017年年初開始，為加快推進(jìn)綠色修船，招商局工業(yè)集團(tuán)旗下船企與激光清洗高科技企業(yè)開展戰(zhàn)略合作，通過聯(lián)合研發(fā)、知識產(chǎn)權(quán)共享的方式，研制船舶專用激光綜合清洗系統(tǒng)，共同推進(jìn)激光清洗技術(shù)的應(yīng)用。截至2018年12月，200瓦、500瓦、1000瓦產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)布，實現(xiàn)了產(chǎn)品系列化、槍頭系列化、出光多樣化，在冷卻、光纖傳輸、自動化配套等方面形成了豐富的定制化方案。這些設(shè)備在機(jī)電車間進(jìn)行了反復(fù)試驗，涵蓋了20種應(yīng)用場景以及8種形狀零件。除碳鋼深銹的清除效率較低、激光無法照射的孔腔難以清洗外，激光清洗幾乎可以全部勝任其余清洗任務(wù)。
激光熔覆應(yīng)用還可擴(kuò)展
據(jù)上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院副教授鄧琦林介紹，激光熔覆技術(shù)是通過在受損的零件表面添加新的合金粉末，并利用高能密度的激光束使之與零件基體熔合在一起，在零件表面形成與其為冶金結(jié)合的熔覆層的技術(shù)。與電鍍、噴涂工藝相比，激光熔覆修復(fù)的零件變形小、結(jié)合力強(qiáng)、材料選擇范圍廣，涂層性能好，無廢氣、廢水、廢渣排放。
目前，激光熔覆技術(shù)在修船行業(yè)中主要用于柴油機(jī)、推進(jìn)系統(tǒng)中工件和其他泵、閥、軸的修復(fù)。廣州泰格激光技術(shù)有限公司高級項目經(jīng)理張紅亮舉例說，船用曲軸形狀不規(guī)則、工況復(fù)雜、造價昂貴、制造周期長，軸頸磨損、裂紋、擦傷、腐蝕、燒傷是其常見損傷。在通常的修復(fù)工藝中，降級使用（加厚瓦）會造成輸出功率降低，電鍍工藝不符合環(huán)保要求，噴焊工藝容易造成變形，鍍鐵工藝會造成不可重復(fù)修復(fù)。激光熔覆技術(shù)則不存在以上這些問題。
展望激光熔覆技術(shù)在修船中的應(yīng)用，張紅亮表示，激光表面改性強(qiáng)化、激光現(xiàn)場修復(fù)、激光高速熔覆、激光3D打印還有擴(kuò)展的空間。例如，利用功能材料可實現(xiàn)工件表面性能的定制，完全改變零件的表面性能，以“再制造”理念大幅延長修復(fù)后的產(chǎn)品使用壽命。
協(xié)同創(chuàng)新加快應(yīng)用步伐
應(yīng)用激光技術(shù)，無疑是修船產(chǎn)業(yè)升級的一個重要可選項。業(yè)界人士分析，中國修船企業(yè)的外部環(huán)境發(fā)生改變，環(huán)境保護(hù)和職業(yè)健康等相關(guān)法規(guī)對修船企業(yè)的要求日趨嚴(yán)格。中國修船行業(yè)的環(huán)保警鐘再次敲響，國內(nèi)修船企業(yè)面臨著巨大的環(huán)保整改壓力。2017年，以安徽省為例，該省191家修船企業(yè)中，已拆除資質(zhì)手續(xù)不全、設(shè)施設(shè)備陳舊、技術(shù)工藝落后的企業(yè)94家，停產(chǎn)退市的企業(yè)7家，而剩余的90家企業(yè)也在努力抓緊整改。
不過，應(yīng)用激光技術(shù)也存在許多障礙。“只有在傳統(tǒng)工藝無法完成修復(fù)時，船企才會想到將部件送往相關(guān)激光技術(shù)企業(yè)修理。”業(yè)界人士舉例說，由于激光技術(shù)的成本高、船企業(yè)務(wù)量少且不穩(wěn)定，激光熔覆的加工價格對船企來說“高不可攀”。另外，應(yīng)用激光技術(shù)還需要解決一些技術(shù)問題，如提高效率、實現(xiàn)車間現(xiàn)場加工等。
