一、课题来源与背景: 可靠的舰船制造是我国海军稳步发展的有力支撑，当前形势对舰船等装备的建造周期缩短、技战术性能提高、长期服役可靠性等提出了严苛要求，这对舰船大尺寸构件的智能、高效、精准焊接成形制造提出了极其严格的要求。本成果立足于大型护卫舰、轻型护卫舰、气垫登陆艇等型号复杂结构焊接制造中“低损伤控性，高精度控形”的需求，在工信部高技术船舶、国家自然基金等项目支持下，以舰船高质高效率焊接成形制造为攻关目标，通过产学研联合，以自主创新的方式开发完成了舰船智能高效精准焊接成形制造成套技术解决方案，在设备、技术、工艺、应用上均取得实质性的突破。

    二、技术原理及性能指标： 本项目团队提出的变曲率曲面空间多角度埋弧横焊技术、曲面结构复杂变形自适应矫形技术、船体结构非常规大变形预形变火工矫正技术、船体大差异异质材料复合结构高可靠连接设计技术与研制开发的分段薄壁结构激光-电弧复合焊接装备、分段自适应机器人焊接装备、变曲率曲面空间多角度埋弧横焊装置、船体变形自适应矫形装置，在船舶行业内达到了船舶国内领、世界先进水平，具有一定的创新性。其中激光-电弧复合焊接技术代替了CO2气保焊（2~3mm）和埋弧焊（4~12mm），实现了上建壁板高质量低应力小变形焊接，抗拉强度≥582MPa，接头180°弯曲性能、冲击性能满足要求，焊缝一次拍片合格率达100%，焊接变形降低50%以上、焊接效率提高3~6倍。变曲率空间多角度埋弧横焊代替了手工焊条焊，实现主船体15°~90°横位置焊缝的高质高效焊接，抗拉强度≥566MPa，接头180°弯曲性能、冲击性能满足要求，焊缝一次拍片合格率达98%，综合焊接效率提高4倍。船体结构变形自适应矫形和预形变火工矫形技术有效抑制了船体材料的机械性能损失，屈服强度降幅从13%控制至6%以内，一次矫形合格率达90%以上。双工位四机械臂协同柔性焊接技术、在线检测与质量评价等先进焊接技术有力保障了焊接质量，外观检查合格率100%，飞溅减少50%以上。

    三、技术的创造性与先进性 ：（1）首次将激光-MAG药芯焊丝复合焊应用于舰船平面分段焊接，提出了一种激光-电弧双椭圆指数衰减热源模型，开发了激光-MAG焊接设备的多向调节装置与基于数字波控近零飞溅焊接电源，解决了大尺寸舰船超薄壁结构（壁厚≤3mm）纵长焊缝（＞7.5m）高速焊过程的稳定性控制难题，实现舰船平面分段激光-MAG药芯焊丝复合焊接。比原有焊接效率提升3~6倍，热输入降低至原来的25%以内，接头抗拉强度提升>5%、焊接变形减少>50%。 （2）率先在舰船自动化焊接中实现焊接全过程在线检测与缺陷诊断，突破了视觉传感器设计、三维重构算法、基于机器学习的缺陷智能预测算法等关键技术，实现了自动化焊接焊前、焊中和焊后在线检测与缺陷预测，缺陷预测准确率达95%以上，焊道检测精度可达±0.02mm以内。 （3）发明了基于力-热耦合的船体结构焊后变形矫形技术，解决了船体结构大变形一次调控难题，一次矫形合格率达90%以上；研发了自适应矫形装置，使得矫形后构件材料屈服强度降幅从13%控制至6%以内。 （4）提出了新型船舶铝/钢复合连接结构拉-剪双承载模式接头设计方案，突破了铝/钢过渡接头复合工况裂纹抑制的技术瓶颈，将铝/钢复合连接结构承载能力提升了20%以上。 （5）集成了板材边缘表面精准构型、大尺寸薄板激光-MAG药芯焊丝复合焊、骨材装配自动喷码划线、双工位四机械臂协同柔性焊接、焊接全过程在线检测与缺陷诊断控制等关键技术，建成了国内首套护卫舰薄壁结构专用生产线，并实现了某型护卫舰批量建造。

    四、技术的成熟程度，适用范围和安全性： 本项目技术由中船黄埔文冲船舶有限公司、华南理工大学、中国船舶重工集团公司第七二五研究所、哈尔滨工业大学、DIG自动化工程（武汉）有限公司共同完成。针对大型/轻型护卫舰、大型/中型气垫登陆艇等舰船高精度及高可靠成形制造需求。通过十余年的持续攻关，本项目突破了焊接结构设计、焊接及变形控制等技术系统性、可靠性等难题，研制了国内首套大型护卫舰薄壁结构专用生产线，并实现了舰船批量建造。 项目核心关键技术及设备自主研发，其研究成果技术成熟、可靠，拥有多项自主知识产权，总体综合技术指标达到国际先进水平。

    五、应用情况及存在的问题 ：项目团队所提出的新技术与研制的新装备获得了多项国际/国家发明与实用新型专利等知识产权成果，在集团内部其他单位的进行推广应用，包括江南造船（集团）有限公司、沪东中华造船（集团）有限公司、大连船舶重工集团有限公司、中船广西船舶及海洋工程有限公司中应用，有力保障了海军某大型护卫舰、轻型护卫舰、某水声船、远洋救助拖船等多型舰船的高质高效建造提供技术支持，具有良好的军事效益。 项目团队所提出的技术和研制的装备在行业其他单位中的推广应用，对企业的生产起到降低生产成本、提升生产效率、提高建造质量的作用，具有显著的经济与社会效益。

    六、历年获奖情况 ：项目相关专利获2020年中国专利优秀奖、2020年中国船舶集团发明专利实施二等奖。