激光技術自問世以來，便受到了社會的廣泛關注，被稱為二十世紀的四大發明之一。隨著時代的不斷發展，激光技術的應用也在不斷發生轉變。近些年來，激光器的功率不斷提升，其應用也逐漸向重型工業制造領域滲透。而在船舶制造業中，激光切割、焊接、清洗工藝已經開始取締一些舊有工藝，對整個造船產業帶來了一定影響。目前，歐美及日本主要的大型船廠已大量采用激光加工技術。

激光切割在船舶工業中的應用

船舶行業對船體分段轉配精度的要求非常高，構架轉配的間隙必須控制在1mm范圍以內。在以往，船舶制造企業一般采用等離子切割對肋板下料，為了保證裝配間隙達標，在肋板上均設置了修割余量，需要在現場裝配時進行實地手工修割，最后得到的修割的質量參差不齊。手工修割會導致割縫內殘留氧化物，同時，也增加了裝配的工作量，延長了裝配周期，致使整個分段建造周期大幅延長。

目前，在船舶行業中，船體板材零件的下料方式主要有火焰切割、等離子切割、剪切加工以及激光切割幾種。相對于激光切割，其他的切割方式在許多方面存在不足，比如火焰切割與等離子切割會導致割縫寬、切割精度差，容易產生有害氣體，對環境造成的污染較大等問題。而通過激光切割的船用鋼板，割縫質量好，切口面垂直性好，無掛渣，氧化層薄，表面光滑，無需二次加工，可直接焊接，且熱變形小，曲線切割精度高，有效減少配合工時，實現無障礙切割高強船板。

早在1992年，Vosper Thornycroft船廠在歐洲率先使用激光切割設備。而后，歐洲各國船廠紛紛安裝用于焊接和切割的成套設備。在美國，Bender 船廠則是第一家使用高功率激光切割設備的船廠，1999年Bender使用6KW的Tanaka LMX Ⅲ激光器，在制造成本和質量上取得了巨大進步。

近些年來，“精密造船”和”快速造船”成為船舶制造業發展的主要趨勢，激光切割技術得到了快速發展。船舶制造業主要以鋼板原料為主，使用激光對板材進行切割，可以代替一些需要大型模具沖切的加工方法，大大縮短生產周期，同時降低加工成本。采用激光切割機下料取消了裝配余量，消除了現場修割的現象，減少了人工和板材浪費，構架裝配速度明顯加快，裝配質量提升顯著。

雖然激光切割優勢明顯，在應用方面也存在許多問題。目前，在國內的船舶行業中，激光切割并未占據主導地位。主要原因在于激光切割成本相比傳統切割方法更高；激光切割的大型設備不適合船舶行業的制造特點，如現場施工、分段作業、工作環境復雜等等；激光切割在效率方面并沒有明顯優勢，尤其是船舶行業對于厚板的切割；激光設備維護復雜，對工人要求高、維護成本高等。

激光焊接在船舶工業中的應用

自進入二十一世紀以來，先進制造技術的蓬勃發展，對船舶焊接技術的發展提出了更高要求，使船舶焊接技術在廣度和深度方面均產生了質的飛躍。新鋼材、新焊材、新焊接工藝、新焊接設備不斷出現，對船舶焊接技術產生了巨大影響。

在激光焊接技術發展初期，大多是對薄壁材料進行低速焊接。隨著更高功率激光器的不斷面世，激光焊接的應用逐漸向重工業領域滲透。相較于傳統的焊接工藝，激光焊接工藝擁有諸多優勢，比如，可以進行更加精準深入的焊接；船體構件配合好，能夠迅速形成型材；對焊接環境的要求更低，不需要在真空或者稀有氣體環境中作業；焊接更靈活，可以避免近距離接觸，使得施工安全性得到更好的保障。

隨著焊接方法、工藝和設備的穩步發展，大型艦船制造方法逐漸實現由鉚接到焊接的變革。從早先的氣焊、電弧焊，發展到如今的激光焊。造船技術的不斷發展，帶動了造船材料和船舶設計的重大變化。隨著激光設備的不斷提升和工藝的完善，激光焊接將在船舶制造商得到更多應用。

激光清洗技術在船舶上的應用

船舶在經過長時間的使用后，船體容易出現老化、腐蝕等現象。因此，需要一些工藝對船體進行翻新處理。傳統方式是采用噴砂工藝進行處理，近年來，激光清洗技術在這方面顯現出很大應用潛力。

雖然，目前的噴砂工藝相對成熟，效率較高，但仍有其技術缺陷，比如在預處理的毛化度上是超標的。在豪華郵輪等高端船舶上無法使用噴砂工藝，其對環境的造成的污染，以及給長期從事噴砂作業的工人身體帶來的傷害也不容小覷。噴砂工藝污染嚴重，不符合國家環保政策的要求和國民利益。而且，除了鋼砂之外，該項作業對水、電力和人工的消耗也極大。

目前，在國家大力推進制造業轉型升級的大背景下，先進激光清洗技術愈加受到重視。相較于噴砂、化學藥劑清洗、機械打磨等傳統清洗方式，激光清洗擁有對基底無損傷，微米級精準控制，節能環保等眾多優勢，將在工業領域取締一些傳統清洗方式。

這種新型清洗技術在飛機、艦船、橋梁等大型裝備領域，以及飛機零部件、電氣產品等精密部件精確除漆領域擁有非常廣闊的前景。目前，激光清洗市場尚處于培育階段。不論是從環保方面來講，還是技術更新以及未來的實際操作方面來講，噴砂工藝都終將被先進技術所取代。而激光清洗技術被認為是目前最可靠、最有效的解決辦法。

除了船舶之外，港口機械、石油平臺以及集裝箱等船舶相關產業領域，也需要進行大量的噴砂作業。在未來，這些作業很有可能逐步被更環保、人性化的激光清洗所取代。

展望未來

2017年年底，中國造船業全年新接訂單量超越了韓國，躍居全球第一。但是，中國在船用設備領域研發投入嚴重不足，造船過程的綠色技術還比較落后，高端造船能力與日韓仍有差距。目前鋁合金材料逐漸成為運輸機械制造的關鍵材料，全鋁結構船顯示出良好的發展遠景，配合先進的激光制造技術，展示了無窮發展潛力。