韓國HJ重工（HJ Heavy Industries）于5月23日在美國華盛頓特區(qū)出席韓美造船合作中心揭牌儀式，并作為牽頭單位與美國圣地亞哥州立大學(xué)（San Diego State University, SDSU）簽署聯(lián)合研發(fā)協(xié)議，正式啟動韓美政府支持的AI焊接技術(shù)攻關(guān)項目。該項目將開發(fā)全球首套面向船用鋁合金結(jié)構(gòu)件的物理AI集成式摩擦攪拌焊（FSW）系統(tǒng)，核心目標(biāo)是替代傳統(tǒng)弧焊，解決高強鋁合金船體面板焊接易變形、氣孔率高、接頭強度不穩(wěn)等行業(yè)痛點。

聚焦固態(tài)焊接：FSW技術(shù)突破鋁焊瓶頸

摩擦攪拌焊（FSW）是一種固態(tài)連接工藝，通過高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭在工件接縫處施加壓力并產(chǎn)生摩擦熱，使金屬在未熔化的塑性狀態(tài)下完成致密結(jié)合。相比傳統(tǒng)TIG/MIG弧焊，F(xiàn)SW避免了熔融過程帶來的熱裂紋、氣孔和晶粒粗化問題，特別適用于5000系、6000系等船用鋁合金——這類材料在高速登陸艇（LSF）、多用途訓(xùn)練支援艦（MTB）等特種船舶中占比超70%，但長期受限于焊接合格率低、返修率高、需大量人工后處理。HJ重工已量產(chǎn)多型鋁制特種艦船，其現(xiàn)有焊接產(chǎn)線中約40%的返工工時源于鋁合金焊縫缺陷，F(xiàn)SW技術(shù)若落地，有望將單塊12米×3米鋁制舷側(cè)板的一次合格率從當(dāng)前72%提升至95%以上。

該技術(shù)另一優(yōu)勢在于能耗與環(huán)保表現(xiàn)：FSW單焊道能耗約為MIG焊的1/3，且無需保護(hù)氣體、無飛濺、無紫外線輻射，符合IMO Tier III及歐盟Ship Recycling Regulation對綠色修造船廠的強制要求。在韓國釜山、蔚山等地的船廠集群中，F(xiàn)SW設(shè)備正逐步納入新建智能產(chǎn)線規(guī)劃；而美國海軍近年明確要求新型輔助艦艇采用鋁合金+FSW組合方案以減重15%以上，直接拉動對高精度、大行程FSW裝備的需求。

韓美分工明確：硬件、算法、驗證閉環(huán)協(xié)同

根據(jù)韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部主導(dǎo)的八項韓美聯(lián)合研發(fā)清單，HJ重工負(fù)責(zé)整體系統(tǒng)集成與AI工藝優(yōu)化模塊，聯(lián)合韓國船舶海洋工程研究院（KRISO）及慶北國立大學(xué)攻關(guān)焊接參數(shù)自適應(yīng)模型——即通過實時采集攪拌頭扭矩、下壓力、溫度場數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度，應(yīng)對鋁合金板材厚度公差（±0.3mm）及表面氧化膜波動帶來的工藝擾動。SDSU團(tuán)隊主攻機械結(jié)構(gòu)與專用攪拌工具設(shè)計，其開發(fā)的氮化硼涂層攪拌針可在450℃連續(xù)工況下穩(wěn)定運行超200小時，壽命為常規(guī)鎢鋼針的2.3倍；韓國企業(yè)三林MSP（Sanglim MSP）承擔(dān)精密伺服驅(qū)動系統(tǒng)與多軸運動控制柜的本地化制造。

項目驗證端由三星重工、韓華海洋及首爾江南區(qū)地方政府共同參與，重點模擬實船分段裝配場景：例如在MTB艦體甲板縱骨與鋁合金殼板T型接頭處，測試AI-FSW系統(tǒng)對間隙≤0.5mm、錯邊≤0.2mm的容差能力。美方客戶方還包括美國海軍海上系統(tǒng)司令部（NAVSEA），其明確將本項目成果納入未來5年MRO（維護(hù)、維修與大修）技術(shù)升級路線圖，尤其關(guān)注FSW修復(fù)艦艇受損鋁合金艙壁的可行性——該應(yīng)用可減少傳統(tǒng)挖補焊接導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)強度損失達(dá)30%。

對中國產(chǎn)業(yè)鏈的實際影響與采購關(guān)注點

目前全球FSW設(shè)備市場仍由德國KUKA、美國MTI及日本住友重機械主導(dǎo)，高端機型單價在380萬–650萬元人民幣區(qū)間，且對攪拌工具、在線監(jiān)測模塊實行技術(shù)封鎖。HJ重工此次聯(lián)合研發(fā)若在2026年前完成樣機驗證，將加速國產(chǎn)替代進(jìn)程：其披露的硬件架構(gòu)采用開放式PLC+EtherCAT總線，兼容國產(chǎn)伺服電機與力傳感器，意味著國內(nèi)系統(tǒng)集成商可基于該平臺開發(fā)適配中國船廠產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)型FSW工作站。值得關(guān)注的是，項目所用Al-6061-T6與Al-5083-H116兩種主力船用鋁合金的FSW工藝包，將同步形成中英文雙語數(shù)據(jù)庫，預(yù)計2025年底向合作船廠開放API接口。

對中國鋁加工企業(yè)而言，F(xiàn)SW普及將倒逼上游材料一致性提升：當(dāng)前國產(chǎn)船用鋁合金板帶材的厚度公差控制在±0.4mm，而FSW穩(wěn)定運行要求壓縮至±0.25mm；表面氧化膜厚度需穩(wěn)定在3–5nm區(qū)間，超出則易引發(fā)攪拌針異常磨損。已有寧波、南通等地的鋁材廠開始與HJ重工技術(shù)團(tuán)隊對接，提前布局FSW專用坯料認(rèn)證。對于計劃拓展海外市場的中國焊接設(shè)備廠商，需重點關(guān)注SDSU團(tuán)隊正在申請的USPTO No. 17/892,331專利——其提出的雙模式攪拌頭切換機構(gòu)（固態(tài)焊/微熔覆復(fù)合模式）可能成為下一代海工裝備焊接標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵模塊。

國內(nèi)船廠若考慮引入FSW技術(shù)，現(xiàn)階段不宜直接采購整機，而應(yīng)優(yōu)先評估與KRISO或HJ重工已建立聯(lián)合實驗室的國內(nèi)高校（如哈爾濱工程大學(xué)、江蘇科技大學(xué)）開展工藝驗證合作；同時需確認(rèn)現(xiàn)有廠房電力容量是否滿足FSW設(shè)備瞬時峰值功率（≥125kW）要求，并預(yù)留攪拌針自動更換與焊后超聲檢測工位空間。HJ重工透露，其首臺工程樣機將于2025年Q3在韓國麗水船廠進(jìn)行6個月實船分段試焊，中方合作伙伴可申請現(xiàn)場觀摩權(quán)限。