船舶上的各种管路在船舶舾装中占据相当份额的比例,据调查统计船舶管路生产工时约占造船总工时的8%-12%,船舶管路对中占管路加工总工时的30%左右。管路对中与焊接的质量制约着船舶管路的整体质量。管路对中、定位和焊接效率低下也制约着船舶舾装工作生产效率的提升。本文综合研究分析国内外管路对中焊接的情况,原创性地提出一种能对管路进行快速对中定位,并防止管路在焊接过程中产生过大变形的管路高效高精度对中装置。首先通过管路对中机理的研究,对比各种对中机理的优缺点,提出两种管路对中方案,并通过分析验证得出最佳方案。其次通过三维设计软件Solidworks对本装置进行建模,建模后确定了初步的设计方案,再对本装置进行详细的机械设计。然后对焊接应力的产生机理进行理论分析。为了控制管路焊接的质量,对管路焊接的焊接残余应力进行分析计算。再利用有限元分析软件ANSYS对本装置的主要零件进行应力及变形的分析,验证其设计是否满足强度要求,并进行机械设计的优化。最后加工出本装置的样机,在实验室进行试验,验证其有效性,并在船厂进行实地试用,验证其实用性。测试结果表明本装置能大大提高管路对中的精度,同时省去传统管路手工对中的划线定位、校正和点焊定位等步骤,管路对中焊接后确保同心度在0.5mm以内,轴线不平行度在3mm以内,管路加工效率提高5倍以上,降低劳动强度,抵抗焊接残余应力,稳定管路对中焊接的质量。