第八章典型船體結構的焊接工藝

2022-06-24 16:15:06 字數 4508 閱讀 9433

第一節船體鋼材的焊接性

焊接性的試驗目的:為了評定焊接結構的可靠性,是否存在氣孔、夾渣、裂紋等;焊縫及焊接接頭強度、塑性、衝擊韌性等力學效能和抗腐蝕性、時效、耐磨、耐熱及耐酸性等耐久性。

一、 船用碳素鋼的焊接性

船體外板用鋼材一般使用優質低合金鋼,內結構可用普通低合金碳素鋼。內河船舶普遍採用優質碳素鋼因含碳量較低,焊接效能較好。無需採取特殊措施。

二、 船用低合金鋼的焊接

船用低合金鋼的焊接效能也較好,不需採取特殊措施。但選用高強度低合金鋼,焊接時可能出現焊接缺陷,可用工藝措施控制焊接缺陷的產生。

第二節船體結構焊接工藝基本原則

一、 焊接程式的一般原則

選擇並嚴格執行焊接程式可減小結構變形和內應力。一般原則:

1、外板、甲板對接縫:

錯開板縫:先橫向焊,後縱向焊;

平列板縫:先縱向焊,後橫向焊。

2、同時存在對接縫和角焊縫:先焊對接縫,後焊角焊縫。

3、整體或分段建造時:從結構**向左右、前後對稱焊接。

4、有對稱中心線的構件:雙數焊工對稱焊。

5、手工電弧焊長縫:分段退焊或分中分段退焊。

6、同時存在單層焊縫和多層焊縫:先焊多層,後焊單層。多層焊各層方向相反,接頭錯開。

7、分段或總段外板縱縫及縱向構件與外板的角焊縫兩端200-300mm:先不焊,以利於船台裝配時對接。

8、內結構靠近總段大接縫一邊的角焊縫:在大接縫焊接後再焊。

9、應力較大的大接縫:焊接過程不能中斷,應連續完成。

10、分段中的焊接缺陷應在上船台前修補,不應在船台上進行。

二、 焊接材料使用範圍的規定

重要船體構件和部件應採用鹼性低氫焊條(使用直流焊機):

用低合金鋼建造的所有船體焊縫;

用碳素鋼建造的船體大合攏環形對接焊縫和桁材對接焊縫;

船殼冰帶區的端接縫和邊接縫;

船長大於90m的舷頂列板與強力甲板在船中0.5l區域內的角接焊縫;

桅杆、吊桿、吊艇架及其受力構件;

拖鉤架;

主機座及其相連線的構件;

艏柱、艉柱、艉軸架。

三、 角接焊縫端部加強焊的規定

間斷焊和單面連續焊的角焊縫:應在端部一定長度進行雙面連續焊。

組合桁材、強橫樑、強肋骨的腹板與面板在肋板區域內應為雙面連續焊。

桁材、肋板、強橫樑、強肋骨的端部加強焊長度不小於腹板的高度,間斷的旁桁材端部可適當減小。

縱骨切斷處端部的加強長度不小於乙個肋骨間距。

骨材端部削斜時,加強長度不小於削斜長度;端部焊接固定時,加強長度不小於骨材高度。

與肋板連線的肋骨、橫樑、扶強材端部,在肋板範圍內,一面應連續焊,另一面端部包角焊,長度不小於骨材高度,且不小於75mm

各種構件的切口、切角、開孔的端部包角焊長度:

板厚>12mm ≮75mm

板厚≤12mm ≮50mm

各種構件對接接頭的兩側應有一段對稱的角焊縫,其長度不小於75mm。

第三節船體焊接工藝

一、整體造船的焊接工藝

先焊縱橫構架對接焊縫,後焊外板、甲板的對接焊縫,最後焊接構架與外板和甲板的角焊縫。

外板的對接焊縫,先焊船內一面,外面用碳弧氣刨挑根後焊接。甲板先仰焊,挑根後平焊(可用埋弧焊)。

外板、甲板對接焊縫焊接程式:

錯開板縫—先立焊,後橫焊;

平列板縫—先橫焊,後立焊。

(138頁圖8-3)

船艏外板接縫最後焊。圖8-4

全部焊縫焊接次序:船中往左右,中部往艏艉,由下往上焊接。

二、分段建造的焊接工藝

1、甲板分段的焊接

甲板分段—由甲板板、橫樑、強橫樑、甲板縱骨、縱桁、艙口圍板組成。一般在胎架上反裝焊接。

甲板板的焊接:可以先在平台上平焊,再上胎架定位,裝配橫樑和桁材。可採用焊條焊,最好採用埋弧焊。焊接程式根據排板情況,以應力最小的原則焊接。艏甲板焊接如圖8-5。

甲板分段的焊接:139頁4條供參考。

2、舷側分段的焊接

舷側分段—由舷側外板、舷頂列板、肋骨、舷側縱桁等組成。有時帶有甲板小分段和艙壁小分段。根據曲率情況可在平台焊接或用胎架焊接。但焊接程式和方法相同。

裝焊程式—拼外板→開坡口→焊接→ 構架劃線→構架安裝→焊接→劃分段輪廓線、檢查水線、定位肋骨線→割胎→離胎、翻身→碳弧氣刨開坡口→封底焊→矯正變形→完工測量。

焊接工藝:140頁4條

3、雙層底分段的焊接

雙層底分段—由船底外板、內底板、肋板、中桁材、旁桁材、縱骨等組成。可用正造或反造。

反造焊接工藝:以內底板為基面,由骨架控制船底外板的線型。

裝焊程式—開坡口→內底板拼板→焊接→構件劃線→構件安裝→焊接→矯正構架變形→修正構件底部線型→裝船底外板→焊接外板縫和部分角焊縫→割胎、翻身→碳弧氣刨開坡口→外板封底焊及外板與構件的角焊縫。

焊接工藝:141頁7條

正造焊接工藝:以船體外板為基面,由胎架控制分段外板線型的工藝方法。

裝焊程式—開坡口→船底外板拼板→焊接→構架劃線→構架安裝→焊接→矯正構架變形→修順構架高度→裝內底板→部分角焊縫焊接→離胎、翻身→焊接內底板上結構的角焊縫同時進行外板縫封底焊→矯正變形→完工測量。

焊接工藝:142頁7條

4、艉總段的焊接

艉總段—由艉柱、甲板、船側外板、船底外板、隔艙壁和內部構架等組成。可以整體建造,也可以分段建造(起重能力不夠)。

倒裝建造裝焊程式—甲板鋪板→構架劃線→裝肋骨框架和縱橫結構→裝舷邊外板(企口板)→焊接以上結構與甲板的連線以及相互之間的角焊縫→裝舵套管、舷側縱桁、半壁和艉柱等→焊接→裝船底外板→焊接→裝「滿擋板」→焊接「滿擋板」板縫與結構→離胎、翻身。

倒裝建造焊接工藝:143-144頁10條

5、平面分段**的焊接

分段**:先在平台上裝配焊接成平面分段,再上船台(或船塢)**成總段。

焊接工藝:144頁6條

6、艙口的焊接

艙口—由於在甲板上開了裝貨的艙口,採取的加強措施。其結構主要由艙口圍板(包括加強結構)和肘板等組成。

製作及焊接工藝:145頁5條

7、主機座的焊接

主機座—船舶動力系統(柴油機、齒輪箱)的安裝基礎。承受主機重量和動負荷,焊接質量要求很高

預製裝焊程式—在平台上劃出主機座中心線以及縱桁、橫隔板和橫肘板的安裝線→按線鋪裝預製的t形基座縱桁和橫隔板,定位焊於平台上→裝橫肘板並定位→焊接→拆除定位焊→翻身→矯正變形→測量。

焊接工藝:146頁5條

8、艉柱手工電弧焊接

艉柱—艉柱是安裝艉軸導管和舵桿支承(單機)的重要構件,一般用鑄鋼件。其形狀複雜,厚度大,尺度大,需要分段鑄造再焊接成一體。焊接要求定位準確、變形小、應力小。常用25號鑄鋼(zg25)

施工工藝:包括焊前準備和焊接。146-148頁

三、 船台焊接工藝

船台大合攏—各分段裝焊完成後,需在船台上(或船塢中)進行合攏,完成船體建造工程。大合攏的關鍵工序是環形接縫的裝焊工作,也是船舶建造最關鍵、最複雜的工序,其裝配和焊接質量對船體強度有極其重要的影響。

1、 焊前準備 148頁5條

2、 焊接程式 148頁3條

第四節船體結構的高效與高能束焊接

一、 高效焊接

高效焊接—效率高於常規手工焊接方法的焊接方法。如埋弧自動焊、下行焊條焊、重力焊、co2氣體保護焊、單面焊雙面成形的寸墊焊等等。這些方法不僅可以提高焊接效率,而且能提高造船質量、縮短造船週期、降低造船成本。

高效焊的種類:150頁表8-2

高效焊的適用範圍:152頁表8-3

我國焊接工藝與國外同行的差距:153頁,供參考。

二、 雷射焊接

雷射焊接—是利用能量極度集中的雷射束(<0.1mm)進行焊接或切割的新工藝。在德國**和德國多家研究所、企業的支援下,我國也以開始研究和使用這一新工藝。

第五節分段焊接工藝規程的編制

工藝規程—船體分段焊接的主要施工檔案,各典型分段均應編制焊接工藝規程。是用於指導生產、準備裝置、生產管理和控制進度的依據。

一、 基礎知識

1、生產過程與工藝過程

生產過程—將原材料或半成品轉變為產品的過程。

工藝過程—改變生產物件,使其變成產品的過程。焊接結構的工藝過程是由一系列的工序依次排列組合而成。

2、工藝過程的組成

工序:在同一臺裝置或同乙個工作地點一次完成的工作。造船工序有放樣、劃線、下料……。其順序稱工藝線路。

工位:工序的組成部分。工件在裝置上的每乙個工作位置。圖8-35

工步:焊件、裝置、工具、工藝規範均保持不變的條件下完成的工作。

二、 工藝規程的作用

工藝規程—將工藝路線中的各項工作,以工序為單位,按一定格式寫成的技術檔案。

作用—工藝規程是施工技術要求、工時定額、材料選用和消耗定額、計畫排程、質量管理、裝置選用等方面的技術依據。一旦確定,任何人都必須遵守。

三、焊接工藝規程的編制

1、編制原則

要求:安全、質量、成本、生產率。

技術先進

經濟合理

技術可行

良好的勞動條件

2、主要內容

內容:工藝要求、焊接規格、焊接程式、質量檢驗要求等。158頁

3、編制步驟

技術準備

分析研究

擬定施工方案和工藝程式

檔案編制

159-160頁

第八章高層鋼結構

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