分段造船中的焊接工艺 论文

1、南通航运职业技术学院船舶与海洋工程系毕 业 论 文分段造船中的焊接工艺姓 名： 纪 峰 学 号： 425051249 班 级： 舾装3072 专 业： 船舶工程技术 指导老师： 李 艳 时 间： 2010.6.20 目 录摘要：目前在建造大型船舶时，都采用分段造船法。分段是由两个或两个以上零件装焊而成的部件和零件组合而成。而焊接在船舶中的应用越来越重要，尤其在分段建造中，焊接是其中的关键和支撑技术，焊接技术的质量是反映分段建造质量优劣的重要指标。因此，采用科学而又合理的焊接工艺尤为重要。At present the construction of large ships, they all u

2、se of sub-shipwrights. Section is composed of two or more parts assembly and welding parts and components made of a combination. The application of welding in the ships increasingly important, particularly in sub-construction, welding is one of the key and supporting technologies, welding quality is

3、 reflected in the construction sub-an important indicator of the quality of pros and cons. Therefore, using scientific and rational welding process is particularly important.关键词：焊接 甲板 工艺 分段 建造 Weld deck technology section build1.双层底分段焊接工艺41.1双层底分段正造法41.1.1胎架制造41.1.2底板装焊41.1.3在地板上画纵横构架线51.1.4纵横构件的安装5

4、1.1.5内底纵骨的装焊51.1.6焊接51.1.7分段舾装51.1.8内底板装焊61.1.9分段完工画线61.1.10分段翻身、进行封底焊61.1.11检验并涂装61.2一般货船的双层底结构61.3拼装焊接同甲板拼板71.4双层底分段焊接工艺71.4.1“倒装法”的焊接工艺71.4.2“顺装法”的装配焊接工艺71.5焊接中要注意的问题82.甲板分段的焊接82.1甲板的结构形式82.2甲板拼板的焊接92.3甲板分段的焊接92.4焊接时的相关注意事项92.4.1高效焊的使用情况92.4.2角焊缝开破口情况103舷侧分段的焊接103.1舷侧分段的结构103.2拼装焊接103.3一般舷侧分段焊接工艺

5、103.4焊接注意事项113.4.1高效焊使用情况113.4.2有的舷侧分段具有双层舷侧114舱壁的焊接工艺114.1横隔舱壁的焊接工艺114.2纵隔舱壁的焊接工艺115.舱口的焊接125.1舱口结构125.2舱口结构焊接125.3焊接时注意事项126上层建筑分段的焊接127平面分段总段的焊接13结束语：13参考文献14致谢辞：141.双层底分段焊接工艺1.1双层底分段正造法双层底分段正造一般是在胎架上进行的。这种方法容易控制分段在建造工程中的变形，保证分段正确的变形，但胎架制造耗费较多辅助材料和人工，增加建造成本，所以此法适于批量生产、博板结构、外板曲率较大的靠近艏、艉部的底部分段。装焊顺序

6、如下:1.1.1胎架制造画胎架格线，根据胎架制造图，在胎架上画出胎架中心线、角尺线。在平台上竖立模板，在胎架平台上的相应肋位处竖支撑角钢，将做模板的小块钢板分别装到支撑的角钢上，并装上拉马角钢及加强角钢。模板画线，用水平尺或线锤将平台上胎架中心线和半宽尺寸投影到模板上。根据胎架制造图，用水平软管或激光经纬仪在每档模板上画出水平线及其高度值。切割模板，在模板画线后便可进行切割。对精度要求高的模板气割时，留出12毫米余量，以便进行批模。安装纵向角钢及边缘角钢，分段边缘应设边缘角钢，以保证分段边缘线型；每隔1500毫米设置纵向角钢。1.1.2底板装焊从k列版开始，依次将平直部分和曲形部分的外底板吊上

7、胎架，并将接缝边的铁锈用砂轮清除干净。装配两侧外底板时，其基准边与余量边通常为：以前一行已定位底板的纵缝为基准，与之相接的后一行未定位底板的纵缝为有余量边。曲形外底板装配时，一般是尽量把刚吊上胎架的后一列钢板插入已定位好的前一列底板下面，以便于进行套割。拼接的板边需待平整后才能进行定位焊。如遇板缝不平，可用马板和铁锲锲平。底板的拼装与固定应交错进行。分段底板铺设完毕后，即行焊接。平直底板的接缝可用二氧化碳气体保护焊或埋弧自动焊焊接。若用埋弧自动焊焊接，焊前两段需装上工艺板。曲形底板的接缝多用手工焊焊接。1.1.3在地板上画纵横构架线根据胎架中心线在分段的两段标出中心点，连接该两点即得分段中心线

8、，然后画出肋骨线。推荐两种方法，拉线架吊线锤法和基准线对线法。1.1.4纵横构件的安装可根据实际情况，在构件装配的方法中，从分离法、放射法、插入法中任选一种吧，进行船体构件的安装。1.1.5内底纵骨的装焊把内底纵骨嵌入横向构架的切口内，进行定位焊，使上口符合内底安装线。1.1.6焊接当采用分离装配法安装纵横构架时，纵向构件要边装边焊，常采用单面连续焊，并且中桁材、旁桁材、船底纵骨与船底外板的角焊缝需用自动或半自动焊机施焊。当采取放射装配法或插入装配法安装纵横构架时，通常是将船底外板连接的纵横构架全部安装好，再进行焊接。这时应先焊纵横构架间的连续立角焊缝，然后再焊纵横构架与船底外板连接的平角焊缝

9、。1.1.7分段舾装将预先经过模型放样并加工完毕的双层底分段内的管系及附件等也安装妥当。1.1.8内底板装焊在平台上拼装内底板。根据内底板厚度，不开坡口或预先开坡口，定位焊后，采用二氧化碳气体保护焊或埋弧自动焊焊接内底板对接焊缝。将内底板平面分段吊装到船底构架上，并用定位焊将它与船底构架、船底外板焊牢定位。需注意的是，内底板与外板间的角焊缝不宜先焊，可等船台合拢时，舷侧分段装上后再进行焊接，这样可保证舷侧分段和底部分段接合处型线光顺。1.1.9分段完工画线待分段装焊完成后，把分段上的船体中心线、基准肋骨线，水平检验线及分段余量线，复绘到双层底分段的外表面上且作好标记，供船台装配时定位用。1.1

10、.10分段翻身、进行封底焊在完成画线的分段上，安装吊环，吊环安装的位置要正确，一般安装在强构件或纵横构件交叉的位置。骨架与内底板的角焊缝，以及外底板外表面对接缝的碳刨开槽封底焊等可待分段翻身后进行焊接。正装双层底分段需翻身两次，若倒装双层底分段则只需翻身一次，而且倒装可在平台上进行。不过安装时，无论构件还是舾装件，上下左右都是颠倒的，不能搞错。1.1.11检验并涂装双层底分段检验分为装配和焊接两方面的内容的检验，实际上它贯穿于制造的全过程。1.2一般货船的双层底结构小型货船的双层底多采用横骨架式，大中型货船则多为纵骨架式结构。1.3拼装焊接同甲板拼板装配焊接工艺要求和甲板拼板一样，要注意的是：

11、尽量采用埋弧自动焊，对于由于拼板时形状的限制而存在的短小焊缝则需用焊条电弧焊或二氧化碳气体保护焊。1.4双层底分段焊接工艺根据双层底分段结构和钢板厚度不同分两种建造方法，一种是以内底板为基础的“倒装发”，对于结构强，板厚的或单一生产的船舶，多采用此法；另一种是以船底板为基面的“顺装法”，它是在胎架上制造，由于胎架的固定作用，此法更能保证分段外板的正确线型。1.4.1“倒装法”的焊接工艺在装配平台上铺设已拼好的内底板；在内底上装配中桁材、旁桁材和纵骨；在内底板上装配肋板，定位焊后，焊条电弧焊或二氧化碳气体保护焊焊接肋板与中桁材、旁桁材的立角焊，然后焊接肋板与纵骨的立角焊缝；焊接肋板与内底板的平角

12、焊，焊接顺序是由双数焊工从分段中间向四周对称进行；有的船厂是把纵、横构件装好后，再进行先立角焊、后平角焊的焊接。焊接顺序一样，主要原则是从中间向四周逐个焊接。在内底构架上装配船底板，定位焊后，焊接船底板对接内缝焊完，尽可能用埋弧焊。这种方法适合外板曲率大的分段。为了方便装配总段，只焊船底外板与内底板的内侧角焊缝，外侧角焊缝等总段完成后再焊。将双层底分段翻身，焊接船底外板的内缝封底焊，然后焊接船底外板与肋板、中桁材、旁桁材、纵骨的角焊缝。1.4.2“顺装法”的装配焊接工艺在胎架上装配船底板，并用定位焊将它与胎架焊牢固定，然后用碳弧气刨刨焊接坡口，用二氧化碳气体保护焊或焊条电弧焊焊接船底外板内侧对

13、接焊缝。在船底外板上装配中桁材、旁桁材、船底纵骨，定位焊后用自动角焊机或重力焊、二氧化碳气体保护焊等方法进行船底外板与纵向构件的角焊缝焊接；在船底外板上装配肋板，定位焊后，先焊肋板与中桁材、旁桁材、船底纵骨的立角焊，然后再焊肋板与船底外板的平角焊缝；在平台上装配焊接内底板，对接焊缝采用埋弧自动焊。焊完正面焊缝后翻身，并进行反面焊缝的焊接。在内底板上装配纵骨，并用自动角焊机或重力焊进行纵骨与内底板的平角焊缝的焊接；将内底板平面分段吊装到船底构架上，并用定位焊将它与船底构架、船底板固定；将双层底分段吊离胎架，并翻身，然后用二氧化碳气体保护焊或焊条电弧焊焊接内底板与中桁材、旁桁材的平角焊缝。“顺装法

14、”优点是安装方便，变形小，能保证底板有正确的外部线型。缺点是在胎架上安装，成本高，不经济。“倒装法”的优点是工作比较简便，直接可铺在平台上，减少胎架的制作及安装，节省胎架的材料和缩短分段建造的周期。缺点是变形较大，船体线型较差。1.5焊接中要注意的问题构件在板上的装配焊接有两种，一种是先装配好纵向构件，然后用自动角焊机进行焊接，另一种是把纵、横构件都装好再进行焊接。前一种由于自动角焊机和重力焊往往焊角尺寸易偏大，同时又没有横向构件的约束，易造成焊接变形，但焊接效率较高；后一种控制焊接变形就好一些。2.甲板分段的焊接2.1甲板的结构形式上甲板是船体抗纵弯曲的强力构件。大中型货船上甲板都采用纵骨架

15、式，但舱口间甲板也有采用横骨架式的。2.2甲板拼板的焊接在装配和焊接甲板时，允许在平台上进行，待甲板板的对接焊缝焊完后，再吊上预先做好的胎架上定位，然后装配横梁和桁材等结构。2.3甲板分段的焊接将喊好后的甲板吊放在胎架上，为了保证甲板分段的梁拱和减小焊接变形，将甲板与胎架之间应间隔一定距离进行定位焊固定。按构件位置先画好线，再将全部构件用定位焊装配在甲板上，并用支撑加强，以防止构件焊后产生角变形。先焊构件的对接缝，然后焊构件的角焊缝及构件上的肘板，最后焊接构架与甲板的平角焊缝。为了总段或立体分段装配方便，在分段两段的纵桁应有一档约300mm暂时不焊，待总装配好后再按装配的实际情况进行焊接。在焊

16、接大型船舶时，为了采用二氧化碳自动角焊机或重力焊，加快分段建造周期，提高生产率，可采用分离装配法。焊接小型船舶时，宜采用混合装配法，即纵横构架的装配可以交叉进行，待全部构件装配完成后，再进行焊接，可减少分段焊后变形。2.4焊接时的相关注意事项2.4.1高效焊的使用情况现在船厂引用平面分段装焊生产流水线。焊接平面分段效率更高，拼板焊接采用铜剂垫单面埋弧焊工艺，无需翻身和气刨请跟。一般平面分段都采用平面分段装焊生产流水线进行焊接，这种工艺也是实现柔性制造技术的机械化合自动化作业的重要途径。2.4.2角焊缝开破口情况船中部分甲板与外板要开坡口焊透，因为该处应力较大。若有舱口围板时，舱口围板与外板一般

17、也要开破口。3舷侧分段的焊接3.1舷侧分段的结构舷侧分段的结构包括舷侧外板、舷顶列版、肋骨、舷侧纵桁等，有的舷侧分段还带有甲板小分段和舱壁小分段。不同线型特点的舷侧分段，其装焊基础也不同。线型较为平坦的舷侧分段，可在平台上装焊。分段曲率较大则需在胎架上进行，3.2拼装焊接线型较为平坦的板可在平台上拼板，用埋弧自动焊焊接。装配工艺同甲板。3.3一般舷侧分段焊接工艺舷侧外板铺放在胎架上，用定位焊缝将它与胎架焊牢定位。在有构件的一面，用碳弧气刨刨削外板对接坡口。舷侧外板对接缝焊完后，用装配点焊固定构件。首先进行构件之间的对接缝的焊接，再进行构件之间立角焊缝的焊接，最后焊接构件与外板的角接焊缝。舷侧分

18、段焊接时，同样应由双数焊工从分段中央向左右和前后对称焊接，以便减小焊接变形。舷侧分段内侧焊完后，隔离胎架，翻身后进行舷侧外板对接封底焊。3.4焊接注意事项3.4.1高效焊使用情况使用埋弧自动角焊机、二氧化碳气体保护焊、重力焊进行构件的焊接。3.4.2有的舷侧分段具有双层舷侧此时，制定焊接工艺时，要注意下列部位的角焊缝是否要求开坡口。内纵壁与甲板、内纵壁与内底板、内纵壁与平台板等。4舱壁的焊接工艺舱壁按结构形式可分为平面舱壁和槽型舱壁两种。槽型舱壁是由压成槽型断面的钢板组成，板与板之间采用埋弧焊。平面舱壁是一种没有弯曲的平板构件，是由隔舱壁和加强材组成。4.1横隔舱壁的焊接工艺横隔舱壁是对称船体

19、中心线的横向平面阶段。拼板时焊缝一般采用埋弧焊，对于小型船舶而言，较薄的隔舱壁可采用二氧化碳气体保护焊或焊条电弧焊。4.2纵隔舱壁的焊接工艺纵隔舱壁是船体纵向平面分段，没有船体中心线。在对接焊缝焊完后，再焊接纵隔舱壁与加强材的角焊缝，焊接顺序可参考前面所述。也可不采用左右对称的方法，而采用间断跳焊法，以利于热量分布。防止产生较大的焊接变形。另外，化学品船或油船等液货船的舱壁与船体四周的角焊缝由于船舶行驶时的摇晃而就是纵、横骨架式双层底的典型结构。5.舱口的焊接5.1舱口结构主要由舱口围板以及肘板等组成。舱口围板在船体纵总强度计算中虽不作为强度构件，但因与甲板焊接，实际上仍然承受着相当大的应力。

20、5.2舱口结构焊接甲板舱口是一个长方形开口，舱口围板一般先预制4块平面部分和4块圆形部分，在甲板开孔将它装配合成一个整体。将预制好的4块平面舱口围板和4块圆弧形舱口围板装配到甲板舱口处，并用定位焊固定。焊接舱口围板的对接焊缝，用碳弧气刨清根，并进行封底焊，由双数工人对称焊接。焊接舱口围壁与甲板的角焊缝，先焊平直的4条焊缝，再焊4条圆角焊缝。焊接肘板与围壁板和甲板的角焊缝及其他焊缝。5.3焊接时注意事项二氧化碳气体保护焊的使用，为了减少焊接残余应力及变形，舱口围板焊接时应尽量采用此焊接方法，不仅效率高。还可以控制焊接变形，为舱口盖的安装打下良好的基础。舱口围板与甲板的角焊缝由于承受的应力比较大，

21、围板还起到补强的作用，所以该焊缝一般是开坡口进行焊接的。6上层建筑分段的焊接上层建筑分段是薄板结构，钢板一般比较薄，焊后由于残余应力变形从而导致上层建筑和甲板产生波浪形，影响了造船质量。为了较少焊接变形，应选择正确的焊接工艺，使变形量控制到最小。在平台上采用埋弧焊、焊条电弧焊及二氧化碳气体保护焊等方法进行板材对接焊缝的焊接。为了增加上层建筑结构的刚性其焊接应先等整体装配完成后完成。上层建筑前端壁有弧度，在装前壁扶强材时，为保证外观线型，应在胎架上进行。上层建筑结构的焊接顺序也是先焊对接焊缝，再焊立角焊缝，最后焊接围壁构架与甲板的平角焊缝。焊接围壁板上扶强材的角焊缝时，应采用对称焊和分段退焊的焊

22、接顺序。围壁板与顶甲板的角焊缝应采用分中逐步退焊法。为减少焊接变形最好使用二氧化碳气体保护焊或“立向下”专用焊条。分散、对称焊接。7平面分段总段的焊接在建造大型船舶时，先在平台上装配焊接成平面分段，然后在船台上分片总装成一个分段。为了减少焊接变形，甲板分段与舷侧分段、舷侧分段与双层底分段之间的对接焊缝，应采用“马材”加强定位。有双数焊工对称焊接两侧舷侧外板与双层底分段对接焊缝的内侧焊缝，应根据板厚设开口，采用焊条电弧焊或二氧化碳气体保护焊，使用分中分段退焊法进行焊接。焊接肋骨与双层底分段外板的角焊缝，焊完后焊接内底板与外板的外侧角焊缝，以及肘板与内底板的角焊缝。焊接甲板分段与献策分段的对接焊缝。焊接肘板与甲板的角焊缝。用碳弧气刨将舷侧分段与双层底分段的对接缝清根见白，进行二氧化碳气体保护焊或焊条电弧焊封底。结束语：在造船技术突飞猛进的21世纪，分段造船的应