现代造船技术概论5-船舶焊接技术（3h）

1、2021-12-211课题五 船舶焊接技术2021-12-2125-1 船舶焊接技术概述u 2021-12-213一、焊接技术在造船中的重要地位 焊接是现代制造技术的重要内容；而制造技术能够归纳为三种基本功能，这焊接是现代制造技术的重要内容；而制造技术能够归纳为三种基本功能，这就是成形、焊接和改性；就是成形、焊接和改性； 船体建造工程量占整个造船工程量的船体建造工程量占整个造船工程量的 50% 50% 左右；左右； 焊接技术是船体建造的重要支撑技术，焊接工时和成本分别占船体建造工时焊接技术是船体建造的重要支撑技术，焊接工时和成本分别占船体建造工时和成本的和成本的303040%40%； 焊接质量

2、直接反映船舶建造质量。焊接质量直接反映船舶建造质量。 综上所述，对高效焊接技术的研究、开发和应用，是提高焊接质量、提综上所述，对高效焊接技术的研究、开发和应用，是提高焊接质量、提高生产率、降低建造成本、缩短造船周期的有效途径。高生产率、降低建造成本、缩短造船周期的有效途径。2021-12-214二、船舶焊接技术实现高效化的意义 提高焊接生产率；提高焊接生产率； 降低焊接成本；降低焊接成本； 提高焊接质量和可靠性；提高焊接质量和可靠性； 解决焊工劳动力不足的状况；解决焊工劳动力不足的状况； 降低对焊工的技能要求，改善焊工工作环境和降低焊工的劳动强度。降低对焊工的技能要求，改善焊工工作环境和降低焊

3、工的劳动强度。2021-12-2155-2 造船先进焊接技术 2021-12-216一、造船先进焊接技术发展概况2021-12-217二、造船高效焊接技术1. 1. 高效焊接高效焊接 高效焊接是高效焊接是2020多年来造船行业为缩短造船周期、提高焊接质量在船舶焊多年来造船行业为缩短造船周期、提高焊接质量在船舶焊接领域内实施的一项技术更新措施，也是缩短造船周期的有效途径之一。接领域内实施的一项技术更新措施，也是缩短造船周期的有效途径之一。 所谓高效焊接方法，就是开发和应用一些新的焊接方法，这些方法要比所谓高效焊接方法，就是开发和应用一些新的焊接方法，这些方法要比常用的焊接方法生产效率要高，有的甚

4、至高几倍。常用的焊接方法生产效率要高，有的甚至高几倍。 2021-12-2182. 2. 提高焊接生产率的主要途径提高焊接生产率的主要途径 20 20多年来开发和应用的高效焊接方法不下几十种。方法虽多，然而提高焊多年来开发和应用的高效焊接方法不下几十种。方法虽多，然而提高焊接生产效率的途径不外乎以下几种：接生产效率的途径不外乎以下几种： 增加焊接材料的熔化速度增加焊接材料的熔化速度 提高焊接材料的熔敷率提高焊接材料的熔敷率 教材教材P100 P100 减小坡口断面及熔敷金属量减小坡口断面及熔敷金属量 教材教材P100 P100 实现机械化与自动化实现机械化与自动化 简化和减少焊前工作量等简化和

5、减少焊前工作量等 教材教材P101 P101 2021-12-2192021-12-21104. 4. 高效焊接材料的发展高效焊接材料的发展 在推广高效焊接技术的同时，根据造船生产的需要，开发了铁粉焊条、下在推广高效焊接技术的同时，根据造船生产的需要，开发了铁粉焊条、下行焊条、行焊条、CO2CO2焊用药芯焊丝、高强度焊丝及焊剂、焊用药芯焊丝、高强度焊丝及焊剂、FABFAB埋弧焊衬垫、单面焊陶瓷埋弧焊衬垫、单面焊陶瓷衬垫等；衬垫等；9090年代以来的典型发展年代以来的典型发展 手工电弧焊焊条产量持续下降，取而代之的是各种自动化焊接材料（各类焊手工电弧焊焊条产量持续下降，取而代之的是各种自动化焊接

6、材料（各类焊丝）；丝）； 日本日本19801980年开发的药芯焊丝，能实现造船全位置焊接；近几年又开发了新的专年开发的药芯焊丝，能实现造船全位置焊接；近几年又开发了新的专用药芯焊丝、耐底漆性能良好的药芯焊丝；用药芯焊丝、耐底漆性能良好的药芯焊丝； 开发了大焊脚专用药芯焊丝，提高大焊脚焊接的焊接效率（如日本神户制钢开开发了大焊脚专用药芯焊丝，提高大焊脚焊接的焊接效率（如日本神户制钢开发的大焊脚平角焊专用金属粉型药芯焊丝，单道焊焊脚可达发的大焊脚平角焊专用金属粉型药芯焊丝，单道焊焊脚可达9-12mm9-12mm）；）； 开发出了立角焊专用药芯焊丝，适用于大装配间隙、大焊脚的向上立焊（如日开发出了立

7、角焊专用药芯焊丝，适用于大装配间隙、大焊脚的向上立焊（如日本开发的本开发的DW-100VDW-100V型立角焊专用药芯焊丝，可在施焊电流型立角焊专用药芯焊丝，可在施焊电流300A300A情况直接获得大情况直接获得大焊脚）。焊脚）。2021-12-21115. 5. 高效焊接设备的发展高效焊接设备的发展 旋转式直流弧焊电源遭淘汰，取而代之的是整流式、逆变式；旋转式直流弧焊电源遭淘汰，取而代之的是整流式、逆变式； CO2CO2气保焊机应用随着气保焊机应用随着CO2CO2气保焊比例的迅速增加而增大；气保焊比例的迅速增加而增大； 小型自动角焊机的应用正处于上升势头；小型自动角焊机的应用正处于上升势头；

8、 智能型自动焊接装备在先进的造船国家（如日本，）以研发成功，实现了对导智能型自动焊接装备在先进的造船国家（如日本，）以研发成功，实现了对导电嘴与母材焊缝间距的自动调节和对焊缝位置的自动跟踪；电嘴与母材焊缝间距的自动调节和对焊缝位置的自动跟踪； 焊接机器人的应用。焊接机器人的应用。瑞典瑞典ESABESAB半自动埋弧焊机半自动埋弧焊机2021-12-21122021-12-21135-3 我国造船焊接技术的进步作业题作业题2021-12-2114一、我国造船焊接技术的发展概况1. 801. 80年代初以前的发展年代初以前的发展 5050年代，开始引入手工电弧焊，年代，开始引入手工电弧焊， 5050

9、年代中期，从前苏联引进先进高效埋弧焊、半自动焊技术；年代中期，从前苏联引进先进高效埋弧焊、半自动焊技术； 5050年代末年代末7070年代，陆续实验成功并应用了年代，陆续实验成功并应用了CO2CO2保护焊、重力焊、下行焊、垂直保护焊、重力焊、下行焊、垂直和横向气保焊、各种衬垫单面焊双面成型等高效焊接工艺。但是由于当时的焊和横向气保焊、各种衬垫单面焊双面成型等高效焊接工艺。但是由于当时的焊接设备、材料的配套问题以及企业管理制度不适应等因素，这些高效率焊接工接设备、材料的配套问题以及企业管理制度不适应等因素，这些高效率焊接工艺方法在艺方法在7070年代未能在生产中推广应用，常规手工电弧焊的应用比例

10、平均达到年代未能在生产中推广应用，常规手工电弧焊的应用比例平均达到85%85%，埋弧焊的应用比例仅为，埋弧焊的应用比例仅为13%13%，其它高效焊接应用比例之和约为，其它高效焊接应用比例之和约为2%2%。2021-12-21152. 802. 80年代初以来的新发展年代初以来的新发展 80 80年代初期开始，我国的船舶工业遇上了良好的建造出口船的机遇，所建年代初期开始，我国的船舶工业遇上了良好的建造出口船的机遇，所建造的船舶产品进入了国际船舶市场。造的船舶产品进入了国际船舶市场。 由于造船焊接技术有了飞跃的发展，以由于造船焊接技术有了飞跃的发展，以至于缩短造船周期、降低生产成本、提高产品质量、

11、扩大造船总量等方面做出至于缩短造船周期、降低生产成本、提高产品质量、扩大造船总量等方面做出了突出的贡献。了突出的贡献。 焊接工艺技术方面焊接工艺技术方面 8383年年9393年年，是我国造船焊接技术发展最快的时期，造船，是我国造船焊接技术发展最快的时期，造船中应用的高效焊接工艺方法由中应用的高效焊接工艺方法由7070年代末期的年代末期的3 35 5种发展到了现在的种发展到了现在的3030多种，基多种，基本满足了建造出口船舶，海洋石油平台以及各类非船舶产品的需要。本满足了建造出口船舶，海洋石油平台以及各类非船舶产品的需要。2021-12-2116 2021-12-21172021-12-2118

12、典型的开发及应用实例典型的开发及应用实例 19911991年沪东船厂开发成功年沪东船厂开发成功RFRF法双丝埋弧单面焊工艺；法双丝埋弧单面焊工艺； 沪东、江南、上海、大连、大连新厂、新港、广船、渤海重工等重点船厂已经熟沪东、江南、上海、大连、大连新厂、新港、广船、渤海重工等重点船厂已经熟练地将气电垂直自动焊技术应用于船台的大合拢垂直焊缝，一次性合格率达到练地将气电垂直自动焊技术应用于船台的大合拢垂直焊缝，一次性合格率达到95%95%100%100%； 19931993年，广船国际建立了管子焊接的机械化、自动化生产线，实现了年，广船国际建立了管子焊接的机械化、自动化生产线，实现了CO2CO2单面

13、焊单面焊的管子对接和的管子对接和4 4电极门式角焊；电极门式角焊； 江南厂江南厂FABFAB法双丝单面埋弧焊应用于船台大合拢；法双丝单面埋弧焊应用于船台大合拢； 求新、黄埔船厂在铝制船舶焊接中，采用了自动、半自动求新、黄埔船厂在铝制船舶焊接中，采用了自动、半自动MIGMIG焊接工艺，显示了焊接工艺，显示了我国建造全焊接结构的铝质船舶的能力，增强了国际竞争能力；我国建造全焊接结构的铝质船舶的能力，增强了国际竞争能力；2021-12-2119特种船舶及重大非船产品的焊接实例特种船舶及重大非船产品的焊接实例 19911991年，江南厂建造年，江南厂建造4200M4200M3 3液化石油气船，其液货舱

14、在液化石油气船，其液货舱在-104-104 C C低温状态下工作，低温状态下工作，对焊接质量要求较高。经试验研究，采用高对焊接质量要求较高。经试验研究，采用高NiNi焊接材料和相应的焊接工艺，使焊焊接材料和相应的焊接工艺，使焊接接头的低温韧性完全满足有关标准的要求。接接头的低温韧性完全满足有关标准的要求。 江南厂在建造江南厂在建造3000M3000M3 3全压式液化石油气船时，液货舱材料是我国海船建造中屈服全压式液化石油气船时，液货舱材料是我国海船建造中屈服强度最大的低合金钢，经试验，采用合理的工艺措施，使焊接质量完全满足设计强度最大的低合金钢，经试验，采用合理的工艺措施，使焊接质量完全满足设

15、计要求和建造规范要求。要求和建造规范要求。 求新厂在承接美国波音公司加工生产水翼艇的水翼过程中，其材料为屈服强度大求新厂在承接美国波音公司加工生产水翼艇的水翼过程中，其材料为屈服强度大于于930MPa930MPa的的15-5PH15-5PH沉淀硬化型马氏体不锈钢，结构复杂，焊接质量要求高。求新沉淀硬化型马氏体不锈钢，结构复杂，焊接质量要求高。求新厂研究出一套焊接工艺和辅具，使焊接完全达到设计指标。厂研究出一套焊接工艺和辅具，使焊接完全达到设计指标。 沪东船厂在承接南浦、杨浦、徐浦大桥，武昌船厂在承接长江江阴大桥，广船国沪东船厂在承接南浦、杨浦、徐浦大桥，武昌船厂在承接长江江阴大桥，广船国际在承

16、接香港虎门大桥，江南船厂在承接卢浦大桥的钢梁制造中，均采用了高效际在承接香港虎门大桥，江南船厂在承接卢浦大桥的钢梁制造中，均采用了高效焊接技术。焊接技术。2021-12-2120 船厂焊接设备方面船厂焊接设备方面 设备总体构成逐渐趋向合理，旋转式直流弧焊机已从设备总体构成逐渐趋向合理，旋转式直流弧焊机已从19831983年的年的56.45%56.45%下降下降到到20012001年的年的6.5%6.5%，最终将全部淘汰，代之而用的是整流弧焊机、，最终将全部淘汰，代之而用的是整流弧焊机、CO2CO2气体保护气体保护焊机、交流焊机、埋弧焊机以及船用机械化自动化平角焊机、垂直气电焊机等。焊机、交流焊

17、机、埋弧焊机以及船用机械化自动化平角焊机、垂直气电焊机等。2021-12-2121 随着我国现代造船模式的发展和区域造船法的推进，船舶焊接技术发生了较大随着我国现代造船模式的发展和区域造船法的推进，船舶焊接技术发生了较大的变化。一些重点骨干船厂先后都引进了国外先进的平面分段装焊流水线，采的变化。一些重点骨干船厂先后都引进了国外先进的平面分段装焊流水线，采用了拼板工位多丝埋弧自动单面焊双面成形新工艺、新设备。用了拼板工位多丝埋弧自动单面焊双面成形新工艺、新设备。 江南造船厂在江南造船厂在19951995年引进了年引进了TTSTTS平面分段装焊流水线，在线上拼板工位用平面分段装焊流水线，在线上拼板

18、工位用三丝三丝FCBFCB法埋弧自动焊双面成型，对接拼板最大板厚可达法埋弧自动焊双面成型，对接拼板最大板厚可达 35mm35mm，该项先进的工，该项先进的工艺设备使造船单面焊接技术达到了一个新水平，艺设备使造船单面焊接技术达到了一个新水平， 1996 1996年至年至20002000年大连造船新厂、大连造船厂、广船国际、沪东造船厂等也年大连造船新厂、大连造船厂、广船国际、沪东造船厂等也先后引进了国外的先进的平面分段装焊流水线。先后引进了国外的先进的平面分段装焊流水线。 江南、沪东、大连、大连新厂、广船国际等船厂先后建造了液化江南、沪东、大连、大连新厂、广船国际等船厂先后建造了液化CO2CO2气

19、体贮罐，气体贮罐，从而实现了全厂管道送气的先进方式，为推广从而实现了全厂管道送气的先进方式，为推广CO2CO2气保护焊奠定了高纯度的供气保护焊奠定了高纯度的供气保障。气保障。 教材教材 P96 P96 图图5-16 5-16 2021-12-21223.3. 我国造船焊接高效化率、焊接机械化自动化率、我国造船焊接高效化率、焊接机械化自动化率、CO2CO2气保焊率增长情况气保焊率增长情况1998199719961995199419931992199119901999 2000 2001 2002 2003 2004 2005100908070605040302010028 28.931.333.

20、135.338.441.947.750.553.160.565.050.359.560.862.165.668.672.474.073.472.276.880.9高效化率机械化自动化率85.070.060.049.5CO2气保焊率2021-12-2123 沪东中华沪东中华20042004年建造的年建造的56885688箱集装箱船等产品中，以二氧化碳焊接为主导的高箱集装箱船等产品中，以二氧化碳焊接为主导的高效焊接普及率已经达到效焊接普及率已经达到94.04%94.04%，焊接在船舶建造中的工时消耗下降了，焊接在船舶建造中的工时消耗下降了10%10%左右，左右，焊工人均焊材日消耗量达到焊工人均焊材

21、日消耗量达到16.8716.87公斤。公斤。中国船舶工业高效焊接技术指导组提出的中国船舶工业高效焊接技术指导组提出的20012001年及年及“十五十五”指标指标序号序号内容内容20012001年计划指标年计划指标“十五十五”指标指标1 1船厂平均焊接高效化率（船厂平均焊接高效化率（% %）重点船厂（重点船厂（% %）一般船厂（一般船厂（% %）7878808065658585909075752 2船厂船厂COCO2 2焊应用率（焊应用率（% %） 50 50 60 603 3船厂焊接机械化、自动化率（船厂焊接机械化、自动化率（% %）重点船厂（重点船厂（% %）一般船厂（一般船厂（% %）60

22、60707055557070808065654 4高效节能型焊机占有率（高效节能型焊机占有率（% %） 85 85 95 954. 4. “十五十五” ” 期间高效焊接技术发展要求期间高效焊接技术发展要求2021-12-2124二、我国造船焊接技术与世界先进国家的差距 近年来我国的造船焊接技术与世界上造船第一、第二大国（日本、韩国）之间近年来我国的造船焊接技术与世界上造船第一、第二大国（日本、韩国）之间的差距仍然较大。的差距仍然较大。 1996 1996年，日本、韩国的造船焊接机械化、自动化率已达到年，日本、韩国的造船焊接机械化、自动化率已达到94.9%94.9%和和82%82%，而，而我国的

23、造船焊接机械化、自动化率在我国的造船焊接机械化、自动化率在20012001年仅为年仅为65%65%。日本的一些现代化船厂在。日本的一些现代化船厂在9090年代初已逐步采用了焊接机器人；年代初已逐步采用了焊接机器人； CO2 CO2气保护焊的应用率，日本、韩国在气保护焊的应用率，日本、韩国在19961996年分别为年分别为79.85%79.85%、67%67%，而我国，而我国在在20002000年仅为年仅为49.53%49.53%； 焊工人均日焊接材料的消耗量，焊工人均日焊接材料的消耗量，19961996年日本达年日本达54.354.3公斤公斤/ /人人日，韩国达日，韩国达40.740.7公斤公

24、斤/ /人人日，而我国在日，而我国在20012001年仅为年仅为1212公斤公斤/ /人人日。日。2021-12-2125 目前我国船厂在焊接技术与装备方面相对比较落后，创新能力欠强，这与人们目前我国船厂在焊接技术与装备方面相对比较落后，创新能力欠强，这与人们主观意识上往往偏爱主观意识上往往偏爱“短平快短平快”项目有关，不愿冒险投入较多的研究开发经费，项目有关，不愿冒险投入较多的研究开发经费，尤其表现在建造高附加值船舶中，显得焊接技术落后，缺乏技术储备。尤其表现在建造高附加值船舶中，显得焊接技术落后，缺乏技术储备。三、影响我国船舶工业应用先进焊接技术的主要因素 目前我国各船厂的技术开发人才短缺

25、，人才利用率不高，流失严重。目前我国各船厂的技术开发人才短缺，人才利用率不高，流失严重。 船厂技术改造规划中，焊接技术改造的资金投入不足，投资结构不合理。船厂技术改造规划中，焊接技术改造的资金投入不足，投资结构不合理。 尚未形成促进焊接技术进步的良好机制。船舶焊接还存在着科技与经济结合不尚未形成促进焊接技术进步的良好机制。船舶焊接还存在着科技与经济结合不紧密，科技成果转化率低，技术重复引进消化吸收率低等问题。紧密，科技成果转化率低，技术重复引进消化吸收率低等问题。 2021-12-2126四、我国造船焊接技术的未来发展1.1.继续发展高效、自动化的焊接继续发展高效、自动化的焊接 熔化极气体保护

26、焊逐渐取代手工电弧焊将成为焊接技术的主流；熔化极气体保护焊逐渐取代手工电弧焊将成为焊接技术的主流； 高效、节能并能够自动调节焊接参数的智能型的逆变焊机会逐渐取代手弧焊机高效、节能并能够自动调节焊接参数的智能型的逆变焊机会逐渐取代手弧焊机和普通晶闸管焊机，而且焊机的操作趋向于简单化、智能化，以符合当今淡化和普通晶闸管焊机，而且焊机的操作趋向于简单化、智能化，以符合当今淡化操作技能的趋势。操作技能的趋势。 2.2.发展发展“节能、环保节能、环保”的焊接的焊接 改善焊工的工作条件、减少烟尘污染，是焊接技术发展的重要内容。改善焊工的工作条件、减少烟尘污染，是焊接技术发展的重要内容。 日本研制出了低烟尘

27、的药芯焊丝和低飞溅的实芯焊丝，实芯焊丝的制造工艺也日本研制出了低烟尘的药芯焊丝和低飞溅的实芯焊丝，实芯焊丝的制造工艺也从镀铜焊丝向无镀铜焊丝转变，以降低制造过程的环境污染，并减少含铜粒子从镀铜焊丝向无镀铜焊丝转变，以降低制造过程的环境污染，并减少含铜粒子烟尘对焊工健康的影响。烟尘对焊工健康的影响。 低成本激光发生器的出现，必然会使激光焊等高效、高质量的洁净焊接技术日低成本激光发生器的出现，必然会使激光焊等高效、高质量的洁净焊接技术日益普及。益普及。2021-12-21273. 3. 若干建设性措施若干建设性措施 继续重点推广应用继续重点推广应用CO2CO2气保护自动、半自动、气电垂直自动焊，以

28、及各种衬垫气保护自动、半自动、气电垂直自动焊，以及各种衬垫单面焊等高效焊接技术。单面焊等高效焊接技术。 提高分段制造的焊接自动化、半自动化率，发展小型、低成本焊接自动化装置，提高分段制造的焊接自动化、半自动化率，发展小型、低成本焊接自动化装置，开发立角自动焊机，开发相应的焊接设备及开发立角自动焊机，开发相应的焊接设备及辅具辅具。 促进船舶焊接自动化，缩短造船周期，在提高装配精度的前提下实现横向焊接促进船舶焊接自动化，缩短造船周期，在提高装配精度的前提下实现横向焊接自动化，船台焊接要全面推广应用衬垫单面焊技术。自动化，船台焊接要全面推广应用衬垫单面焊技术。 已建立平面分段流水线的船厂要建立合理的

29、焊接方法和焊接生产管理模式，在已建立平面分段流水线的船厂要建立合理的焊接方法和焊接生产管理模式，在新建的平面分段流水线上全面应用新建的平面分段流水线上全面应用CO2CO2气保护焊接技术。焊接工位要实现复合气保护焊接技术。焊接工位要实现复合工种焊工，实现分段各种焊接方法、检查、补焊及油漆补涂，同时避免多工种工种焊工，实现分段各种焊接方法、检查、补焊及油漆补涂，同时避免多工种人员交叉作业的弊病。建造人员交叉作业的弊病。建造焊接台车焊接台车，减少焊工辅助工时过多，减轻焊工作业，减少焊工辅助工时过多，减轻焊工作业强度，改善劳动条件。强度，改善劳动条件。2021-12-2128最大承重最大承重6060吨

30、的焊接变位机吨的焊接变位机高高1010米，横梁长米，横梁长8 8米米纵缝焊接操作机纵缝焊接操作机2021-12-2129 要加强军品焊接技术研究，提高军品焊接自动化率，改善军品焊接质量。扩大要加强军品焊接技术研究，提高军品焊接自动化率，改善军品焊接质量。扩大气保护焊在水面舰艇的应用面。气保护焊在水面舰艇的应用面。 要加强新船型，重大非船产品的焊接预研工作，为设计部门在材料的可焊性及要加强新船型，重大非船产品的焊接预研工作，为设计部门在材料的可焊性及焊材配套的可能性方面提供试验依据。焊材配套的可能性方面提供试验依据。 要加强焊接技术人员的知识更新，焊工培训规范化，要技能与知识型相结合。要加强焊接

31、技术人员的知识更新，焊工培训规范化，要技能与知识型相结合。 要加强船厂焊接安全教育，注意焊工防护措施，对船厂焊接通风要制定统一标要加强船厂焊接安全教育，注意焊工防护措施，对船厂焊接通风要制定统一标准做好焊工防护安全，真正实现高效、节能、安全的焊接环境。准做好焊工防护安全，真正实现高效、节能、安全的焊接环境。 2021-12-2130 高效手工电弧焊 通过研制和应用一些新型焊条，这些焊条的熔化速度要比常用焊条快，熔通过研制和应用一些新型焊条，这些焊条的熔化速度要比常用焊条快，熔敷系数比常用焊条高，以此来达到提高生产效率的手工电弧焊的目的。敷系数比常用焊条高，以此来达到提高生产效率的手工电弧焊的目

32、的。 铁粉焊条手工电弧焊铁粉焊条手工电弧焊 此焊接方法是使用药皮内含有相当比例铁粉的焊条，直接进行手工操作的此焊接方法是使用药皮内含有相当比例铁粉的焊条，直接进行手工操作的一种高效焊接方法。一种高效焊接方法。 衬垫单面手工电弧焊衬垫单面手工电弧焊 衬垫单面手工电弧焊是将衬垫紧贴于接缝的反面，利用衬垫的耐高温性能衬垫单面手工电弧焊是将衬垫紧贴于接缝的反面，利用衬垫的耐高温性能作反面焊缝成型的依托，实现手工单面焊双面成型的一种高效焊接方法。作反面焊缝成型的依托，实现手工单面焊双面成型的一种高效焊接方法。2021-12-2131 下行焊条手工电弧焊下行焊条手工电弧焊 下行焊条手工电弧焊是利用下行专用

33、焊条将上向上运条的角焊工艺改为立下行焊条手工电弧焊是利用下行专用焊条将上向上运条的角焊工艺改为立向下运条，并增加焊接电流，以提高焊接速度和加快焊条熔化速度，达到提高向下运条，并增加焊接电流，以提高焊接速度和加快焊条熔化速度，达到提高生产效率的一种高效焊接方法。生产效率的一种高效焊接方法。 特点：操作方便、劳动强度小、焊接速度快，焊缝成型美观，没有凸出现象，特点：操作方便、劳动强度小、焊接速度快，焊缝成型美观，没有凸出现象，节省熔化金属量，提高生产效率达节省熔化金属量，提高生产效率达1 12 2倍。倍。 适用：下行焊适用于立角焊缝的焊接，如双层底构架的肋骨与舷板、肋板与适用：下行焊适用于立角焊缝

34、的焊接，如双层底构架的肋骨与舷板、肋板与纵桁等的接缝。纵桁等的接缝。2021-12-2132 重力焊 重力焊是在手工焊基础上发展重力焊是在手工焊基础上发展起来的一种半机械化焊接方法。起来的一种半机械化焊接方法。 原理：原理：它是利用比较简单焊条它是利用比较简单焊条夹持装置来代替人工手持焊钳夹持装置来代替人工手持焊钳及运条操作，焊条的另一端对及运条操作，焊条的另一端对准工件的接缝，引燃电弧，随准工件的接缝，引燃电弧，随着电弧的燃烧及焊条的熔化，着电弧的燃烧及焊条的熔化，焊条靠夹具的重力下滑自动给焊条靠夹具的重力下滑自动给送进行自动施焊。如图所示。送进行自动施焊。如图所示。2021-12-2133

35、 特点：特点： 重力焊用的一般都是高效铁粉焊条，焊芯直径重力焊用的一般都是高效铁粉焊条，焊芯直径5 58mm8mm，长约，长约7007001000mm1000mm，熔，熔敷效率极高；敷效率极高； 1 1 个操作人员可看管几台焊接架，设备简单、操作方便、焊接成本低，提高生个操作人员可看管几台焊接架，设备简单、操作方便、焊接成本低，提高生产率约产率约3 35 5倍。倍。 重力焊的铁粉焊条，有一部分电弧热被铁粉吸收，使焊接变形减少，节省矫正重力焊的铁粉焊条，有一部分电弧热被铁粉吸收，使焊接变形减少，节省矫正工时。工时。 适用：适用：主要适用于适建造大吨位船舶中的平角焊，例如平面分段中长焊缝。主要适用

36、于适建造大吨位船舶中的平角焊，例如平面分段中长焊缝。2021-12-2134 高效埋弧自动焊 在普通埋弧自动焊的基础上，再通过各种途径，采用不同的工艺措施，使在普通埋弧自动焊的基础上，再通过各种途径，采用不同的工艺措施，使该方法的生产效率在原有的基础上再明显提高一步，就是高效埋弧自动焊。该方法的生产效率在原有的基础上再明显提高一步，就是高效埋弧自动焊。 单丝单面埋弧自动焊单丝单面埋弧自动焊 是使用普通埋弧焊机，接缝背面贴附衬垫，实现单面焊双面成型的一种高是使用普通埋弧焊机，接缝背面贴附衬垫，实现单面焊双面成型的一种高效埋弧焊方法。效埋弧焊方法。 背面贴附衬垫的种类有：水冷式铜衬垫、焊剂铜衬垫（

37、背面贴附衬垫的种类有：水冷式铜衬垫、焊剂铜衬垫（FCBFCB）、焊剂衬垫）、焊剂衬垫（RFRF）及纤维耐火村垫。）及纤维耐火村垫。 多丝单面埋弧自动焊多丝单面埋弧自动焊 多丝单面埋弧自动焊是使用二根或二根以上焊丝，接缝背面贴附衬垫，实多丝单面埋弧自动焊是使用二根或二根以上焊丝，接缝背面贴附衬垫，实现单面焊双型，并将接缝一次焊透的一种高效焊接方法。根据所用焊丝的根根现单面焊双型，并将接缝一次焊透的一种高效焊接方法。根据所用焊丝的根根可分为双丝单面埋动焊和三丝单面埋弧自动焊。可分为双丝单面埋动焊和三丝单面埋弧自动焊。v 高速焊剂铜衬垫单面埋弧焊新工艺高速焊剂铜衬垫单面埋弧焊新工艺 教材教材 P89

38、 P89 2021-12-2135 加大间隙双面埋弧自动焊加大间隙双面埋弧自动焊 加大间隙双面埋弧焊是在板的厚度较大情况下，采用加大间隙双面埋弧焊是在板的厚度较大情况下，采用I I型坡口、加大接缝型坡口、加大接缝装配间隙的方法确保熔深，而免去预制坡口等前道工序，同时可减少坡口截面，装配间隙的方法确保熔深，而免去预制坡口等前道工序，同时可减少坡口截面，从而减少填充金属消耗从而减少填充金属消耗量量，提高生产效率。，提高生产效率。 填加金属粉末埋弧自动焊填加金属粉末埋弧自动焊 是在接缝的坡口内预先敷撤一层金属粉末是在接缝的坡口内预先敷撤一层金属粉末( (或音金属小颗粒或音金属小颗粒) )然后进行埋然

39、后进行埋弧焊弧焊的的一种高效焊接方法。内于填加了金属粉末，熔敷效率大大提高，生产效一种高效焊接方法。内于填加了金属粉末，熔敷效率大大提高，生产效率也得到相应的提高。率也得到相应的提高。2021-12-2136 气电垂直自动焊 在焊缝背面使用强制成型的衬垫，正面使在焊缝背面使用强制成型的衬垫，正面使用随机头一起上升的水冷滑快，纯用随机头一起上升的水冷滑快，纯CO2气气体保护，使用专用药性焊丝。焊丝熔化的体保护，使用专用药性焊丝。焊丝熔化的液态金属处在两焊件与水冷滑块组成的空液态金属处在两焊件与水冷滑块组成的空腔内，随焊丝不断送进熔化、沉积，滑块腔内，随焊丝不断送进熔化、沉积，滑块不断上移，液态金

40、属受到滑块的急剧冷却不断上移，液态金属受到滑块的急剧冷却作用而凝固强制形成焊缝作用而凝固强制形成焊缝 这种方法能将处于垂直位置的板厚为这种方法能将处于垂直位置的板厚为9 935mm35mm、I I型或型或V V型坡口的接缝一次焊透成型，型坡口的接缝一次焊透成型，主要应用在大合拢分段的傍板垂直对接缝主要应用在大合拢分段的傍板垂直对接缝上，是船台大合拢中重要的焊接技术。上，是船台大合拢中重要的焊接技术。2021-12-2137 气电垂直自动焊设备介绍气电垂直自动焊设备介绍 目前造船厂使用的气电垂直自动焊机，结构精巧、操作方便、效率较高，目前造船厂使用的气电垂直自动焊机，结构精巧、操作方便、效率较高

41、，且焊接质量好而稳定，很多船厂应用后提高了船体傍板大接缝的焊接机械化程且焊接质量好而稳定，很多船厂应用后提高了船体傍板大接缝的焊接机械化程度，生产效率相当于手工焊的度，生产效率相当于手工焊的4 45 5倍，对缩短造船周期有重大突破，已推广应倍，对缩短造船周期有重大突破，已推广应用在用在4 4万等级以上垂直大接缝，效果极佳。万等级以上垂直大接缝，效果极佳。气电垂直焊自动装置气电垂直焊自动装置气电垂直焊自动装置气电垂直焊自动装置2021-12-2138 高强度钢气电立焊新工艺高强度钢气电立焊新工艺 教材教材 P90 P90 2003 2003年，江南造船集团为了改善和提高船用高强钢年，江南造船集团

42、为了改善和提高船用高强钢DH36DH36垂直自动气电焊的垂直自动气电焊的低温冲击韧性，针对实际生产状况中间隙超差带来的低温冲击韧性问题，对高低温冲击韧性，针对实际生产状况中间隙超差带来的低温冲击韧性问题，对高强钢强钢DH36DH36垂直自动焊进行了试验研究，以寻求提高其韧性的途径，并为将来大垂直自动焊进行了试验研究，以寻求提高其韧性的途径，并为将来大间隙焊在精度造船中的运用积累了经验。间隙焊在精度造船中的运用积累了经验。 122021-12-2139 半自动CO2气体保护焊2021-12-2140CO2CO2半自动焊设备系统图半自动焊设备系统图 教材教材 P95 P95 图图5-14 5-14

43、 气保焊优点：气保焊优点：具有明弧、焊接质量好，能进行全位置焊接，焊接成本低、生产率具有明弧、焊接质量好，能进行全位置焊接，焊接成本低、生产率高、抗锈能力强、焊接变形小以及操作性能好等。高、抗锈能力强、焊接变形小以及操作性能好等。2021-12-2141 CO2CO2气体保护焊自动角焊技术气体保护焊自动角焊技术 船舶焊缝总长度中，约船舶焊缝总长度中，约70%70%为角焊缝。为角焊缝。 自动角焊机的使用，可以解决：提高焊接效率自动角焊机的使用，可以解决：提高焊接效率和质量、熟练焊工日益缺乏、劳动保护和质量、熟练焊工日益缺乏、劳动保护等诸多等诸多问题。问题。自动角焊装置的总体结构自动角焊装置的总体

44、结构单丝自动角焊机单丝自动角焊机双丝自动角焊机双丝自动角焊机 教材教材P89 2021-12-2142电磁侧吸摆动式自动角焊小车的使用情况电磁侧吸摆动式自动角焊小车的使用情况电磁侧吸摆动式自动角焊小车电磁侧吸摆动式自动角焊小车) )2021-12-2143分段流水线上自动角焊机使用情况分段流水线上自动角焊机使用情况（教材（教材P89）2021-12-2144 单面焊的衬垫技术 单面焊的关键是获得焊波均匀、外观好、质量高的反面焊缝，为此发展了各种单面焊的关键是获得焊波均匀、外观好、质量高的反面焊缝，为此发展了各种型式的衬垫，如紫铜衬垫、焊剂铜衬垫（型式的衬垫，如紫铜衬垫、焊剂铜衬垫（FCBFCB

45、）、热固化焊剂衬垫（）、热固化焊剂衬垫（RFRF）、陶）、陶质衬垫等。质衬垫等。 衬垫的作用是在熔池高温的作用下能保持自身的形状，以便控制反面焊缝成型，衬垫的作用是在熔池高温的作用下能保持自身的形状，以便控制反面焊缝成型，保证质量。保证质量。2021-12-2145 紫铜衬垫导热性好，能使液态金属迅速凝固。紫铜衬垫使用时还可以制成移紫铜衬垫导热性好，能使液态金属迅速凝固。紫铜衬垫使用时还可以制成移动式，并采用水冷却，配以双丝埋弧焊，能一次焊透动式，并采用水冷却，配以双丝埋弧焊，能一次焊透6 62020毫米的对接缝，工毫米的对接缝，工效高。效高。 还可用于手工单面焊，方便地解决船舶结构中狭窄空间

46、的焊缝焊接。还可用于手工单面焊，方便地解决船舶结构中狭窄空间的焊缝焊接。 紫铜衬垫一次投资后，能长期反复使用，对降低焊接成本有相当的成效。紫铜衬垫一次投资后，能长期反复使用，对降低焊接成本有相当的成效。 2021-12-2146 目前国内一些船厂的平面分段流水作业工位上，普遍采用压力架式单丝或双目前国内一些船厂的平面分段流水作业工位上，普遍采用压力架式单丝或双丝埋弧自动焊，配以固定式的焊剂紫铜衬垫，在紫铜衬垫板上撒丝埋弧自动焊，配以固定式的焊剂紫铜衬垫，在紫铜衬垫板上撒4 45mm5mm厚的厚的焊剂，利用充气软管压力，把焊剂铜垫推上，贴紧钢板反面，待正面焊缝焊焊剂，利用充气软管压力，把焊剂铜垫

47、推上，贴紧钢板反面，待正面焊缝焊好后，便得到两面的焊缝成型。这种方法，称为焊剂铜衬垫单面焊，简称好后，便得到两面的焊缝成型。这种方法，称为焊剂铜衬垫单面焊，简称FCBFCB法。其衬垫装置如图所示。法。其衬垫装置如图所示。焊剂紫铜衬垫（焊剂紫铜衬垫（FCB法）法） FCBFCB法的整个装置由焊接平台、衬法的整个装置由焊接平台、衬垫装置和压紧装置组成，压紧装置垫装置和压紧装置组成，压紧装置采用压力架式，借助压力将钢板与采用压力架式，借助压力将钢板与焊剂钢垫贴紧焊剂钢垫贴紧 2021-12-2147 RFRF法衬垫法衬垫 热固化焊剂垫是在一般焊剂中加人一定比例的热固化树脂粉末热固化焊剂垫是在一般焊剂

48、中加人一定比例的热固化树脂粉末作底层（作底层（R F-1R F-1型），将其撒布到皮带式或槽型夹具内的焊剂垫装置里（如图型），将其撒布到皮带式或槽型夹具内的焊剂垫装置里（如图所示），当下部空气软管充气时，所示），当下部空气软管充气时，RF-1RF-1型焊剂被上推，与钢板贴紧。正面施型焊剂被上推，与钢板贴紧。正面施焊时，温度上升使树脂固化，焊剂垫变成具有一定刚性的板条衬垫，并生成焊时，温度上升使树脂固化，焊剂垫变成具有一定刚性的板条衬垫，并生成少量熔渣。待正面焊毕，正反两面焊缝均成型。少量熔渣。待正面焊毕，正反两面焊缝均成型。 如果在钢板坡口中添加如果在钢板坡口中添加 RR-5 RR-5 型填型

49、填充金属粉末，则更能提高其熔敷效充金属粉末，则更能提高其熔敷效率，生产率可提高率，生产率可提高 3 34 4 倍。倍。（分为：（分为：RFRF法和法和FABFAB法）法）充气软管充气软管2021-12-2148 FABFAB法衬垫法衬垫 （它比铜衬垫、焊剂衬垫更具有优越性）（它比铜衬垫、焊剂衬垫更具有优越性） 它属于软衬垫型的纤维石棉衬垫，称它属于软衬垫型的纤维石棉衬垫，称FABFAB法。衬垫是由事先固化成条状的、法。衬垫是由事先固化成条状的、带有弹性的特殊结构组成，衬垫外层为热收缩薄膜，薄膜内包有瓦楞纸或石带有弹性的特殊结构组成，衬垫外层为热收缩薄膜，薄膜内包有瓦楞纸或石棉的弹性垫、石棉布、

50、热固化焊剂、玻璃纤维布。外层表面两侧是两条双面棉的弹性垫、石棉布、热固化焊剂、玻璃纤维布。外层表面两侧是两条双面粘接带，焊前装贴在钢板反面，用电磁铁夹具或简单的工夹具把它固定于接粘接带，焊前装贴在钢板反面，用电磁铁夹具或简单的工夹具把它固定于接缝处。缝处。FABFAB型衬垫安装情况如图所示。型衬垫安装情况如图所示。 特点：特点：使用安装方便；最适用于倾斜船台上焊缝单面焊，能承受较大的使用安装方便；最适用于倾斜船台上焊缝单面焊，能承受较大的焊接电流，反面焊缝完好成型。焊接电流，反面焊缝完好成型。2021-12-2149 这种衬垫目前国内外都已大量使用，应用范围极为广泛，它可作为手工焊衬垫、这种衬

51、垫目前国内外都已大量使用，应用范围极为广泛，它可作为手工焊衬垫、埋弧焊衬垫、埋弧焊衬垫、CO2CO2气体保护焊衬垫。衬垫结构和材料很简单，由耐火材料制成气体保护焊衬垫。衬垫结构和材料很简单，由耐火材料制成砖形或特殊形式，用以适应各种结构的不同位置的焊缝反面成型。砖形或特殊形式，用以适应各种结构的不同位置的焊缝反面成型。 它既能撑托住液态金属防止流失，又不影响焊缝的质量。方法简单，操作容易它既能撑托住液态金属防止流失，又不影响焊缝的质量。方法简单，操作容易掌握，可用性强。掌握，可用性强。 目前国内生产的衬垫设计成一种粘贴型的，由若干衬垫块组成一定长度，贴在目前国内生产的衬垫设计成一种粘贴型的，由若干衬垫块组成一定长度，贴在铝箔粘胶带上，使用时可直接粘在所要焊的钢板反面，不需配备支撑的附件，铝箔粘胶带上，使用时可直接粘在所要焊的钢板反面，不需配备支撑的附件，贴装、拆除相当方便，而且可以应用在任何场合的焊缝如船体大接缝和以球扁贴装、拆除相当方便，而且可以应用在任何场合的焊缝如船体大接缝和以球扁钢作船体析材的对接缝等重要结构对接，也可应用在弯曲半径大于钢作船体析材的对接缝等重要结构对接，也可应用在弯曲半径大于0.5m0.5m的环缝的环缝上。上。 2021-12-2150衬垫衬垫透气孔透气孔防粘纸防粘纸铝箔胶带铝箔胶带结构形式结构形式对接焊缝用对接焊缝用角接