造船焊接讲座.ppt

1、2020年7月21日，引言随着焊接基本理论中常用焊接方法的坡口形式焊接顺序、引言、科学技术的发展，焊接已成为金属加工的独立学科，广泛用于航空航天核电源化学工业船舶制造海洋工程电子建筑交通，而焊接方法分类：目前生产中使用的焊接方法较多，其1 .熔化焊接的特征是，利用局部热源加热被焊接金属的连接部位和填充金属(根据情况也可以不加入填充金属)，使之熔化，相互熔敷，使之蒸发制冷凝固而形成永久连接。 2 .压接不加热或加热时，对焊接部施加一定的压力，使两分离表面的金属原子接近晶格距离，形成金属键，使两金属一体化。 3 .钎焊熔融的钎料(熔点低于钎料的熔点)被固体钎料浸湿，保证液状钎料满足钎焊，液状钎料和

2、连接部件的表面通过分子或原子相互扩散结合，凝结形成一体化的接头。 焊接分类图：熔焊、压焊、钎焊、焊接、电弧焊、瓦斯气体焊、碳极式、金属极式、氧-乙炔焊、空气-乙炔焊、氢-氧焊、保护电弧焊、钎焊、二、焊接结构特征及在造船业中的应用、造船业自1921年世界上首次出现具有全焊透结构的船舶(载货量为500吨)以来，焊接作业人员通过大量的实践和研究使船舶焊接技术获得成功，并得到了迅速发展。 目前，不仅完全取代了铆接，而且形成了比较完整的船舶焊接工艺系统，为船舶建设自动化、大型化、专业化发展提供了可靠的技术保证。 a、焊接结构优点：1、可节约大量金属材料，2、可改变结构设定，3、结构强度高，4、焊接结构密

3、封性好，5、成本低，6、改善生产劳动条件，b、焊接结构的不足：铆接结构的铆钉孔周围的应力集中系数的变化小在焊接构造中，焊接不仅作为铝铆钉那样的连结部件起作用，而且与基底金属连结而成为一体，在外力的作用下一起变形。 在焊接根部的焊趾部，尺寸平滑过渡差，应力集中大，应力集中严重影响结构的脆性破坏和疲劳寿命。 应采用合理的工艺和设置修订，减少焊接结构的应力集中，提高其强度和寿命。 2 .焊接结构有较大焊接应力和变形的大部分焊接方法采用局部加热，在焊接部件的刚性基础上还能免不得内部应力和变形。 应力和变形不仅会引起工艺缺陷，在某些条件下还会影响结构的强度、刚性、受压稳定性、尺寸稳定性等。 3、焊接结构

4、具有较大性能不均匀性的熔接接头金属在焊接过程中经历了不同的热循环、冶金过程，使熔接接头的金属成分、组织和母材金属存在差异，形成了不均匀结构(其不均匀性远远超过铸造件和锻件)。 4、熔接接头的整体焊接结构是一体的，一方面油密、水密、气密性好，另一方面部件上产生的裂纹通过焊接扩展到其他部件时，裂纹开始扩展就难以阻止，铆接接头大多起到限制裂纹扩展的作用。 焊接基本理论、常用名词术语：坡口：根据设定修订或工艺的需要，在焊接物的被焊接部位加工的一定几何形状的槽。 单面坡口：只在焊接物的单面加工的坡口。 双面坡口：焊接物双面加工的坡口。 坡口角度：坡口面之间的角度。 根边：焊接物坡口时，焊接物厚度方向未坡

5、口的端面部分。板厚、板厚、坡口角度、钝边、间隙、焊指：焊接表面与母材的边界。 焊接宽度：一个焊接截面中两个焊指之间的距离。 焊接厚度：焊接剖面，从焊接正面到焊接背面的距离。 圆角：角焊缝的横截面，从一个焊接物的焊接手指到另一个焊接物表面的最小距离。 熔化：母材在熔接接头横截面熔化的深度。 馀高：超过表面焊接终端线上的焊接金属高度。 焊道：每个焊缝形成的单一焊缝。 焊接层：多层焊时的各层。 每个焊层可以由一个焊道或多个焊道组成。 分段焊接：将焊接物的接缝分割为多个段，对各段应用焊接方向与焊接整体的生长方向相反的焊接方法。 快速焊接：将焊接物的接缝分成若干段，按规定的顺序和方向的段间隔进行焊接，完

6、成焊接整体的焊接法。 焊接基本符号、焊接辅助符号、角焊缝：在钢结构的焊接制作中，最常用的焊接样式是角焊缝。 根据角焊缝的配置形式，可以将角焊缝分为颈焊、侧焊、端面焊、角焊缝、腹板焊。 像角焊缝一样采用等腰的焊接形状，可分为以下几类。 请避开这个焊接形状。 有最大的差距效应，而不是经济。 我们认为这种焊接形状仅在角焊缝时使用是有利的。 在施工过程中，这种焊接形状被认为是最经济的。 这是因为不存在多才多艺的焊接体积。 有小的外部切口效果，但主要承受静负荷的构件可以使用此焊接形状。 的双曲馀弦值。 此焊缝的焊接体积大于扁平焊缝的焊接体积。 凹形角焊缝具有最小的外部切口效果，因此优先用于承受动载荷的部

7、件。 只有在船形位置焊接时才能得到这些个。 不等腰焊接常用于端面焊接的焊接，目的是降低切口效果。 焊接-焊接位置，对管来说：极性：电流流动的方向，用直流焊接时10点很重要。 直流正切(工件接正极)及直流反切的接线方法如下图所示。 有些直流焊接电源具有开关装置，可根据需要改变焊接电流的极性。 直流相切：直流相切可用于手动焊接所有钢。 其熔融速度和熔敷率比直流逆接高，但熔深浅窄。 直流正切的浅熔深可以将薄零配件的烧接抑制到最小限度，适合焊接间隙和根部间隙过大的接头和堆焊。 直流逆接：相对于给定的焊接条件，直流逆接得到的熔深最大。 焊接电流起到决定焊透深度的大小的作用，但在电焊条以直流逆焊实施焊接的

8、情况下，其焊透深度比以直流正切或交流实施焊接的焊透深度稍大。 由于此特征，直流逆连接适用于焊盘焊接坡口焊缝的根焊道和平焊以外的焊接位置的焊缝的根焊道。 不同电流特性的相对熔深，交流电流：交流电流以规则周期交替兼具正切和反切两种极性。 在每个周期中，电流从零开始，从单向式上升到其最大值，从衰减为零的相反方向上升到最大值，衰减为零。 保持着焊接电弧和燃烧，这些个的周期是连续反复的。 用相同的电流值焊接时，交流电的熔接速度和熔深处于直流正切和直流反切得到的范围内。 手动电弧焊：电弧在熔化的电极和工件之间燃烧，电弧和焊接熔池通过保护电焊条产生的瓦斯气体和熔渣防止空气的侵入。 手工电弧焊是一种灵活方便，

9、设备简单，广泛应用于船舶制造的焊接方法。 埋弧焊：未见电弧熔化电极与工件之间或两个熔化电极之间燃烧。 电弧和焊接区域被无损音频压缩编码复盖，焊接熔池被由无损音频压缩编码形成的熔渣保护，保护其不受大气影响。该方法自1935年发明以来，由于具有焊接生产效率高、焊接质量好、劳动强度低等优点，在船舶、火车机车、锅炉、化工厂、重型机械制造中广泛应用于碳钢、低合金钢、耐热钢、镍合金等材料的焊接以及某些材料的堆焊。 埋弧焊接电流、电压、焊接速度对焊接形状的影响： a )焊接电流对焊接的影响；b )电弧电压对焊接形态的影响；CO2气体保护电弧焊，自20世纪30年代美国学者发明惰性瓦斯气体以来，惰性气体保护电弧

10、焊主要由铝、 由于镁焊接，而惰性瓦斯气体昂贵且难以推广，1950-1952年前苏联和日本学者研究了CO2瓦斯气体保护弧使用焊接合十礼的焊接方法，即CO2气体保护电弧焊。 一种焊接方法，通过合十礼送进装置向焊枪送进盘片合十礼，以焊接合十礼本身为电极在与母材之间产生电弧，在CO2瓦斯气体的保护下使焊接合十礼及母材达到焊接合十礼与接头的牢固连接。 CO2气体保护电弧焊的好处a )成本低。 b )效率高。 生产效率是手工电弧焊的15倍。 c )明弧、瓦斯气体屏蔽。 焊接时容易观察电弧和熔池。 不需要特殊的无损音频压缩编码，全位置焊接变得容易。 d )不易产生冷裂纹。 该方法是焊接低合金钢时焊接金属的氢

11、含量低、不易发生冷裂纹的低氢焊接方法。 介绍了坡口形式部分、一、坡口的基本尺寸。 坡口的主要作用是保证熔化，钝边的作用是防止烧结，间隙的作用也是为了保证熔化。 坡口的加工方法有剪切、气割、切削、车削、碳电弧气割、刀片等。 切瓦斯气体只能加工形、v形和x形的坡口，刨削和车只能加工形、v形、x形和u形的坡口。 二、坡口形式的选择原则1、坡口形式主要取决于接头形式、钢板厚度、焊接方法、施工便利性、经济性及加工坡口的设备条件等因素。 手动焊接时，钢板厚度为6mm以下的对接接头，如果能够确保熔化，则不必坡口；但是，焊接重要的对接接头时，也要坡口46mm的厚度。 埋弧焊时，钢板厚度在16mm以下的对接接头

12、一般不必坡口，采取一定的工艺措施后，20mm的厚度以内或稍大于20mm的对接接头也可以不坡口。 2 .船体结构中的犄角旮旯焊接一般不坡口。 但是，对于对大负荷、高应力及结构强度有特别要求的犄角旮旯焊接(例如主体底座及舷侧、列板和强甲板的犄角旮旯焊接)，必须根据规范的规定或设定修改要求打开单边v形或k形坡口。 3 .厚度630mm钢板的对接可选择v形坡口。 v形边缘加工虽然方便，但焊接金属量多，焊接变形也大。 厚度1260mm钢板的对接可选择x形坡口。 x型边缘加工虽然复杂，但焊接金属量少，焊接变形和内部应力也少。 u形坡口加工困难，采用少，根据需要仅在对接厚度超过40mm的钢板和铸造钢时使用。

13、 4 .安装焊接在信息帧或船台上的板缝，选择v形坡口时，坡口一侧一般必须位于有骨架的面上。 带背焊接的狭缝不称为x形坡口，或者可以选择预先手动焊接的自动熔接接头形式。 坡口尺寸的选择应尽量减少手动垫板焊接的工作量，便于去除瓦斯气体、焊接作业。 二、常见坡口形式和尺寸，以我们目前正在建设的85m驳船为例，介绍常见坡口形式和尺寸。、一、船体焊接的总原则： 1、对船体结构进行焊接时，整体上必须从中央开始左右、前后依次进行。 对称结构是指双焊工对云同步进行对称焊接。 2.1焊接1根时，根据焊接在船体结构中的位置，从靠近结构中央的一端到结构边缘的一端进行焊接，或从焊接中点到两端进行焊接。3 .手动焊接、

14、CO2焊接长焊接(SMAW :长度超过1m； CO2焊接：长度超过2m时，如图所示，应采用分段焊接法、分段焊接法或快速焊接法。 下行焊接时采用直焊。 4 .在多层焊的情况下，各层焊道的焊接方向必须一致，各层的焊接方向可以相反。 焊道的接头应相互错开，错开距离应在30mm以上。焊接顺序部分、二、船体建设的各阶段的焊接顺序1、面板列面板焊接的情况下，可根据面板狭缝的排列状况如图2(a )、(b )、(c )、(d )那样进行. 2、船体部件船体内部的桁材、肋骨及信息帧和平板等焊接顺序应满足以下要求： a )在结构中存在对接和犄角旮旯焊接时，先进行焊接对接，然后进行犄角旮旯焊接，具体步骤参照图(a

15、)、(b )。 b )当云同步中存在立犄角旮旯焊接和平犄角旮旯焊接时，先焊接立犄角旮旯焊接，然后焊接平犄角旮旯焊接，具体步骤如图(c )所示。 3、平面组件(段) a )部件需要对接焊缝时，请事先进行。 (b )在图(a )、(b )中例示大板块和各部件之间的角焊缝的焊接顺序，其中图(a )适用于对称结构。 c )角焊缝的端部在段的闭合边的情况下，在其段部留有约200mm的长度暂时不焊接，在闭合时再焊接，如图(c )所示。4、立体管段制作的典型步骤a)3的要求，在平面装配制作中预先完成甲板、外底板和纵骨间犄角旮旯堆焊的焊接。 b )纵桁、肋和内底板平面组件的定位焊接后，按照图(a )所示的顺序

16、，双数焊工对1234区内的纵桁、纵桁和肋间的立犄角旮旯焊接对称。 c )上述立犄角旮旯焊接完成后，按照图(b )所示的顺序和方向，双重焊工对称焊接1234区内的纵梁、肋和底板间的平犄角旮旯焊接。 但是，分段闭合边的犄角旮旯焊接的端部留有200mm的长度，暂时不要焊接，在船台闭合之前不要焊接。 如图3(c )所示。 d )外底板平面组件和舭板定位焊接后，焊接外板和舭板之间的对称焊接。 e )分段翻身，上述对接完成后，焊接纵桁、肋与外板之间的平犄角旮旯焊接，其顺序要求与(c )相同。 贯通部位a )的水密贯通部位如图(a )所示，按照补片之间的对接焊接的顺序进行焊接，焊接骨料和补片之间的犄角旮旯焊接，对补片和肋、基础平板之间的角焊缝进行焊接。 但是，请先焊接图中的可见侧。 b )非水密贯通部位如图(b )所示，先焊接的图中的可视侧，两侧都焊接骨料和肋之间的犄角旮旯焊接；焊接骨料和补片之间的犄角旮旯焊接；补片和肋之间的犄角旮旯焊接。 5、船台大闭合船台大