江蘇金陵92500-4散貨船雙層底分段課件

1、?？飘厴I(yè)設計（論文）設計題目：92500t散貨船雙層底分段建造預防焊接變形的措施 系 部： 船舶與港口工程系 專 業(yè)： 船體工程 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 職 稱 2010 年 6 月 南京江蘇海事職業(yè)技術學院2010屆畢業(yè)論文摘 要船體雙層底分段在建造過程中往往會產生變形，變形會給船舶在以后的建造過程中帶來很大的影響，會使整個船體結構強度降低；其中導致雙層底分段變形最重要的因素就是焊接變形，本文以92500T散貨船雙層底分段建造為例，首先預測其產生的焊接變形，然后利用反變形法、剛性固定法、正確的裝焊工藝規(guī)程方案等方法防止建造過程中產生焊接變形，從而保證職工在操作過程準確裝配，

2、減少組件與部件的變形，最終達到防止整個雙層底分段的焊接變形的目的。關鍵詞 船體雙層底分段 焊接變形 反變形法 剛性固定法 裝焊工藝規(guī)程 AbstractHull double bottom block in building deformation process tend to ship, deformation in the process of building after brought great effect, can make whole hull structure strength, One cause deformation of double bottom block i

3、s the most important factor in the welding deformation, this paper 92500T double bottom block built - for example, the first forecast the welding deformation, then use anti-deformation way, rigid fixation method, and the correct method ZhuangHan process planning scheme to prevent the welding deforma

4、tion process of construction, thus ensuring the worker in operation process, reduce components and precise assembly parts, and finally achieve prevent deformation of the double bottom section of the welding deformation.Keywords Welding distortion Anti-deformation method Rigid fixation Fabrication Pr

5、ocess order 目 錄1.緒論12.船舶雙層底分段建造焊接變形的原因、種類及危害22.1.船舶雙層底分段建造焊接變形的原因22.2.焊接變形的種類32.3.焊接變形的危害53.92500t散貨船雙層底分段建造焊接變形的分析54.92500t散貨船雙層底分段建造焊接變形的預防措施74.1反變形法84.2剛性固定法84.3按照正確的裝焊工藝規(guī)程和焊接規(guī)范114.4加強對各道工序的檢查與精度控制114.5提高零件加工質量和部件裝焊質量124.6推廣先進的工藝方法，盡量采用機械化焊接125.結 論13致 謝14參 考 文 獻151. 緒論由于我國現(xiàn)代造船行業(yè)的飛速發(fā)展，世界各國的造船訂單紛至沓

6、來，使我國造船企業(yè)提高造船的質量，從而達到國際造船標準；然而受到金融危機的影響，各國船東又提高了對造船的質量標準，這就意味著我國的造船行業(yè)面臨著更大的挑戰(zhàn)，要想提高造船質量就要從平時的點滴做起。92500T散貨船是江蘇金陵船廠正在建造的一種船，由于船東代表對這個船型的船要求非常高，船廠也提高了對這種船型的分段建造的工藝標準，尤其對分段焊接變形的控制，因為船東在分段合攏之前要對各個分段進行嚴格的質量檢驗，如果分段檢查不合格將對以后的生產有很大的影響。船體分段中具有一定代表性的要屬雙層底分段，因為雙層底分段結構簡單，分析起來方便快捷，而且產生的現(xiàn)象特別多，容易發(fā)現(xiàn)。船的底部分段在現(xiàn)在的造船公司都要

7、求非常的嚴格尤其是油船的底部分段，為防止環(huán)境污染，地部分段的強度必須加強，防止例如油船漏油而產生環(huán)境污染，所以選擇比較具有代表性的分段進行研究分析，能充分的體現(xiàn)出研究問題的現(xiàn)象，研究的結果就更實用。由于現(xiàn)代船舶大多數由分段焊接建造而成的，在船舶分段建造過程中由于焊接因素會導致分段產生變形。分段產生的焊接變形會給船體下一階段的裝配帶來很大的影響，也可能是整個船體外形產生變形，使船體結構強度降低。因此，在分段建造過程中就要及時的更正焊接變形，預防焊接變形是必不可少的問題，那么預防措施就要不斷的研究和開發(fā)，才能使我國的造船行業(yè)不斷的發(fā)展壯大。本文主要研究探討的是船舶分段建造過程中預防焊接變形的措施，

8、主要通過江蘇金陵船廠建造的92500T散貨雙層底分段來研究說明，大部分是實際生產中發(fā)現(xiàn)的問題，解決方案結合船廠工人的意見以及學校老師的理論幫助。2. 船舶雙層底分段焊接變形的原因、種類及危害2.1. 船舶雙層底分段焊接變形的原因船舶雙層底分段在建造過程中一定會產生焊接變形，產生焊接變形的原因5主要分為結構因素和工藝因素。一般原因分析方法也是從兩方面：正裝和倒裝（由于實踐操作本論文主要是倒裝）。結構因素：(1) 內底板縱橫焊縫引起的縱橫向收縮(2) 縱橫結構角焊縫引起的縱橫向收縮(3) 由于焊縫不對稱于分段截面中和軸，內底板焊縫及其與結構的角焊縫焊后兩端產生向下、向上變形(4) 由于同樣原因 ，

9、分段翻身后焊接，外底板焊縫及其結構的角焊縫焊后兩端還會產生向下、向上的變形注：內底板和外底板在裝焊過程中產生的變形最大工藝因素：(1) 雙層底分段建造的胎架基礎不牢(2) 雙層底分段建造的胎架本身剛性不合格(3) 胎架與內底板在建造時雖然有“拉馬”固定，但是在建造過程中“拉馬”沒有拉緊或內底板在上胎架時與模板型線沒有吻合(4) 裝配質量不合格，各個組件和部件之間間隙過大；焊后火工矯正收縮量過大(5) 沒有嚴格按照正確的焊接順序進行焊接，焊接參數不正確，焊腳尺寸過大(6) 分段裝焊前沒有準確按照施工圖紙操作，提前把裝焊余量預置出來(7) 分段建造所用板材厚度(8) 分段翻身建造時堆放位置不當注：

10、“馬板”是自制一種有缺口長方體的鐵塊，用于固定胎架與架上板材2.2. 焊接變形的種類 船舶焊接變形的種類很多也很復雜，分析的角度不同產生的焊接變形的種類也就不同。通常按照方向性和空間性來分，簡單的主要分為：橫向變形、縱向變形、平面內變形、平面外變形1。由焊接變形的方向性可分為縱向變形和橫向變形?？v向變形是由焊接方向的收縮應變產生的，包括縱向收縮，縱向彎曲；橫向變形是焊縫方向垂直的收縮應變產生的，包括橫向收縮、剪切變形和角變形等；也可以在整個空間范圍里，把焊接變形分為平面內變形和平面外變形。平面內變形包括橫向收縮、縱向收縮和剪切變形。平面外變形包括角變形、縱向彎曲、扭曲變形和彎曲變形。具體分析如

11、圖所示： 圖2-1 收縮變形圖2-1是由于在平面焊接過程中板材產生收縮應變，導致板材縱向和橫向的縮短，進而整個分段長度了寬度產生了變化，這就是收縮變形。圖2-2彎曲變形圖2-2是由于在平面外焊接過程中板材產生了收縮應變，導致板材縱向的收縮，使整個組件產生了彎曲變形。 圖2-3波浪變形圖2-3所示當焊接過程中板材太薄就會因為焊接應變產生波浪變形，這種情況在船舶甲板建造過程中經常產生。圖2-4扭曲變形圖2-4所示鋼材焊接產生的殘余應力和殘余應力變形，降低了焊接構件的穩(wěn)定性，進而產生了扭曲變形。圖2-5角變形圖2-5所示由于板材焊后焊縫及其附近區(qū)域與焊縫平行的平面內垂直于焊縫方向上不均勻分布的固有剪

12、切應變分量而產生的角變形。以上圖例只是展示出船舶生產中幾種常見的焊接變形，正是因為焊接種類繁多復雜，才會對分段乃至整條船的建造都產生重大的危害和影響，所以要研究出解決這些變形的方法措施是必然的。2.3. 焊接變形的危害板材的焊接殘余變形和殘余應力是同時存在的，有時焊接殘余變形的危害比殘余應力的危害還要大。焊接殘余變形使焊件或部件的尺寸改變，降低裝配質量，甚至使產品直接報廢。矯正變形是一件費時的事，會增加制造成本，降低焊接接頭的性能。另外，由于角變形、彎曲變形和扭曲變形使構件承受載荷時產生附加應力，因而會降低構件的實際承載能力，導致發(fā)生斷事故。船舶分段是船體分段中一個比較有代表性的，所以這樣的分

13、段產生問題對真?zhèn)€船體產生的危害是非常危險的。通過實踐簡單的了解了一些這個問題帶來的危害。圖2-6分段合攏如圖2-6所示是一副現(xiàn)場波形壁合攏圖，波形壁分段在裝配過程中產生了焊接變形，但是沒有及時的發(fā)現(xiàn)，在合攏過程中兩個波形壁沒有辦法正常合攏。這樣就給下一階段的兩個分段對接時焊接造成影響，當兩個分段對接時細微的變形就會導致工人施工不能順利進行，通常工廠的程序:將問題提交到車間生產處技術部技術員現(xiàn)場核實檢測技術部生產處車間工人，這樣一份繁雜的過程嚴重影響了生產效率；船體整個結構的強度也會降低。3. 92500t散貨船雙層底分段建造焊接變形的分析92500T散貨船是江蘇金陵船廠正在建造的一種船，這種船

14、雖然不像油船、集裝箱船、滾裝船那樣要求的精度特別的高，但是畢竟是國外的訂單，而且建造的數量很多，也關系到廠里的知名度，所以船廠里面的要求自然也非常的重視，精度控制也非常的到位。雖然平時要求很高，但是還會產生一些問題，本次分析研究的題目就是關于船舶雙層底分段在建造過程中產生的焊接變形。實際生產中主要預防產生的焊接變形就是橫向收縮、縱向收縮、角變形、扭曲變形、波浪變形，因為這樣的變形產生造成的后果比較嚴重，處理起來比較麻煩，但這樣的變形也非常的明顯，判斷起來容易，自然預防起來比較方便快捷。主要通過生產圖片進行分析：圖3-1波浪變形（側面） 圖3-2 波浪變形（平面）圖3-1是江蘇金陵船廠建造的92

15、500T散貨船HB雙層底分段，這是分段側面圖。從圖中可以看出分段外底板已經產生了變形，由于這種變形不明顯只能從側面來觀察。底板和桁材裝焊好以后，在整個桁材的直線都會產生變形，進而使整個板材發(fā)生波浪變形，也可能產生扭曲變形。圖3-2就是整個分段的外底板變形圖，從表面確實看不出什么明顯的變形，但通過精度測量水平會發(fā)現(xiàn)外底板產生了明顯的波浪邊形。分段產生了變形就必須要“開刀”，像那些簡單的烘烤肯定是不能解決。但一個建造好的分段如果“開刀”對整個分段都會產生很大的影響，因為開刀過后的分段焊接還要進行手工焊接焊好，分段焊縫的剛性、強度等一些工藝都會造成影響；更嚴重的在分段合攏時候，兩個雙層底分段拼接時分

16、段合攏焊縫的強度也會受到影響，在做無損探傷檢驗時肯定是不合格的,那樣的影響就非常嚴重啦！注：“開刀”是要用割刀將已經焊接好的板材或者分段沿著焊縫割開。 圖3-3 內底板拼接（處理前） 圖3-4內底板拼接（處理后）圖3-4是雙層底內地版上胎架后對接圖，圖中表示的是沒有發(fā)生變形的內底板，而圖3-3是由于胎架和內底板焊接過程中產生的收縮使內底板產生彎曲變形，導致對接板材不吻合。從圖中可以明顯的看出發(fā)生的變形量，這種變形是非常明顯的，通常這種變形是工人在施工的過程中的操作導致的。由于內底板上胎架過程中沒有采用固定措施（就是以后談到的剛性固定法），當工人焊接產生縱向的收縮，導致彎曲變形。彎曲變形是生產中

17、常常見到的一種變形，常見就意味著產生的過程非常簡單，但是處理起來確實非常的麻煩，胎架與內底板焊接過程中都是用“拉碼”固定的，產生彎曲變形，就要一個一個將“拉碼”拿掉重新固定再焊接好，這樣平時需要一天的工時，浪費了時間和人力，給以后的生產也造成了阻礙；當重新固定內底板成功以后（如圖3-4）所示，胎架水平度就會產生一定的變化，整個分段的水平也會與放樣有差別，對部件的裝配也有著很大的影響，降低了整個分段的精度。注：“拉碼”是一種長方體的鐵條，主要用來固定分段外板與胎架的4. 92500t散貨船雙層底分段建造焊接變形的預防措施平時的生產都會產生誤差，由于焊接裝配肯定會使雙層底分段產生各種變形，帶來的困

18、難也是不可避免的。因此，必須采取一些預防措施，盡可能減少分段的變形。一般船舶雙層底分段焊接變形的預防措施6分為：反變形法；剛性固定法；按照正確的裝焊工藝規(guī)程；按照正確的焊接規(guī)范；加強對各道工序的檢查與精度控制；提高零件加工質量和部件裝焊質量；分段四周的自由變，焊前可加壓排或作其他臨時性加強；推廣先進的工藝方法，盡量采用機械化焊接；注意分段的調運和堆放。4.1 反變形法 雙層底分段在裝配過程中肯定會出現(xiàn)變形，防止變形的產生最直接的方法就是預置板材的變形，在裝配前工人要預留板材的變形量，比如說，通常從肋間距開始，每個肋間距一般加放0.5mm的余量；當給胎架放樣時，也要在原有的高度加高一點余量，使內

19、底板上胎架以后經過焊接變形以后收縮來達到正確的裝配。以上只是工作中一些方法簡單的介紹，這些就叫做反變形發(fā)。92500t散貨船雙層底分段建造過程中反變形法應用簡單介紹：根據施工圖紙中的要求要按胎首先架放樣圖紙進行放樣，技術部門發(fā)來的圖紙都是用計算機通過精確計算做出的理想圖紙，施工時并不是那么的完美。胎架放樣好工人在搭焊胎架時一定要在原來設計高度上從兩邊到中間遞增余量，數值在010mm之間，最終搭好的胎架要呈現(xiàn)出一個“塔”形（由于變化很細微肉眼很難看出）；雙層底內底板上胎架后，再按照放樣圖紙進行放樣，這時候放樣也要預留出變形量，要考慮到裝焊球扁鋼時由于焊接問題產生的收縮量，一般每個肋位要加放0.5

20、mm（因船而異），從而預防整個外板的橫向收縮變形；在吊裝搭焊肋板時，裝配工在點焊固定時要用鐵條好球扁鋼，但是與內底板的角度不是90度，左右幅度在10度以內，具體要根據施工圖紙上的標注，看好是什么焊（全焊透或單面焊接）分段在長度和寬度方向的收縮變形，使分段長度比實際理論長度要短，一般采取加放骨架間的收縮量來解決。通過總結來看，其實一般反變形法都是通過加放余量來達到防止分段產生焊接變形。4.2 剛性固定法當對接一些大型板材是由于版面太大很難控制好蓋板的安放位置，從而導致板材變形，簡單的方法就是要用“馬板”將板材固定好（如圖4-1所示），一般都用在裝外底板和內底板時用到這種方法。外板和內板都是用一些

21、小板材拼接成的，往往在對接時兩塊或者幾塊板材由于加工原因不能準確的對接在一起，只能用“馬板”將板材固定連接在一起，這樣在對接焊時會減少焊接變形。但是有的部位容易產生變形，比如球扁鋼貫穿桁材的開孔，很容易是桁材變形，這樣就可以用補板來對這些部位進行加強，但是不能用補板完全將開口補上，這樣容易使桁材減低對應力的釋放。在生產中發(fā)現(xiàn)固定法其實就是用輔助板材將裝焊板材強行固定好，盡可能降低變形，有時也會根據需要臨時加裝一些板材來加強一些部位的強度，當然也是為了減小變形。所以說剛性固定法并不能完全控制變形的產生，當輔助板件拆除后，變形還是會產生，只是沒有加強前那么大而已。但是剛性固定法確實平時工人生產中最

22、常用的一種方法，在實際生產中通過實踐證明的方便快捷的方法。說明這種方法在應用中最有意義。 (a) (b)(c) (d)圖4-1外底板拼接(e) (f)(g) 圖4-2 內底板拼接圖4-2中簡單表示了92500t散貨船雙層底分段建造過程中，內底板、外底板焊接時為了預防產生焊接變形，生產用“馬板”提前做出的剛性固定，從而防止底板在焊接過程中產生扭曲變形。圖4-3完工分段剛性固定法是建造過程中非常重要的一種預防焊接變形的措施，不僅在分段建造過程中起到了重要的作用，在分段裝焊成功后（如圖4-3）也必須采用剛性固定法，防止焊接變形的產生。4.3 按照正確的裝焊工藝規(guī)程和焊接規(guī)范造成焊接變形比較大的原因很

23、容易發(fā)現(xiàn)，平時也會注意解決這些變形，但是細小的變形最后也會產生大的變形；所謂是積少成多，平時由于施工不按照正確的裝焊工藝規(guī)程和焊接規(guī)范，以為這些都是小問題，最后卻產生大的危害，所以說按照正確的裝焊工藝規(guī)程和焊接規(guī)范是一種預防船體分段焊接變形的重要措施之一。正確的裝焊程序可以減少分段的變形，通過船舶雙層底分段來體現(xiàn)出正確的操作的重要性。雙層底分段正確的裝焊工藝規(guī)程：裝配內底板，并固定焊好；安裝構架于內底板，用定位焊固定構架板材；構架之間的焊縫要先焊接，再焊構架與內底板的焊縫；焊接縱骨與高構架之間的焊縫；掉裝外板；分段翻身，焊接外板的內面焊縫；焊接構架與外板的焊縫；分段翻身，進行外板的封底焊。正確

24、的焊接規(guī)范可以對船舶雙層底焊接變形預防有很大的作用。焊接規(guī)范中主要指焊接過程中焊工應注意的焊接問題，包括焊機電流強度、焊條規(guī)格、焊接次數、焊接速度等方面。其實這個規(guī)范還在于焊工平時操作的經驗，只是一味的按照規(guī)范來操作也不是什么全能方式，畢竟操作中臨時的問題是隨時都可以發(fā)生的。4.4 加強對各道工序的檢查與精度控制在各個船廠有各個船廠對生產各道工序檢查與精度控制的部門，船廠（江蘇金陵船廠）中的精度測量部門是專業(yè)檢查精度的。精度測量部門是最近幾年才興起的一個部門，因為以前的造船要求質量不高，到最后船舶都可以合攏下水。但是，現(xiàn)在對船舶的質量要求越來越高就產生了一個這樣的專業(yè)部門，因為廠里面意識到分段

25、的精度對下一項生產的影響，只有嚴格的要求才能建造出質量高的船舶，也可以為生產節(jié)約更多的時間，保證任務按時的完成，創(chuàng)造更高的效益。所謂的提高生產效率就是減少生產中分段產生的焊接變形。從92500t散貨船雙層底分段建造開始，精度測量的技術人員就已經隨時隨地的對分段進行檢查，通過檢查來控制整個建造過程中的精度。簡單的介紹下精度測量人員的工作：當雙層底分段胎架放樣結束時，精度人員要來檢查是否達到要求；內底板上胎架工人進行放樣后，精度人員又要來進行測量，主要測量是內底板對角線精度；在裝焊板件時精度人員會每天不定時的來對焊縫進行無損探傷檢驗；整個外板裝焊完成時，精度人員會再對整個分段進行檢查（輔助板材的去

26、處、漏洞的補焊）；對各道工序的檢查就相當于學習知識是一樣的，在于平時的積累，只要加強平時一點一滴的積累到后來的時候肯定可以減少雙層底分段產生的焊接變形，進而防止分段產生焊接變形，細節(jié)決定成敗！4.5 提高零件加工質量和部件裝焊質量船舶雙層底分段產生焊接變形不全是裝焊板件的工人所造成的，其實預裝配的板材質量也是一個非常重要的問題，如果零件加工質量出了問題，在現(xiàn)場施工人員不清楚的情況下依然按照原有的工藝操作必然會在施工過程中產生焊接變形，最后整個分段隨之也產生變形，為了防止問題的發(fā)生就要提高零件加工質量；裝配工人在施工過程中往往不會注意到一些細微的操作，其中最普遍的就是在裝焊部件時會粗心大意，在點

27、焊時往往不遵守工藝規(guī)程，使部件的裝焊質量沒有了保證，分段本來就是由各個部件組裝成的大部件。如果部件的質量和裝焊質量沒有得到保證，首先可以確定的這艘船就是不合格的，所以提高零部件本身的加工質量和部件的裝焊質量是非常重要的一種預防焊接變形的措施。4.6 推廣先進的工藝方法，盡量采用機械化焊接科技的發(fā)展，船舶焊接的技術也不斷提高，機械化焊接技術在各個船廠也得到了普及。一般機械化焊接就是埋弧自動焊機(如圖)等一些自動焊機，由于不需要人工施焊，不確定因素自然就少了很多，精確度就更高了，焊縫的缺陷自然也就減少。其實運用先進的工藝方法和采用機械化焊接就是想要提高操作的精度，當分段施工精度得到保證時，自然變形就會較少。5. 結 論現(xiàn)代造船行業(yè)的發(fā)展迫使我們國家的造船企業(yè)不得不面臨著一個嚴峻考驗，我們必須不斷的發(fā)展完善自己，一點點縮短我們與世界一流的造船國家的距離。平時必須從點滴做起，才能有提高，還是那句話細節(jié)決定成敗。如果像92500t散貨船雙層底分段建造過程總產生的焊接變形，這樣看起來