畢業(yè)論文--杜丹丹0524

1、ZHEJIANG INSTITUTE OF COMMUNICATIONS 畢 業(yè) 論 文 題 目：船舶雙層底分段焊接變形的控制方法分 院： 海運學院 專 業(yè)： 船舶工程技術（船體修造） 姓 名： 杜丹丹 指導教師： 薛召 2011年 5 月 24 日船舶雙層底分段焊接變形的控制方法摘要船體雙層底分段是船舶分段中一個比較有代表性的分段，在建造過程中變形不可避免，變形會給船舶在以后的建造過程中帶來很大的影響，也會導致整個船體結構強度的降低。其中導致雙層底分段變形最重要的因素就是焊接變形，而且控制焊接變形是現(xiàn)代造船工藝的要求之一，那么在雙層底分段的建造過程中就應該預測出產(chǎn)生的焊接變形量，最終減少建造

2、過程中產(chǎn)生焊接變形。解決焊接變形的方法包括反變形法、剛性固定法、按照正確的裝焊工藝規(guī)程方案等方法，其中按照正確的裝焊工藝規(guī)程方案是非常重要的解決方法。正確的裝焊工藝可以保證職工在操作過程準確的裝配，從而減少組件與部件的變形，從細微的變形來防止最后整個雙層底分段的焊接變形。關鍵詞： 焊接變形； 反變形法； 剛性固定法； 工藝規(guī)程 目 錄1 引言12 船舶雙層底分段焊接變形的危害13 船舶雙層底分段產(chǎn)生焊接變形的種類14 船舶雙層底分段產(chǎn)生焊接變形的原因24.1結構因素24.2工藝因素34.3人為因素35 船舶雙層底分段焊接變形的預防措施35.1反變形法45.2剛性固定法45.3按照正確的裝焊工藝

3、規(guī)程和焊接規(guī)范55.4加強對各道工序的檢查與精度控制55.5提高零件加工質(zhì)量和部件裝焊質(zhì)量65.6推廣先進的工藝方法，盡量采用機械化焊接66 結論7參考文獻8致謝8 71 引言由于我國現(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來，這樣使我國造船企業(yè)提高造船的質(zhì)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(zhì)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)。由于現(xiàn)代船舶都是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(chǎn)生變形。分段產(chǎn)生的焊接變形會給船體下一階段的裝配帶來很大的影響，也可能使整個船體外形產(chǎn)生變形，使船體結構強度降低。因此，在分段建

4、造過程中就要及時的更正焊接變形，正確的預防焊接變形的措施是必不可少，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。分段建造種類很多，其中船舶雙層底分段在建造過程中有一定的代表性，分段焊接變形現(xiàn)象也容易觀察分析，在研究過程中有很大的意義。2 船舶雙層底分段焊接變形的危害 船舶雙層底分段是船體分段中一個比較有代表性的分段，所以雙層底分段在船舶建造中產(chǎn)生的問題對整個船體產(chǎn)生的危害是非常大的。通過實踐簡單的了解了船舶雙層底分段焊接過程中變形所帶來的危害，比如：會給下一工序兩個分段合攏以及焊接造成極大影響，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，從而延長船舶建造的

5、周期。通常工廠處理變形的程序如下:將問題提交到車間生產(chǎn)處技術部技術員現(xiàn)場核實檢測技術部生產(chǎn)處車間工人，這樣一份繁雜的過程嚴重影響了整個船體的結構強度，生產(chǎn)效率也會降低。 船舶雙層底分段產(chǎn)生焊接變形的種類船舶建造中焊接變形的種類很多也很復雜，分析的角度不同產(chǎn)生的焊接變形的種類也就不同。結合實際生產(chǎn)（176000DWT散貨船CB01PS分段）簡單的來說主要分為：橫向變形、縱向變形、平面內(nèi)變形、平面外變形。具體分析：根據(jù)焊接變形的方向性可分為縱向變形和橫向變形?？v向變形時由焊接方向的收縮應變產(chǎn)生的，包括縱向收縮，縱向彎曲等；橫向變形則是由于焊縫方向垂直的收縮應變產(chǎn)生的，包括橫向收縮、剪切變形和角變形

6、等，另外，也可以在整個空間范圍里，把焊接變形分為平面內(nèi)變形和平面外變形。平面內(nèi)變形包括橫向收縮(a)、縱向收縮(b)和剪切變形(c)。平面外變形包括角變形(d)、縱向彎曲(e)、扭曲變形(f)、屈曲變形（g)。 實際生產(chǎn)中主要預防產(chǎn)生的焊接變形就是橫向收縮、縱向收縮、角變形、扭曲變形，其中角變形產(chǎn)生的變形量比較大，也非常的明顯。 船舶雙層底分段產(chǎn)生焊接變形的原因船舶雙層底分段在建造過程中一定會產(chǎn)生焊接變形，產(chǎn)生的原因主要分為結構因素和工藝因素。4.1結構因素(1) 內(nèi)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向收縮；(3) 由于焊縫不對稱于分段截面中和軸，內(nèi)底板焊縫及其與結構

7、的角焊縫焊后兩端產(chǎn)生向下、向上變形；(4) 由于同樣原因 ，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(chǎn)生向下、向上的變形。4.2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(nèi)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(nèi)底板在上胎架時與模板型線沒有吻合； (4) 裝配質(zhì)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) 分段建造所用板材厚度不當。4.3人為因素(1) 沒有嚴格按照正確的焊接順序進行焊接，焊接參數(shù)不正確，焊腳尺寸過大；(2) 分段裝焊前沒有準確按照施工圖紙操作，提前把

8、裝焊余量預置出來；(3) 分段翻身建造時堆放位置不當。5 船舶雙層底分段焊接變形的預防措施船舶建造生產(chǎn)都會產(chǎn)生誤差、變形，帶來的困難也是不可避免的。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(zhì)量和部件裝焊質(zhì)量；分段四周的自由變形，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(diào)運和堆放。5.1反變形法 為了防止雙層底在裝配過程中產(chǎn)生變形最直接的方法就是預置出板材的變形，在裝配前工人就要預留出板材的變形

9、量，比如說，通常從肋骨間距開始，每個肋間距一般加放0.5mm的余量；當給胎架放樣時，也要在原有的高度上加一點余量，使內(nèi)底板上胎架以后經(jīng)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，這些就叫做反變形法。船舶雙層底分段（176000DWT散貨船CB01PS分段）建造過程中反變形法應用簡單介紹：根據(jù)施工圖紙中的要求首先要按照胎架放樣圖紙對胎架進行放樣，但是技術部門發(fā)來的圖紙都是用計算機通過精確計算做出的理想圖紙，當然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(shù)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

10、細微肉眼很難看出）；雙層底內(nèi)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(chǎn)生的收縮量，一般每個肋位要加放0.5mm（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固定好球扁鋼，但是與內(nèi)底板的角度不是90度，左右幅度在10度以內(nèi)，具體要根據(jù)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(chǎn)生焊接變形。5.2剛性固定法當對接一些大型板材是由于版

11、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，一般都用在裝外底板和內(nèi)底板時用到這種方法。外板和內(nèi)板都是用一些小板材拼接成的，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(chǎn)生變形，比如球扁鋼貫穿桁材的開孔，很容易使桁材變形，這樣就可以用補板來對這些部位進行加強，但是不能用補辦完全將開口補上，這樣容易使桁材減低對應力的釋放。在生產(chǎn)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(jù)需要臨時加裝一些板材來加強一些部位的強度，當然也

12、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(chǎn)生，當輔助板件拆除后，變形還是會產(chǎn)生，只是沒有加強前那么大而已。在實際生產(chǎn)中通過實踐證明剛性固定法方便快捷，是平時工人生產(chǎn)中最常用也是最有意義的一種方法。5.3按照正確的裝焊工藝規(guī)程和焊接規(guī)范其實造成焊接變形比較大的原因很容易發(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(chǎn)生大的變形。所謂是積少成多，由于平時施工時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(chǎn)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

13、操作的重要性。雙層底分段正確的裝焊工藝規(guī)程：裝配內(nèi)底板，并固定焊好；安裝構架于內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(shù)、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(jīng)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。 5.4加強對各道工序的檢查與精度控制在各個船

14、廠有各個船廠對生產(chǎn)各道工序檢查與精度控制的部門，船廠（金海重工）中的品質(zhì)保證部門是專業(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(zhì)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(zhì)量要求越來越高就產(chǎn)生了一個這樣的專業(yè)部門，因為廠里面意識到分段的精度對下一項生產(chǎn)的影響，只有嚴格的要求才能建造出高質(zhì)量的船舶，也可以為生產(chǎn)節(jié)約更多的時間。從雙層底分段建造開始，精度測量的技術人員就已經(jīng)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(nèi)底板上胎架工人進行放樣后，精度人員

15、又要來進行測量，主要測量是內(nèi)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（輔助板材的去處、漏洞的補焊）。其實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管理到最后肯定可以減少雙層底分段產(chǎn)生的焊接變形。5.5提高零件加工質(zhì)量和部件裝焊質(zhì)量其實船舶雙層底分段產(chǎn)生焊接變形不一定就是裝焊板件的工人所造成的，其實預裝配的板材質(zhì)量也是一個非常重要的問題，如果零件加工質(zhì)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(chǎn)生焊接變形，最后導致整個分段隨之也產(chǎn)生變形

16、，為了防止問題的發(fā)生就要提高零件加工質(zhì)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，在點焊時往往不遵守工藝規(guī)程，使部件的裝焊質(zhì)量沒有了保證。分段本來就是由各個部件組裝成的大部件，因此會影響到整個分段的質(zhì)量。5.6推廣先進的工藝方法，盡量采用機械化焊接隨著科技的發(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，當分段施工進度得到保證時，自然

17、產(chǎn)生焊接變形的幾率就變小了，不過這種方法說起來容易做起來難，裝配機械化設備并不是錢就能解決的問題，還要切合本廠的實際情況，沒有會操作機械化設備的工人也不行。所以說只能通過時間來慢慢推廣發(fā)展。6 結論 綜上所述，在金海重工實習的這段時間，我了解到焊接在整個造船過程中的重要性，整條船安全指數(shù)的高低取決于焊接質(zhì)量的好壞，而如何更好地控制焊接變形就是其中最重要也是問題最多的一部分。我們應在實踐過程中不斷的總結、積累焊接經(jīng)驗，綜合分析、考慮各種因素，這樣可以更好的提高焊接質(zhì)量。參考文獻1 無損檢測基礎編委會，20022 CCS鋼質(zhì)海船入級規(guī)范電子版，20063 CCS材料與焊接規(guī)范電子版，20064 王鴻斌.船舶焊接工藝人民交通出版社，20055 陳可欣.最新船舶建造質(zhì)量檢驗測試與監(jiān)造過程控制電