第七章 船体构件加工

《第七章 船体构件加工》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第七章船体构件加工6学时教学要求:理解船体构件的边缘加工船体板材构件的成形加工船体型材构件的成形加工.重点:火焰切割.难点:船体板材构件的水火成形加工.教学内容:钢材经过预处理和号料画线后按其要求制造成各种各样的船体结构构件这个工艺过程称为船体构件加工.船体构件加工的方法按加工时钢材的温度情况可分为冷加工和热加工两大类.冷加工是指钢材在再结晶温度Fe-C状态图中的二次结晶温度即同素异晶转变温度约727℃以下时对其施加一定的外力而发生断裂或塑变的工艺过程热加工则是将钢材加热到Fe-C状态图中的二次结晶温度以上利用船体结构钢材在高温时易与氧气燃烧和强度降

2、低塑性增高的特性进行分离或塑变的工艺过程.船体构件加工的方法从其构件特点和加工要求来看可分为边缘加工和成形加工两大类这样分类有利于了解船体构件加工工艺的特点.现将部分常见船体构件按形状特征的分类列于表7-1中船体构件中加工方法分类见图7-1所示.随着船体建造工艺的发展船体构件的加工技术也有很大发展主要趋向是:加工设备高效化辅助工作机械化工艺操作流水化加工机床数控化.本章主要介绍船体构件的边缘加工和成形加工.第一节船体构件的边缘加工船体构件的边缘加工是指进行边缘的切割和焊接坡口加工的统称.船体构件的边缘可分为直线边缘和曲线边缘较厚的船体构件焊接前需在边

3、缘开坡口其坡口形式按焊接规范要求可分为I型V型K型X型和U型等.船体构件边缘加工的工艺方法是机械剪切刨边或铣边和气割.一船体构件的边缘切割的机械加工1.机械剪切原理剪切工件的过程是将材料放在剪刃之间由外力人工机械液压等带动两刃作相对运动从而对材料施加一定的剪力当剪力超过材料的强度极限时材料就发生变形最终沿刃口断裂分离.2.机械剪切的特点适应性强适应中低碳钢铝铜不锈钢加工经济损耗小加工速度快成本低加工时有扭转弯曲变形剪切曲线时效率低噪音大劳动强度大.3.直边构件的边缘剪切平口刀刃剪床的剪切力分析假设平口剪床的切削角β为90°此时平口剪床剪切时材料的受力

4、情况图7-3所示.图7-3剪切时受力分析4.曲边构件的边缘剪切圆盘剪床剪切力的分析圆盘剪床的剪力为一对圆形的刀刃刀刃间可有一定的重叠部分当圆滚刀作同速反向旋转时材料被剪断.图7-4为圆盘剪床剪切时的受力情况.图7-4圆盘剪床剪切时受力分析二船体构件焊接坡口的机械加工刨边机和铣边机都是加工钢板构件直线边缘的专用设备.一般经过剪切和手工气割半自动气割的平直船体板材构件都可以在刨边机上刨出坡口如I型V型U型X型等坡口只要更换不同的刨刀旋转刀架至不同的角度便可开出不同的坡口亦可在铣边机上铣出I型坡口供要求钢板边缘平直而整洁的自动焊使用.三船体构件的边缘切割和

5、焊接坡口的气割加工1.气割原理所谓气割通常系指氧—乙炔切割或氧—丙烷切割.其实质是金属在氧气中燃烧.通常可将它分为预热→燃烧→去渣三个阶段.从气割过程的特点可知只有满足下述条件的金属才能进行气割:⑴被割金属的燃点应低于其熔点.这是最基本的可割条件.否则金属尚未达到燃点就已开始熔化变成液态就不可能进行切割.低碳钢和低合金钢都属于燃点低于熔点的金属所以它们具有良好的气割性能.试验研究资料指出黑色金届的含碳量对其燃点和熔点的影响很大.通常随着含碳量的增加其熔点降低燃点升高.一般含碳量低于0.7的黑色金属都能满足气割过程是燃烧过程.⑵氧化物的熔点应低于金属熔

6、点并且具有良好的流动性.否则氧化物不可能以液体状态自切割处排除易产生粘渣等现象妨碍切割过程进行.⑶金属在氧气中的燃烧应是放热反应且应能放出较大的热量.因为气割过程中上层金属燃烧放热对下层金属的补充预热作用是十分重要的.在气割过程中预热焰的热量约占气割总热量的30而气割过程中金属燃烧产生的热量约占气割总热量的70.虽然排除熔渣时带走了部分热量但是金属燃烧时所产生的热量仍然是预热被割金属的主要热源.如果是吸热反应气割过程就不能连续进行.⑷金属的导热率不应过高.否则预热火焰的热量和被割金属燃烧所产生的热量将从切割处迅速散失使温度很快下降而低于燃点使切割过程

7、不能开始或者中断甚至还会导致割缝过大.⑸金属中不应含有使气割过程恶化的杂质.因为有的杂质会使氧化物熔点升高有的会妨碍金属燃烧有的则使割缝处金属性能变坏引起裂缝等等.例如含碳量超过0.7的钢必须将其预热到400℃700℃时才能进行气割否则会在割缝表面产生淬火组织甚至出现裂纹.2.气割的特点主要有切割厚度大切割形状方面适应性强自动化程度高噪音小劳动强度底.3.常用气割方法⑴手工气割法手工气割常用工具是射吸式气割炬.它使用的氧气压力约为0.40.6MPa乙炔气的压力一般都低于0.156MPa.气割炬在工作时慢风氧气通道进入喷射管由径孔细小的射吸孔射出使射孔

8、周围的空间造成一个负压区将聚集于该区的低压乙炔吸出然后氧气与乙炔以一定的比例在混合室进行混合并且以一定的流速