能编制船台大合拢的焊接工艺方案

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1、船舶结构焊接工艺编制武汉船舶职业技术学院船舶工程系蔡志伟2008年10月项目六、船舶总装、合拢工艺编制一、知识目标1．掌握分段总段、船台大合拢的装焊工艺要求；2．掌握分段总段、船台大合拢装焊焊接变形的预防与控制；3．掌握总装、合拢的装焊工艺方案的编制方法。二、能力目标1．能提出总装，大合拢现场的装焊工艺装备；2．能编制船坞总装的焊接工艺方案；3．能编制船台大合拢的焊接工艺方案。课次22第五节　船体焊接变形及预防一、知识目标1．掌握分段总段、船台大合拢的焊接变形特征；2．掌握分段总段、船台大合拢装焊焊接变形的预防；3．掌握总装、合拢的装焊噶不接变形的矫正工艺方案

2、。二、能力目标1．能提出总装，大合拢的焊接变形的关键特征点；2．能编制总段、船台大合拢装焊焊接变形的预案；3．能编制总段、船台大合拢装焊焊接变形的矫正方案。一、船体变形的原因船舶在船台上建造时，其变形也具有一定的特点。例如，船体龙骨线向下挠弯，而首尾端向上翘曲；船体首尾上翘及大接缝处的横向收缩，形成船舶总长度缩短，此外还有船体中纵剖面的左右变形。究其变形原因，大致为：1．船舶首尾上翘的原因（1）由于船底结构较强，故船体的中和轴位置偏于船底，而大部分焊缝(包括上层建筑和舾装件等焊缝)却又分布在中和轴上侧，焊接后使船体上部受到压缩应力，导致整个船体产生两端上翘的变

3、形。（2）位于中和轴上侧的甲板结构较船底为弱，特别是上层建筑的板材较薄，焊后变形大，火工矫正工作量也大。造成较大的收缩，增大了船体的上翘。一般来说，火工轿正所引起的船体总变形比焊后收缩所引起的更大。（3）一般船体中间的重量较大而两端较轻(尾机型船除外)，更易形成两端上翘。2．船舶总长缩短的原因（1）由于横向大接缝焊后收缩以及首尾上翘而形成的总长缩短。（2）分段余量不足。（3）分段大接缝的凹凸变形如图10-34所示，船体接缝，特别是大接缝，因焊接收缩变形，型线曲率有缓坦的趋势。一般正圆势接缝焊接后，型线向内凹进，反圆势焊缝则向外凸出。二、船体变形的预防措施在船体

4、建造过程中，避免和减少船体总变形是一个重要的问题。一般所用的预防措施有以下几种：1．船底基线预放反变形：船底基线预放反变形是以底部奠基分段为基准，向首尾逐段由小至大放低一定的反变形。其数值大小可根据经验以光顺曲线作出，并且要考虑施工的可能性。预放反变形应在第一艘船舶建造的基础上，进行测量得出数据，那么在以后建造同类型船舶时，则需在相同的施工条件下预放由上艘船测得的反变形数值，才比较可靠。一般反变形数值如下：（1）塔式法建造时的反变形值：大船的上层建筑钢板较厚，火工矫正量少，相应变形也小，可取为L／2000；而中小型船舶可取为L／1000。L是首尾端间的最大水平

5、距离(总长)。（2）总段建造时的反变形值；对中小型船舶，每l0m长内放-6～-l0mm(向下加放)；对大型船舶，每l0m长内放-5～-8mm(向下加放)。（3）船体反变形法反变形法是使焊后变形被反变形所抵消而达到防止焊接残余变形的一种积极办法。其关键是在实践中积累和掌握变形的规律和变形的大小。反变形实例。1）例如，某13000吨化学品/油船，一开始在运用埋弧自动焊进行平板对接时常发生变形如图1。查明原因后采用反变形法进行纠正，效果显著，如图2。2）双层底分段沿长度方向的首尾上翘变形及沿纵向作出的反变形示意图。通常，当分段长度L≤8m时，可不预作反变形；当分段长

6、度L=8~12m时，则作反变形值Y=2/1000×Lx；当分段长度L>12m时，则作反变形值Y=1.5/1000×Lx。式中，Lx为放变形值处至1/2L（分段长）之间的距离。3）例如，某720TEU集装箱船，分段长度为10m，于是作胎架反变形值8mm，在长度方向的收缩余量用加大每档肋骨间距1mm来解决。分段建造完工后经外形数据测量，结果正常。（4）在船台合拢中，船体经焊接以后引起收缩变形，往往产生总长缩短以及二端上翘现象。实船建造中，为克服这种纵向弯曲变形，通常采用反变形法，如图4所示。例1，某12000吨系列油船在船台合拢时考虑了首尾上翘因素，并借鉴了之前建

7、造同类型船舶的实测数据，采用的反变形值最大处达50mm，效果很好，最后主尺度和船底挠度测量值精度很高，都能满足规范要求。例2,船台装配时，由于船体中和轴偏于船底部，而此时船体中的大部分焊缝及甲板以上所有结构焊缝都位于中和轴之上，焊接后船体产生向上翘起的变形。此外，上层建筑多位薄壁结构，容易产生波浪变形，为消除波浪变形而采用火焰矫正，这部分热量的加入更加剧了船体的上翘。这时采用龙骨线反变形法消除船体上翘非常有效，如图—36所示。反变形的数值可根据经验，用光顺曲线作出。一般采用的经验数据为：总段建造时，每米长放-1mm（适用于中小船舶，负号表示反变形向下）。塔式或

8、岛式建造时，每米船长放－0.5～－0.