船体搭载过程中的变形规律及控制方法.pdf

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1、造船技术2011年第2期(总第300期)船体搭载过程中的变形规律及控制方法黄瑞昌，陆征(舟山大神洲造船有限公司，浙江舟山316000)提要通过对多艘92500DWT散货船搭载过程中所发生的收缩变形数据进行统计、总结，对船体产生变形的原因进行分析，提出有效预防措施。关键词重力变形焊接变形收缩变形余量中图分类号U671TP39文献标识码B一．二I厶·-JL_1月U吾船体搭载过程中精度控制是保证船舶建造质量的一个重要因素，而影响船舶建造精度的因素之一就是船体变形。船体变形是船舶搭载过程中一种常见现象，船体发生变形以后虽然可以通过二次定位或者局部区域矫正来达到满足船体精度要

2、求，但是会产生某些不良后果，比如二次定位会造成很大的工时浪费，并且会影响下道工序的正常进行，可能造成建造周期的延长，导致不能按期交船；如果进行局部区域矫正会增加火工矫正等的工作量，甚至导致船体某些部位应力集中，影响船舶使用寿命和安全性。2船体产生变形的原因在船舶建造过程中主船体和上层建筑各个构件的组合，各分段和总段的组装和焊接都会产生焊接应力集中现象，导致钢材变形，其主要原因有，①焊接是一种对钢板进行不均匀加热的过程，焊接点局部热量高，而焊缝及其附近其他区域温度分布不均匀，从而产生不相容的应变；②在实际施焊过程中由于管理水平、焊工的素质、操作水平等原因经常会出现不严

3、格按照施焊工序循序渐进的现象，从而会造成船舶变形量的增加；③焊接过程中，前道工序焊接质量的好坏直接影响变形量的大小；④由于装配余量不足导致焊接收缩变形。在整个施工过程中外力作用经常会引起异常变形，如分段在起吊过程中由于吊钩的作用力发生的变形；船体在施焊过程中由磕、碰、摔、撞而导致的变基金项目：浙江省厅市会商项目(项目编号：2008C03olo)资助。作者简介：黄瑞昌(1976一)，男，硕士研究生。形。除了上述因素外，如结构设计不合理、建造方案和施工方法的不同选择、矫正不到位等也会造成船体变形。如果在每个阶段变形没有及时的进行应力消除或矫正作业，那么就会在后工程形成累

4、积变形偏差。如果把所有的分段制作时的变形问题全部集中到搭载阶段来修正的话，不但会产生大量的装配和焊接工作量，更加会产生严重的涂层破坏。3减少产生变形的对策船舶建造过程中焊接是一个非常复杂的过程，影响焊接变形的不可知因素很多，应合理采取相应的调节措施，尽量减少焊接变形。具体措施如下。(1)正确选择焊接程序。对于分段建造法，常规的焊接程序是，先焊接外板里面焊缝、纵横构架间焊缝及构架与外板的焊缝，然后安装内底板(内底于平台上整块拼焊完)，进行分段翻身，接着焊接构架与内底板的焊缝，最后焊接外板封底焊。一般船厂都有内部的焊接工艺要求，针对不同类型，不同位置的分段都有不同的焊接

5、工艺要求，重要的是有了焊接工艺要求，就必须严格执行焊接，以减少焊接变形。(2)合理设置余量和补偿量。预留余量和补偿量必须合理，目前船厂普遍推行精度造船，就是用分散补偿量来代替余量，这就要求图纸设计在确定补偿量时尽量准确。要根据钢板的材质、厚度以及焊角的大小来确定收缩补偿量。划线师在主板划线的时候必须按要求在每道横向和纵向的部材直接加放图面要求的收缩补偿量。精度检查员在分段焊后检查时必须对尺寸进行测量和统计，以此来验证焊接收缩补偿量的准确性，原始数据的积累也可以为后续船或以后的施工工艺的改进做经验的积累。积极采用反变形措施。反变形措施又称为变形补偿控制，即船体装配焊接

6、前，预先给船体分段或构件一个反变形值，其大小应等于或大于船体分段焊后变形，但方向相反。目前主要采取的措施是在线型放样中及胎架上施放反变形量，反变形量一般根据计算或经验数据决定。反变形量的确定与焊件的黄瑞昌，等：船体搭载过程中的变形规律及控制方法大小及材料厚度、焊接方法、焊接规范、焊工操作水平等有一定的关系。适当运用刚性固定措施。刚性固定法是造船企业施工中常采用的一种控制变形的手段，它利用各种装配夹具或临时性支撑加强，将焊接构件固定，待焊接构件上所有焊缝冷却到室温时再去掉刚性固定，采用这种方法焊接构件产生的变形将大大小于在自由状态下焊接的变形。船体装配焊接中使用的刚性

7、固定的方法很多，如临时点焊加强角钢、临时加筋板、分段四周定位焊、船体分段和胎架连接、各种直线弧形拉马等。采用刚性固定法应考虑到有时在撤除固定后，构件还会有少许的变形。同时会增加焊接应力，材料容易产生裂纹。一般地讲，低碳钢和塑性良好的钢比较适用。当然，除了上述预防措施以外，增加分段总组的量，这样可以减少坞内的焊接工作量，可以使船体总焊接变形得到控制；在结构设计上，尽可能减少焊缝数量，严格按照工艺要求完成装配，采用自动、半自动焊、气体保护焊等焊接工艺，提高焊缝质量，减少焊缝返修量等，这些都可以有效减少船体变形。4变形控制在92500DWT散货船上的应用分段制作阶段对