船体建造火工知识.doc

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1、船体建造火工知识1、火工弯板的基本原理：火工弯板，通称火工校正、火工矫正、缩火。•原理：在钢板上进行加热，然后让其冷却，使钢板产生横向收缩和角变形。••（1）为什么会产生横向收缩。因为是利用了金属热涨冷缩的原理。当钢板通过加热后就会出现迅速膨胀，但当停止加热并温度逐渐冷却后，钢板也就出现收缩现象。加热温度越高、受热面积越大，其膨胀越大。反之，其收缩也就越快，收缩量相对也较大。（2）为什么会产生角变形。因为钢板是有厚度的，在钢板上加热是在板的一面进行，这样直接加热的一面温度就比另一面要高得多。根据以上原理，温度高的一面收缩

2、量大，而温度低的一面收缩量小，由于钢板两面横向收缩不对称，就出现了角变形。火工弯板就是利用这个原理。2、火工弯板的冷却方法：以上提到在钢板上加热，然后冷却，那么是用什么方法来冷却呢，主要有以下三种：（1）水冷却；（2）空气冷却；（3）油冷却。不同的冷却方法，是根据不同的材料或材质，不同的部位或不同的弯板及变形状态，不同的矫正或校正方法等因素而确定的。水冷和空冷是常见的方法，而油冷不多见。对于油冷，是针对特殊材料，在冷却速度要求较缓慢、均衡等特殊情况下使用油冷或油加热。比如门大小车行走系统，其轴承规格是较大的，在轴承套内安

3、装轴承时，往往是将轴承套热油内加热使其膨胀，然后拿出来进行轴承安装，接着再将其放在油内冷却，这样是其热胀及收缩比较均衡。对于用水冷却，也有两种方式，一是正面跟踪冷却法；二是背面跟踪加热的速度冷却法。但这里主要材质是指低碳钢，对低合金钢或高强度钢另外作出说明。①正面跟踪冷却法：就是在钢板正面用火加热，然后在正面用水跟踪加热器行走的速度进行冷却。②背面跟踪冷却法：就是在钢板正面用火加热，然后在其背面用水跟踪加热器行走的速度进行冷却。注意：正面跟踪冷却，水与火的间距40～90mm左右（薄板近，厚板远）；而背面跟踪冷却法，水与火

4、的间距要适当远一些，一般是正面间距的1.5～2倍，大约在90～130mm，这是指低碳钢，如果是低合金高强钢，水与火的间距应为250～350mm，主要是不应采用骤冷方式，应等到温度下降低于500℃才能水冷。因为钢板的厚度，钢板正面加热后其背面的温度需要一个热传递过程，需要使钢板背面的温度尽可能达到相对最大化再迅速进行冷却。3、常用三种冷却方式的特点：（1）空冷，角变形较大，横向收缩最小。由于钢板的厚度因素，在钢板上加热后，正面的受热面积大、温度高，而钢板背面受热的面积小、温度低。如果是利用空气冷却，环境温度是基本均衡的，正

5、面受热面大，即横向收缩量就较大；反之，背面受热面小，横向收缩量就较小。正反的不对称性，就出现了角变形，但整体横向收缩量不算大。通过实验，空冷法钢板加热深度最佳是板厚的0.3～0.4倍，这个所产生的角变形是空冷法的最大，如果加热深度超过板厚的0.4倍以上，其角变形反而呈下降趋势。空冷法的优点是操作简单，缺点是成型速度慢，且在角变形的同时会产生加工所不需要的纵向扰度。因此，该办法多用于板材上结构焊后对应位置的“背烧”，以消除角变形为主。（2）正面跟踪冷却法，横向收缩较大，而角变形较小。钢板的正面加热后，正面受热面积大、温度高

6、，反面受热小、温度低，当在正面用水迅速冷却就出现横向收缩及角变形都比较大。但是，因为反面的冷却速度较慢，迟后于正面冷却，在其冷却后就出现象空冷一样的反向角变形，这样就将正面的角变形返回了一部分，所以实际正面角变形就不大。正面跟踪水冷法由于采取了强制冷却手段，使已加热的金属迅速收缩，温度急剧下降，甚至使正面的温度低于背面的温度，出现负温差，降低了角变形的效果。因此，正面水冷一般情况是，角变形小于空冷，而横向收缩要比空冷大。（3）背面跟踪冷却法，横向收缩和角变形都较大。钢板的正面加热后，正面受热面积大、温度高，反面受热小、温

7、度低，当在背面用水迅速强制冷却，就增加了钢板正反面的温差值，在正面冷却后横向收缩及角变形也就较大。由于影响背面成型效果的因素较多，及时较难掌握，同时该法设备复杂，操作时需将钢板垫高，并须在板下作业，不够方便，所以在实际生产中，背冷仅在曲度较大以及板厚大于20mm以上的构件在正冷效果不大显着而条件有许可的情况下才使用。适用范围：①空冷，适用于需要加工曲度大的板材矫正或角变形大的校正。比如“背烧”通常是空冷。②背冷，适用于需要横向收缩大及角变形小的板材矫正或变形校正。比如首柱板加工矫正。但需要掌握加热位置，有时需要两个人配合

8、作业，操作起来不够方便。③正冷，适用于既有角变形，又需要横向收缩并不能采用背冷的方式矫正或校正的地方。比如分段或大合拢的甲板、平台、舱壁等焊后的变形校正；钢加双曲度板矫正等。4、火工弯板加热线的种类：点状加热、线状加热、三角形加热，低碳钢加热的温度为600～750℃。（1）点状加热，分为圆点、半开口圆圈。①圆点加热，