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1、船舶与海洋结构物制造技术 江苏科技大学先进制造技术中心 第四章船体加工与装配第一节钢材预处理第二节船体零件加工第三节部件装配焊接技术第四节分段装配焊接技术第五节船台 坞 装配焊接技术第六节船体密性试验 本节课讲授内容 第三节部件装配焊接技术 1 预装配的主要工艺装备 平台 1 1 固定平台主要用于装焊部件 组件 平面分段 应有足够的刚性和平整度 四角水平偏差 5mm 平面度 3mm 1 1 1 钢板平台 实心 用于绘制全宽肋骨型线图 装焊肋骨框架 钢板厚 10mm 平台高300mm 第三节部件装配焊接技术 1 1 2 型钢平台 空心 用于拼板 装焊平面分段 平台高300 800mm 1 1 3
2、 水泥平台 平台用于胎架的基础 型钢用于电焊通路 固定肋架 第三节部件装配焊接技术 1 2 传送带式平台既用于装焊部件 组件 平面分段的装焊 也用于运送工件 可组织流水线 1 2 1 辊柱式输送平台1 2 2 圆盘式输送平台 第三节部件装配焊接技术 2 拼板船体各层甲板 平台 纵横舱壁 围壁 平直外板等均可预先拼板 平直的板列经过拼装 焊接 送往部件装配区和分段装配区 2 1 拼板零件的分类1 大型长方形零件 如船体平行中体部分的甲板 外板和底板零件 双层底和纵隔壁上的中部直线零件 这类零件的纵向边缘都是经过刨边机刨削或经高精度门式切割机切割坡口 并采用自动焊接 成为大张平板 俗称大拼板 2
3、具有部分曲线边缘的平板零件 如肋板 横隔壁和甲板的边缘板 艏艉部分的构架零件等 第三节部件装配焊接技术 2 2 平台拼板流程1 熟悉拼板工作图 零件号 尺度 拼板位置 拼板接缝的坡口形式和焊接方法 单面焊接时零件上写字的一面为安装构架的平面 第三节部件装配焊接技术 2 将拼板零件的拼接边缘进行清除铁锈和油污 露出金属光泽 然后按照拼板图上注明的零件长度方向的正足端 先切割余量的定位端 对齐 通常自动焊和单面焊双面成型焊接时 拼缝的间隙为0 1mm 手焊缝间隙为0 2mm CO2半自动单面焊间隙4mm 3 拼接时 先在接缝平整的部位进行定位焊 非单面 先中间后两端再加密 拼板边缘处高低误差极限值
4、为lmm 第三节部件装配焊接技术 因为定位焊收缩变形大 所以先定长边缝 后定短边缝 再定短端缝 后定长端缝 焊接的顺序正好与定位焊的顺序相反 先焊端缝再焊边缝 第三节部件装配焊接技术 第三节部件装配焊接技术 4 定位后在纵缝的两端要装妥100 x100mm的引弧板和熄板 厚度与母材相同 以保证焊缝两端减少裂缝的发生率 引 熄弧板的中间刨削引弧槽和熄弧槽 引弧板必须在拼板双面焊接合格后再割除 5 拼装以后的板列 进行自动焊前应该将焊机对准拼缝 预先行走一次 用机头指针检查焊接缝中心线和焊机轨迹是否重合 第三节部件装配焊接技术 6 装焊翻身吊环后将板列翻身 反面板缝碳刨扣槽 磨光后封底焊 若拼板采
5、用单面焊双面成型工艺时 由于焊缝施焊的终止端容易产生裂缝 因此必须碳刨扣槽后手工补焊 板列不再翻身时 有些工厂就在流水线拼板工位区 位于板缝两端部位设置地坑 以便人员进入地坑补焊 7 拼板焊接变形矫正 8 检验探伤 第三节部件装配焊接技术 2 3 拼板焊接 各船舶检验机构所颁布的规范中对对接焊缝质量都有明确的要求 拼板焊接内部质量不允许产生裂缝 未焊透 夹渣 密集气孔和针状气孔等缺陷 外板 甲板 内底板等主体结构的对接焊缝应按规范要求进行X光拍片检查 评定质量等级 共分四级 其中1 3级为合格片 4级为不合格片 拼板焊缝的质量要求高 其焊接方法 一般工厂采用单丝或双丝焊机进行双面自动焊 为了提
6、高焊接效率 有的船厂采用单面焊工艺 板列不翻身 工序节拍短 生产效率高 第三节部件装配焊接技术 2 4 FCB法单面焊双面成形1 垫块型式2 拼板状态 第三节部件装配焊接技术 3 拼板操作 排板 根据拼板图 定位 依据工件零件的距边缘100mm的精度检验线间距尺度拉拢二板 并保证列板端100mm精度检验线在同一直线上 拼板时两板间需留有一定的间隙 起弧端处的间隙为 熄弧端处的间隙为 1 第三节部件装配焊接技术 工件焊道二端安装引 熄弧板 引弧端的引弧板为二块组合型 而熄弧端安装弹性熄弧板 4 十 字端焊缝或 丁 字端焊缝的焊接 必须在纵缝FCB法完成后 刨平交叉处的焊缝 再施行端头双面翻身自动
7、焊 第三节部件装配焊接技术 2 5 拼板焊接变形1 是由于双面自动焊的上下面收缩力不平衡引起的角变形 可以采用火工校正方法消除 若采用单面焊时 角变形量就小 2 是由于焊缝纵向收缩时造成的焊缝端部板边上挠和角变形 一般也采用火工校平 3 是经过多张板的拼接后 大拼板整体产生挠曲 板材厚度10mm以上 变形量少 可以局部火工校平 板厚8mm以下较薄的板 变形量大 很难用火工校平 必须用校平机校正 4 薄板拼板尺度过大时会造成平整度下降 第三节部件装配焊接技术 2 6 拼板划线板列经过拼焊以后 在进入部装或分段安装工位以前必须进行划线和标清各种施工记号 作为装配构架和边缘切割的依据 如船体平行中体
8、处的外板 甲板 底板的拼板 一般都留有切割余量 最终在分段上完工时切割正足 1 准备 划线图 2 划线基准 肋骨检验线 水线 直剖线等 3 划构架安装线和切割线 检验线4 标注符号 名称 厚度方向 角度等 5 边缘切割6 批刨焊缝增强量 第三节部件装配焊接技术 第三节部件装配焊接技术 2 7 拼板翻身调运板列翻身 当拼板工序采用双面自动焊工艺进行反面封底焊时 必须将板列整体进行翻身 在机械化程度很高的工厂 可以在流水生产线上采用专用的机械装置翻身 而常用的翻身方法是装焊吊攀 吊攀间距要保证钢索的张角 大于60 安全角 辅助工作多 10 10m2 12 12m2 第三节部件装配焊接技术 超宽翻身
9、 板列吊运 第三节部件装配焊接技术 2 8 拼板中常见的缺陷和预防方法1 长度和宽度比值较大的单件板材 进行端缝拼接时 容易产生直线度超差 给下道工序带来困难 四周在平台上用马板固定 横焊缝采用退焊法焊接 封底焊反向 2 拼板零件的纵缝边缘有局部凹凸变形时 会造成对接缝平面度超差 检查零件边缘的直线度 校正处理 3 5mm以下的薄板大拼板 其边缘波浪形过大 俗称宽边 应用校平机整平 第三节部件装配焊接技术 4 板列的纵向对接焊缝经常容易产生角变形 原因是两面焊缝的收缩力不相等造成变形 火工线形校正 机械整平 5 板厚3mm以下的薄板拼焊后 挠曲严重 拼板定位焊后 即安装构架 然后焊接拼板对接缝
10、 利用构架的刚性 6 拼板采用单面焊工艺方法时 其焊缝的终端会产生裂缝 选用正确的焊接规范和坡口型式 在接缝终端300mm处采用无损探伤后修补 第三节部件装配焊接技术 3 小组装将拼板件或两个以上的板材和型材零件经过一次或二次组装焊接后 形成平面型的船体结构部件 这一过程称为小组装或部装 主要包括 T型部件 桁材和腹板结构 框架部件3 1 部件划线构件厚度定位理论线构件纵向定位基准线构件外形定位基准线角度定位基准线 第三节部件装配焊接技术 3 2 T型部件单底船底部构架中的中内龙骨 舷侧构架中的舷侧桁材和宽肋骨 纵横隔壁的水平桁材 甲板构架中的宽横梁和宽纵桁 3 2 1 组成 面板和腹板3 2
11、 2 分类直T型梁弯T型梁3 2 3 工装平台 第三节部件装配焊接技术 第三节部件装配焊接技术 3 2 4 装焊方法倒装法 直T型梁 侧装法 弯T型梁 3 2 5 装焊步骤 直T型梁1 看清图纸 掌握施工内容和技术要求 检查零件件号及尺寸是否与图纸要求相符 2 在面板上弹出腹板安装位置线 第三节部件装配焊接技术 3 面板有对接缝时要做好对接缝坡口清洁 4 面板有对接缝时 应在腹板上面板对接缝位置开过焊孔 5 从一端向另一端进行装配 6 做对面板与腹板之间的相对位置及夹角 7 在腹板上弹出火工矫正对合线 8 加设零时支撑 第三节部件装配焊接技术 9 焊接 先定位焊 火工按对合线进行矫正 10 拆
12、除零时支撑 做好清洁修正及油漆跟踪工作 说明 在倒装时可在腹板与面板定位焊一侧预先加放一定的反变形 以抵消定位焊引起的角变形 为抵消焊接角变形 可将面板预先轧出反变形角度 为消除装配间隙 可在面板下垫一根管子 第三节部件装配焊接技术 3 2 6 装焊步骤 弯T型梁 简要 1 按照部件形状制作搁架马板2 铺腹板 腹板上应有检验线一或两根 3 面板划线4 面板安装5 压紧 定位焊6 焊接7 检验 矫正 第三节部件装配焊接技术 3 3 肋板 桁材板结构 双层底下的肋板和纵桁 主机座下纵桁 艏艉结构区域水平桁材和纵横隔壁 甲板室的围壁和舷墙结构等 第三节部件装配焊接技术 3 3 1 制作步骤 1 检查
13、零件件号及尺寸是否与图纸要求相符2 拼装桁材板 划线 安装线 检验线 3 对接缝两端加焊引 熄弧板 焊接 4 翻身 对接缝清根 焊接 5 反面划线 装焊构件6 火工矫正 7 加设临时支撑 大于6m的要用槽钢加强 距边4004 8 完工标记 完工测量 报检9 做好清洁修正及油漆跟踪工作 第三节部件装配焊接技术 舱壁构件 第三节部件装配焊接技术 3 3 2 说明 在进行构架装配时 先安装小型骨材 后安装大肘板或桁材等构件 若骨材嵌插于桁材内 则骨材必须在大肘板和桁材装妥以后才能进行定位 第三节部件装配焊接技术 3 4 框架部件中小型船舶艉部肋骨框 半肋骨框 散货船的底边水舱和顶边水舱的肋板框架 3
14、 4 1 分类普通肋骨框架 肋板 普通肋骨 普通横梁 梁肘板 舭肘板组成的环形框架强肋骨框架 由肋板 强肋骨 强横梁 肘板组成的环形框架 第三节部件装配焊接技术 3 4 2 装配前的准备在钢板平台上画出左右对称的全宽肋骨型线图 作为肋框装焊时对线定位和检验的依据 其画法步骤是 作出全宽肋骨型线图的格子线按放样型值依次逐根画出左右对称的肋骨型线 甲板梁拱曲线绘制纵向结构线 外板接缝线 第三节部件装配焊接技术 第三节部件装配焊接技术 3 4 3 普通肋骨框架的装焊步骤 简要 1 肋骨 肋板定位 马板 2 横梁定位3 梁肘板 舭肘板定位4 划线 供分段装配和安装构件用5 临时加强6 焊接 对称 连续
15、 7 翻身封底焊8 火工9 检验 第三节部件装配焊接技术 3 4 4 强肋骨框架的装焊步骤 简要 宽板横梁 宽板肋骨 肋板都是对接的 要切割余量后再装配 1 肋板 梁肘板定位 不焊 水平 修割 移划 第三节部件装配焊接技术 2 宽板横梁 宽板肋骨的定位 面板定位焊 第三节部件装配焊接技术 3 嵌装肋板与梁肘板4 加强5 划线6 焊接7 翻身焊接8 火工9 检验 第三节部件装配焊接技术 3 4 5 肋板框架的装焊步骤1 在平台上划出框架的基准线和外形线2 将框架腹板按基准线和外缘线定位3 腹板焊接4 安装框架面板 加强筋和肘板5 翻身焊接 矫正变形6 安装反面构件7 完工测量 质检 4 大组装4
16、 1 双层底框架部件双层底的结构型式在小型船舶上一般采用横骨架式 在大型船舶上如散货船 客货船和油船等船舶上都取纵骨架式 双层底框架部件是由一道纵桁 纵桁相邻一侧的肋板 纵骨 肘板和补板等构件组成 它是立体型部件 以纵桁为基面在平台上侧向进行组装 第三节部件装配焊接技术 第三节部件装配焊接技术 组装步骤 1 平台准备2 将纵桁板定位于基准平台上划出安装基准线后进行加强筋等零件的部装 3 横向间断肋板部件吊至纵桁上对合基准线并定位 两端的肋板要提高垂直精度4 安装纵骨 艏艉端用线锤检查其垂直度后定位焊 并装妥补板 纵骨如不是一根应先行拼接 5 肋板 纵骨和纵桁之间进行平角焊6 翻身和搁平7 火工 检验 第三节部件装配焊接技术 两种装配方法的比较 第三节部件装配焊接技术 两种装配方法的比较 第三节部件装配焊接技术 4 2 主辅机座的装焊4 2 1 分类纵向桁材式主机座 箱形桁材式主机座4 2 2 组成 第三节部件装配焊接技术 4 2 3 装焊步骤纵向桁材 横向隔板 加强肋板小部件的装焊 胎架准备 吊装主机座纵桁定位 横向隔板定位 加强肋板定位 焊接 检验 测量 4 2 3 1 小部件装焊装
