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1、船舶与海洋结构物船舶与海洋结构物 制造技术制造技术第 九 课 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST2江苏科技大学先进制造技术中心本节课讲授内容第四章 船体加工与装配第一节 零件加工技术第二节 部件装配焊接技术4.2.1 平板拼装和焊接 4.2.2 部件装配与焊接4.2.3 框架部件制造4.2.4大型部件的组装第三节 分段装配焊接技术4.3.1方式与施工原则4.3.2典型分段的装配与焊接4.3.3分段制造质量的控制4.3.4分段翻身工艺和吊环的设置原则 4.4船台（坞）装配焊接技术 第四节船体密性试验 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST3江苏
2、科技大学先进制造技术中心问题:1.1. 船体加工的概念是什么？船体加工的概念是什么？2.2. 船体加工的分类？船体加工的分类？3.3. 了解板材切割的设备和它们各自的优缺点，了解技术的发展了解板材切割的设备和它们各自的优缺点，了解技术的发展方向。方向。4.4. 了解零件成形加工的常用设备。了解零件成形加工的常用设备。5.5. 什么是水火弯板技术？什么是水火弯板技术？6.6. 掌握逆直线加工型材的原理。掌握逆直线加工型材的原理。7.7. 掌握大型拼板的拼接程序。掌握大型拼板的拼接程序。8.8. 了解拼板中常见的缺陷和预防方法了解拼板中常见的缺陷和预防方法 。 2004 MCAMT JUST 20
3、04 MCAMT JUST4江苏科技大学先进制造技术中心4.1 第一节 零件加工技术船体加工是将号料后的钢材，用机械、工具加工成设计船体加工是将号料后的钢材，用机械、工具加工成设计所要求的规格和形状。所要求的规格和形状。分为冷、热加工两大类。分为冷、热加工两大类。按照构件的形状又可分为边缘加工（含刨、切割、剪切按照构件的形状又可分为边缘加工（含刨、切割、剪切、冲裁等）和成形加工（包括辊、压、折弯、矫形等）。、冲裁等）和成形加工（包括辊、压、折弯、矫形等）。 数控技术指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。台机械设
4、备动作控制的技术。 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST5江苏科技大学先进制造技术中心边缘加工1.1. 切割精度高；切割精度高； 2.2. 热影响区小热影响区小 ； 3.3. 切割厚度有限；切割厚度有限；激光切割优缺点1.1. 切割精度高、效率高；切割精度高、效率高； 2.2. 可切割各种高温度难熔金属；可切割各种高温度难熔金属； 3.3. 切割厚度受到一定有限；切割厚度受到一定有限；等离子切割优缺点 1.1. 数控（火焰）切割机数控（火焰）切割机 2.2. 数控等离子切割机数控等离子切割机 3.3. 激光切割激光切割 4.4. 水射流切割水射流切割 2004 MCA
5、MT JUST 2004 MCAMT JUST6江苏科技大学先进制造技术中心水射流切割优点1.1. 切割不产生热量，因此不会影响金属特性；切割不产生热量，因此不会影响金属特性；2.2. 可得到高质量的割缝，不会产生任何毛刺、挂渣，割缝可得到高质量的割缝，不会产生任何毛刺、挂渣，割缝 边缘平直，表面光滑；边缘平直，表面光滑；3.3. 水射流切割所形成的割缝较窄，可大幅度提高零件尺寸水射流切割所形成的割缝较窄，可大幅度提高零件尺寸 精度和材料利用率；精度和材料利用率；4.4. 水射流切割不会产生环境和冶金污染；水射流切割不会产生环境和冶金污染；5.5. 水射流切割生产效率高，可切割特殊规格大厚度钢
6、板而水射流切割生产效率高，可切割特殊规格大厚度钢板而 不需要多道工序加工。不需要多道工序加工。 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST7江苏科技大学先进制造技术中心成形加工成形加工分类船体成形加工是将下料后的零件（钢板、型材等）加工船体成形加工是将下料后的零件（钢板、型材等）加工成构件所需实际形状。成构件所需实际形状。 1.1. 板材加工板材加工2.2. 型材加工型材加工 板材加工板材成形的加工方法主要有板材成形的加工方法主要有机械冷弯法机械冷弯法和和水火弯板法水火弯板法。 1.1. 三辊弯板机三辊弯板机 2.2. 油压机油压机 3.3. 折边压力机折边压力机 水火弯板
7、法是通过局部加热和收缩变形来实现双向曲度水火弯板法是通过局部加热和收缩变形来实现双向曲度 成型要求成型要求 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST8江苏科技大学先进制造技术中心三辊弯板机 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST9江苏科技大学先进制造技术中心压头上要设置压模压头上要设置压模油压机 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST10江苏科技大学先进制造技术中心型材加工逆直线法 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST11江苏科技大学先进制造技术中心关于型材加工的一个实际问题 2004 MCAMT
8、JUST 2004 MCAMT JUST12江苏科技大学先进制造技术中心船体结构零件的加工技术的发展方向1. 数控切割机切割坡口技术2. 激光、水射流切割技术3. 数控肋骨冷弯机技术4. 数控线状加热曲板成型技术 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST13江苏科技大学先进制造技术中心拼板是船体装配作业的第一道工序，平直的板列经过拼拼板是船体装配作业的第一道工序，平直的板列经过拼 装、焊接，送往部件装配区和分段装配区。装、焊接，送往部件装配区和分段装配区。4.2 部件装配焊接技术1.1. 大型长方形零件。如船体平行中体部分的甲板、外板和大型长方形零件。如船体平行中体部分的
9、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）割坡口，并采用自动焊接，成为大张平板（俗称大拼板） 。2.2. 具有部分曲线边缘的平板零件，如肋板、横隔壁和甲板的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。边缘板，艏艉部分的构架零件等。1. 拼板零件的分类4.2.1 平板拼装和焊接 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JU
10、ST14江苏科技大学先进制造技术中心大型拼板的拼接程序 1.1. 首先熟悉拼板工作图，图上的零件号、尺度、拼板位置首先熟悉拼板工作图，图上的零件号、尺度、拼板位置 、拼板接缝的坡口形式和焊接方法，一般零件上写字的一、拼板接缝的坡口形式和焊接方法，一般零件上写字的一 面为安装构架的平面。面为安装构架的平面。 2.2. 将拼板零件的拼接边缘进行清除铁锈和油污，然后按照拼将拼板零件的拼接边缘进行清除铁锈和油污，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，拼缝的端）对齐。通常自动焊和单面焊
11、双面成型焊接时，拼缝的 间隙均为间隙均为0 01mm1mm；手焊缝间隙为手焊缝间隙为0 02mm2mm；CO2CO2半自半自 动单面焊间隙动单面焊间隙4mm4mm。3.3. 拼接时，先在接缝平整的部位进行定位焊，定位后在纵缝拼接时，先在接缝平整的部位进行定位焊，定位后在纵缝 的两端要装妥的两端要装妥100x100mm100x100mm的引弧板，厚度与母材相同的引弧板，厚度与母材相同， 以保证焊缝两端减少裂缝的发生率。引弧板必须在拼板双以保证焊缝两端减少裂缝的发生率。引弧板必须在拼板双 面焊接合格后再割除，有纵横缝时，定位焊应先定长缝，面焊接合格后再割除，有纵横缝时，定位焊应先定长缝， 再定短缝
12、。再定短缝。 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST15江苏科技大学先进制造技术中心4.4. 拼装以后的板列，进行自动焊前应该将焊机对准焊接拼缝拼装以后的板列，进行自动焊前应该将焊机对准焊接拼缝 ，预先行走一次，用机头指针检查焊接缝中心线和焊机行，预先行走一次，用机头指针检查焊接缝中心线和焊机行 走轨迹是否重合，正确后施焊。走轨迹是否重合，正确后施焊。 5.5. 装焊翻身吊环后将板列翻身，反面板缝碳刨扣槽，磨光后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。若拼板采用单面焊双面成型工艺时，由于焊缝施封底焊。若拼板采用单面焊双面成型工艺时，由于焊缝施 焊的终
13、止端容易产生裂缝，因此必须碳刨扣槽后手工补焊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。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。于板缝两端部位设置地坑，以便人员进入地坑补焊。 6.6. 拼板焊接变形校正。拼板焊接变形校正。 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST16江苏科技大学先进制造技术中心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、的要
14、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。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 进行进行XX光拍片检查，评定质量等级。共分四级，其中光拍片检查，评定质量等级。共分四级，其中1 13 3 级级 为合格片，为合格片，4 4级为不合格片。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，为了提高焊接效率，有的船厂采或双丝焊机进行双面自动焊，为了提高焊接效率，有的船厂采 用单面焊工艺，板列
15、不翻身，工序节拍短，生产效率高。用单面焊工艺，板列不翻身，工序节拍短，生产效率高。 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST17江苏科技大学先进制造技术中心目前拼板常规焊接方式埋弧自动焊 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST18江苏科技大学先进制造技术中心1.1. 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，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。量就小。2.2. 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是由于焊缝
16、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。，一般也采用火工校平。3.3. 是经过多张板的拼接后，大拼板整体产生挠曲，板材厚度是经过多张板的拼接后，大拼板整体产生挠曲，板材厚度 10mm 10mm 以上，变形量少，可以局部火工校平。板厚以上，变形量少，可以局部火工校平。板厚8mm 8mm 以下较薄的板，变形量大，很难用火工校平，必须用校平以下较薄的板，变形量大，很难用火工校平，必须用校平 机校正。机校正。拼板焊接变形分类 2004 MCAMT JUST 2004 MCAMT JUST19江苏科技大学先进制造技术中心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，如船体平行中体处的外板、甲板、底板的拼板，一般都留据，如船体平行中体处的外板、甲板、底板的拼板，一般都留 有
