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1、摘 要散货船是专门用来运送煤炭、矿石、谷物、钢材等散装货物的船舶。它的驾驶室和机舱都在尾部,货舱口比杂货船的要宽,为便于货物的装卸,带有顶边舱和底边舱。散货船装有大抓斗、皮带传送机等装卸装置。本设计采用了先进的焊接设备和工艺方法,主要焊接方法：埋弧焊、定位焊、二氧化碳气体保护焊、焊条电弧焊。此次设计涉及到焊接结构生产、焊接方法与设备、船体结构与识图、金属熔焊原理等专业知识。关键词：埋弧焊、定位焊、二氧化碳气体保护焊、焊条电弧焊前 言本设计课题是具有双层舷侧散货船的双层舷侧结构。在本设计中主要介绍分段的装配与焊接。本双层舷侧采用横骨架式,并设有水密和非水密平台,这些平台又称舷侧纵桁,该双层舷侧的
2、主要构件包括甲板、平台、舷侧外板、强肋骨、壳纵壁,主要结构包括顶边仓、双层的舷侧壳。 双层舷侧的线型为平直形状,所以选用钢结构平台,这样在平台上装配和焊接可以达到防止变形的目的。三种分段造船造分段建造的位置与其在实船上的位置一样；反造分段建造的位置与其在实船上的位置相反；侧造分段建造的位置与其在实船上的位置垂直或成一定角度。在该分段中双层壳采用侧造法,甲板采用反造法,横框架采用侧造法,斜底板采用侧造法。 本设计焊接结构采用的装配-焊接顺序是：零件-部件装配焊接-总装配焊接。好处：有利于应用各种先进工艺设备、控制焊接变形和采用先进的焊接方法。目 录摘要前言. . .11 分段材料的选择.3 1.
3、1 原材料的检验. .4 1.2 D32钢的焊接性分析.4 1.3 材质的焊接工艺.62 划线与下料. .9 2.1、划线.9 2.2、下料. .93 材料的成型制造.114 钢板的拼接.135 部件的装配与焊接.146 分段的组装. .16 6.1、舷侧与甲板的组装.16 6.2、横框架与甲板、舷侧的组装.16 6.3、壳纵壁与舷侧的组装.17 6.4、斜底板与横框架的组装.187 设计总结.198 参考文献.209 致.211 分段材料的选择由于船舶从建造、下水、停泊、航行及进坞修理等全部过程,会受到各种外力的作用。这些外力常常使船体结构产生变形或损坏。作用在舷侧的外力有：舷侧水压力、总纵
4、弯曲时的作用力、舱货物的横向压力或液体压力等力。在这些外力的作用下,常常会使舷侧发生曲率减少,甲板下榻及甲板梁拱减小。除了建造的过程中采用合理的工艺外,所选用的钢板材料,应具有足够的强度和刚性。以致予达到构件的重量最小值,降低建造成本和提高营运的经济性的效果。该分段的材料选用高强度船体结构钢,因其强度高于船用碳钢,并具有良好的可焊性。这样可以做到减小构件尺寸,减轻分段的重量。本分段选用D32钢。D32钢属于热轧钢其屈服强度为320MPa。该钢的性能：1、高强度：屈服强度为320MPa。2、高韧性：延伸率为,室温冲击韧性大于/M。3、良好的焊接性能和冷成型性能。4、低的冷脆转变温度。5、良好的耐
5、蚀性。该钢的成分特点：1、低碳其含碳量不超过0.2%其韧性、焊接性和冷成型良好。2、加入Mn、Si固溶强化作用明显,其Mn1.7%、Si0.6%。3、加入铌钛钒等辅助元素在钢中形成细碳化物或碳氮化物,有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。4、加入稀土元素,可以脱硫、去气,使钢材净化,改善韧性和工艺性能。1.1 原材料检验一 目的:为基本元件的加工提供合格的原材料,以获得优良的焊接产品和稳定的焊接过程。防止材料缺陷影响后工序的的生产及品质。二 检验过程1验收入库前的检验对钢材的名称、规格、型号、材质、数量进行认真核对。2外观检查对钢板表面的检验裂纹、砂孔、变形、机械损伤和锈蚀度等,外观
6、质量必须符合要求。3规格尺寸的检验规格尺寸指钢材主要部位长、宽、厚等的公称尺寸。选用合适的测量工具进行测量,测量时每个项目要对不同部位不少于三次的检测。4拉伸实验拉伸前将材料制成圆形Lo=5do的试样,将试样夹在拉伸试验机上,对试样施加拉力,观察试样的变化过程直到拉断试样,通过应力应变曲线计算强度。5冲击试验将试样放在试验机的支座上,把质量为M的摆锤,抬升一定高度H1,施放摆锤,试样冲断,摆锤依靠惯性运动到高度H2,计算冲击吸收功Ak=mg1.2 D32钢的焊接性分析钢的焊接性好与坏主要取决于其化学成分表1,其中碳的影响最大。D32钢含碳量很低,其焊接性总体看来很好。但随着碳量和合金元素含量的
7、增加,焊接性变差。D32钢的焊接性的良与差,主要从焊接裂纹和热影响区性能的变化两方面考虑。D32钢化学成分如表1C MnCrMoVCuNi0.201.000.0240.020.020.050.02 计算D32钢的碳当量为： CE=C+Mn/6+Cr+Mo+V/5+Cu+Ni/15% =0.20+1.00/6+0.024+0.020+0.02/5+0.05+0.02/15 =0.3875碳当量小于0.4时,钢材的焊接性良好。碳当量在0.4到0.6之间时,钢材的焊接性稍差,当碳当量大于0.6时,钢材的焊接性较差,焊接时需要采用严格的焊接工艺,焊前需要预热。一焊接裂纹1. 焊接冷裂纹扩散H的影响,焊
8、接接头的拉应力和淬硬组织容易导致冷裂纹的形成,其中常常用淬硬倾向作为判断冷裂纹敏感性的标准。当钢材的碳当量越大时,越容易产生淬硬组织,冷裂纹敏感性也越大。通过求前面的计算可知D32的碳当量CE=0.3875% 控制木材的化学成分 2 合理选择和使用焊接材料 3 焊前预热 4 控制焊接热输入 5 焊后热处理1.3 D32的焊接工艺1.3.1 焊接方法D32所使用的焊接方法主要有焊条电弧焊进行定位焊接M、埋弧焊进行拼板焊接A、Co2气体保护焊进行结构件的焊接C。1.3.2 焊接材料1D32钢选择焊接材料的原则是：保证焊缝不产生裂纹等焊接缺陷。能满足使用性能的要求。2选择焊接材料的方法如下：选用与母
9、材强度相等或略低于母材,例如D32母材可用J427焊条。考虑融合比和冷却速度的影响D32进行埋弧焊时,开V形坡口焊缝中Mn量不足,采用HJ431焊剂和H08MnA焊丝；开I形坡口焊缝Mn量足够,采用HJ431焊剂和H08A焊丝。3考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响 焊后热处理会使焊缝强度降低,因此对于焊后要求正火处理的焊缝,应选择高一些的焊接材料。 综上所述：D32钢在焊条电弧焊中选用J427焊条,在CO2气体保护焊中使用H08Mn2SiA焊丝,在埋弧焊中使用焊丝和焊剂H08A+HJ431或焊丝和焊剂H08MnA+HJ431,1.3.3 焊接参数 D32钢在不同环境温度下的预热温度如表2:表2 D32钢的预热温度板厚/mm预热温度40均预热150-2002D32钢一般选用J427焊条,使用前须350-400烘干2h。
