焊接工艺-船舶结构.pptx
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1、船舶工程系 船舶结构焊接工艺编制工程四、船舶舾装件装焊工艺编制一、知识目标1 掌握常见舾装件的焊接工艺要求；2 学会常见舾装件的焊接工艺分析；3 掌握常见舾装件的焊接工艺编写方法。二、能力目标1 能够读识船舶舾装件焊接施工图并能进行船舶舾装件的焊接工艺分析；2 能够设计或选择简单工夹具；3 能编制典型舾装件焊接工艺并提出相关技术措施。4.2 任务二 艉柱的装焊工艺编制一、知识目标1 了解艉柱的制造要求和安装要求；2 了解主艉柱焊接变形的预防及控制方法。二、能力目标1 能读识艉柱的结构与安装图；2 能进行艉柱的定位和装配；3.能编写艉柱的焊接工艺并组织实施。4.2.1 艉柱的装焊 4.2.1.1
2、 艉柱的装焊概述 艉柱由铸钢、锻钢制成，或与钢板组合而成。大型船舶一般采用铸钢结构。尾柱的形式复杂且受铸造设备的限制，所以要分成几段浇铸，再经过装配焊接而成为一个整体。艉柱焊接采用电渣焊，焊时热量很大，容易产生变形。而艉柱又是舵和螺旋桨的支承，既需要有足够的强度，又要求外形正确，因此对艉柱的质量要求很高。为了保证装配质量和便于施工，一般艉柱装配都是在胎架上采用卧式装配法进行的，胎架设在平台上。下面介绍铸钢艉柱的装配方法。1 简要装焊步骤 平台上划出艉柱轮廓线、轴线、舵杆中心线、水线、肋骨线竖立艉柱安装模板吊装艉柱零件开准对接坡口吊对艉柱型线、尾轴与舵轴中心装配定位加强焊接撤除模板定位焊矫正变形
3、焊缝热处理修顺与外板的搭接边缘测量。2 装焊步骤说明 1 接头端面的准备 以图8-27 为例，该艉柱共分6 段，有5 个接头，采用电渣焊焊接。艉柱分段示意图 2 平台上画线和制造胎架 3 装焊艉柱绘制艉柱轮廓线 4.2.1.2 艉柱的安装 案例说明某厂为德国船东建造的502 275TEU 集装箱多用途船是单甲板、双底双壳、球鼻首、方尾、尾机型机动船。此船配单机单浆、带轴带发电机、首侧推、贝克舵、液压舱口盖、克令吊、采用无人机舱。该船入级为GL 级，并且许多地方要满足德国SBG 的严格要求。为了确保该船的建造质量，在建造过程中采用了许多新的工艺并设立多项技术攻关工程，尾柱的安装及焊接工艺就是其中
4、的一项。该船尾柱高约4 4 m，长为1 816 m，最宽处约为1 2 m，自重约108 kN。结构复杂、尺度大、重量大。对整体浇铸的尾柱安装，传统的工艺方法是在总装线船台上待分段合拢后再拉主机轴线采用正造的方法定位安装尾柱，此工艺方法容易控制主机轴线及舵中心线偏差，但是仰焊的工作量大，船台周期较长。为了缩短造船周期，同时保证建造质量及精度，决定502 275 TEU 集装箱船尾柱的安装分两步进行：先将7 100 平台一上甲板及基线8L 7 100 平台上、下两个反造的小分段合拢成如总段，然后在AO2 总段上采用反造的方法安装整体浇铸的尾柱，见图1。图 艉柱在A02 分段上的相对位置图 据此法建
5、造，主机轴线及舵中心线在分段建造时要准确定位，尾局部段在建造及运输翻身时应严格控制变形，并确保尾柱轴线，舵中心线在分段合拢后不超差。其安装及焊接工艺如下：1 艉柱安装的精度要求 1 艉柱采用整体浇铸而成，艉柱的轴毂孔在内场加工，尾柱上船安装后，外场不镗孔，轴毂与尾轴管采用浇铸环氧树脂胶合，并且要求轴毂孔与尾轴管间隙为18 mm单边。2 艉柱安装时除了要保证与船壳光顺对接外，必须保证轴毂孔中心线与轴线相对偏差在士2mm 范围内。2 艉柱的定位及安装 1 定位基准面的选取 见图1，A02 分段上甲板#2+150#9+100，横向左右舷距舯5 100 的范围内为一水平面，因此选择此水平面作为A02
6、上下两个小分段合拢及尾柱轴中心线定位的基准面。用激光经纬仪选取上甲板#2+150 肋位上中点，左、右两边距舯5 100 两点，上甲板#5、#7、#9+150 肋位上中点，左、右两边距舯5 100 两点检测，取所测的上述12 点的平均值作为基准面值。用经纬仪将基准面值过到#12 舱壁的中点及舷边两点上，并在#3 肋位舷边两点也过上基准面值。为了保证总装顺利，用经纬仪检测环缝处#2+150 及#12+150 在上甲板上的中点及两舷边型值与样台实际型值偏差，与基准面值的偏差及12 壁与基准面的垂直度。用经纬仪将#2+150 卯及#12 壁的甲板中点垂直过到#12壁与外板相接处，并将上、下两中点连成一
7、根垂直于基准面的直线，轴线在#12 壁及#2+150 上的点应在此直线上。在平台上固定好经纬仪，按基准面高度值测定轴线在#12 壁上的点，然后用激光经纬仪将此点射向#11、#10、#9 肋板上，并在上述肋板上以射线为中心划直径约为350 mm 的圆线，并割孔便于轴线钢丝通过和在#12 壁上安装“A 靶架及#3 外板上装“B 临时靶架，并找出前靶点“a 及尾靶点“b，在以上靶点锯出钢丝线口，并拉好轴系中心钢丝线。见图2、3。3 艉柱的安装步骤 艉柱安装前，A02 分段的7 100 平台上、下两个小分段应在反造胎架上合拢完毕。另外，船壳外板仅留以下图1 所示的A 板不装，待尾柱装好后再装。将已加工
8、好并交验合格的尾柱放置于车间预制平台上，在上面安装起吊吊环，吊环装在尾柱底部#6、#8 肋位中纵处，确保尾柱处于较直的位置；将艉柱吊上已经合拢好的A02 总段上，按轴中心线的高度尺寸初步定位，然后分别通过靶点“a 及“b 拉好轴心钢丝线钢丝线直径为0 8 mm，吊坠重60+0.5kg，并用经纬仪复核一次轴线钢丝首尾靶架的高度，最后通过调整轴孔前后端面距钢丝线的距离将艉柱准确定位，并施定位焊。定位后重复一次检测轴线和尾柱的定位情况，经确认后进行正式焊接。焊接时，钳工应随时测量尾轴管内孔与轴心钢丝线的变化情况，其值控制在图3 所示的范围内。尾柱前端内孔水平方向L3=L4；垂直方向Ll 一L2=一2
9、.32 一1 32 mm；尾柱后端内孔水平方向L3=L4；垂直方向Ll 一L2=一4.08 一5 08 mm。由于艉柱柱体在轴线上的焊接量要大于轴线下的焊接量轴线上有4 700、3 800 两个平台，一道纵向筋板及铸体对接缝，焊接后，轴毂孔前后将产生向上的位移，对此采取反变形措施，将轴毂孔前后中心与轴线有意向下形成2 3mm 偏差。3 艉柱的焊接 由于尾柱的板较厚，与A02 总段的焊接量较大，焊接的顺序及方法对控制尾柱的安装精度非常关键。1 焊接方法 采用手工电弧焊打底，然后用CO2 气体保护半自动焊的方法分多层封盖。CO2 气体保护焊焊丝为H08 Mn2SiA，焊丝直径为1.2，焊接电流应控
10、制在100 120 A。由于铸钢件的厚度较大、形状复杂、含碳量高，手工焊条应采用抗裂性较好且较小直径一般选3 2 的低氢焊条，焊接电流控制在140 160 A。焊前铸钢件焊缝边应采用预热措施，预热温度一般为120 200。2 焊缝坡口设计 图4 节点A 表示艉柱外板开单边过渡坡口与尾柱外板相接的尾分段外板开K 型双边坡口。图4 节点B 表示艉柱壳板与#8 肋板单面T 型角接的坡口型式，#8 肋板与艉柱壳板角接缝只能单边施焊，因此在一边先焊一540 的垫板，然后将#8 肋板装上再施焊。图5 表示与尾柱1 250、3 9OO、4 700 平台板及纵隔板相接的尾分段平台板开K 型双边坡口，艉柱1 2
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