船体结构焊接变形控制方法研究
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:船舶薄板焊接的变形问题及控制方法引言船舶建造是一个复杂的过程,薄板焊接是船舶建造中不可或缺的环节之一。
薄板焊接是指焊接材料的厚度在3mm以下的焊接工艺,它在船体的制造过程中扮演着关键的角色。
薄板焊接过程中常常会出现焊接变形问题,给船舶建造带来了一定的困扰。
本文将探讨船舶薄板焊接的变形问题及控制方法。
1.1 薄板焊接的变形原因薄板焊接的变形主要是由于焊接热量引起的材料收缩和内部应力的释放所致。
在焊接过程中,焊接区域受到高温热源的影响,材料会发生热胀冷缩的变形。
焊接会改变材料的结构和性能,从而产生内部应力,导致材料受力不均匀,最终产生变形。
1.2 变形对船舶建造的影响薄板焊接的变形会对船舶的结构造成影响。
焊接变形会导致船舶外形的变形,影响船舶的外观和水动力性能。
变形还会影响船舶的结构强度和稳定性,加速船体的疲劳破坏,从而影响船舶的使用寿命和安全性。
控制船舶薄板焊接的变形是船舶建造中的重要问题。
2.1 选用合适的焊接工艺为了减少薄板焊接的变形,可以采用适当的焊接工艺。
可以选择低热输入的焊接方法,如脉冲MIG焊、激光焊等,以减少热影响区的大小和热变形。
采用预热和焊后热处理的方法,通过控制材料的温度和冷却速率来减小焊接变形。
2.2 采用预制配合和辅助支撑装置对于大型船舶薄板的焊接,可以采用预制配合和辅助支撑装置的方法来控制焊接变形。
预制配合是在焊接前就进行材料的加工和拼焊,通过预先控制材料的形状和尺寸,来减小焊接变形。
在焊接过程中,可以使用辅助支撑装置来支撑和固定焊接区域,从而减小焊接变形的影响。
2.3 采用适当的尺寸设计和工艺控制2.4 对变形进行补偿和调整在薄板焊接后,可以对焊接变形进行补偿和调整。
这主要包括局部加热、局部拉伸和修正焊接接头等方法,来恢复材料原本的形状和尺寸,减小焊接变形的影响。
结论船舶薄板焊接的变形问题是船舶建造中的重要问题,对船舶的外观、水动力性能、结构强度和稳定性等都会产生影响。
浅析船体结构焊接变形及其预防措施
浅析船体结构焊接变形及其预防措施作者:卢盛辉来源:《珠江水运》2012年第07期船体发生局部变形或整体变形,是船舶建造过程中常见的现象。
船体发生变形后,将会影响船舶外观,如果整体变形较大,将会造成线型与理论形状不合,从而改变船舶吃水,增加船体阻力,影响船舶性能,其中包括航行性能和使用性能。
因此,研究船体变形产生的原因、有效预防或控制船体变形,具有非常重要的意义。
我们知道,构件的变形必须与应力同时存在。
焊接过程中焊件由于热胀冷缩和熔化区重结晶,焊件内部产生一种内应力,因而引起焊件的形状和尺寸变化。
焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比熔不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。
焊接残余应力对焊件的影响可概括为五个方面:一是对强度的影响,如果在高残余拉应力区中存在严重的缺陷,而焊件又在低于脆性转变温度下工作,则焊接残余应力将使静载强度降低。
在循环应力作用下,如果在应力集中处存在着残余拉应力,则焊接残余拉应力将使焊件的疲劳强度降低。
二是对刚度的影响,焊接残余应力与外载引起的应力相叠加,可使焊件局部提前屈服产生塑性变形。
焊件的刚度会因此而降低。
三是对受压焊件稳定性的影响,焊接杆件受压时,焊接残余应力与外载所引起的应力相叠加,可能使杆件局部屈服或使杆件局部失稳,杆件的整体稳定性将因此而降低。
四是对加工精度的影响,焊接残余应力的存在对焊件的加工精度有不同程度的影响。
焊件的刚度越小,加工量越大,对精度的影响也越大。
五是对耐腐蚀性的影响,焊接残余应力和载荷应力一样也能导致应力腐蚀开裂。
为了消除和减小焊接残余应力,应采取合理的焊接顺序,先焊接收缩量大的焊缝。
焊接时适当降低焊件的刚度,并在焊件的适当部位加热,使焊缝能比较自由地收缩,以减小残余应力。
消除焊接残余应力的方法一般有两种,一是采用机械振动法,使构件内应力(残余应力)得到释放,二是热处理法,在应力区采用高温回火的方法,允许材料沿着应力方向变形,使构件的内应力(残余应力)得到消除。
船体结构焊接变形问题研究
度越 长 , 则 焊件 的纵 向收缩 量越 大 。压缩 塑性 变形 量 与焊 接方 法 、 焊 接参 数 、 焊 接顺 序 以及 母 材 的 物理 性 质有 关 , 其 中以热输 入影 响 最 大 . 一 般压 缩 塑性 变 形 量 与热 输入 成正 比。 焊件 的原始温 度对 焊件 的纵 向收
船体 结构焊接变形 问题研 究
许 志荣 , 马 骋
( 1 . 常州4 %息 - 职 业技 术 学院 机 电工 程 学 院 , 江苏 常州 2 1 3 1 6 4 ; 2 . 江 苏 海 事 职业 技 术 学院 船 舶 与 港 口工程 系, 南京 2 1 1 1 7 0 )
摘要 : 焊 接 变 形 是 影 响 焊接 结 构 质 量 和 生 产 率 的 主要 问题 之 一 。 船体 焊接 变 形 的存 在 不 仅 影 响 焊 接 结 构 的 制 造 过 程 , 而 且 影 响 船 体 焊 接 结 构 的使 用 性 能 。详 述 焊 接变 形 的分 类 和 影 响 船 体 焊接 变 形 的主 要 因 素 , 为 控 制 焊 接 变 形提 供 理 论 与 技 术 支持 。 关键词 : 船体结构 ; 焊接变形 ; 分类 ; 影 响 因素
布不对 称会 引起 构件 的弯 曲变形 。 如工字 梁上 布置若
干段肋 板 , 由于肋 板与 腹板 及肋板 与上 翼板 的角焊缝 均 分布 于结 构 中性 轴 的上部 , 它们 的横 向收缩会 引起 工 字梁 的下 挠变 形 。
1 . 4 波浪变 形 波 浪变 形 常 发 生 在板 厚 小 于 6 m m 的薄 板 焊 接
中图 分 类 号 : T G 4 0 4
文献标识码 : A
船体结构焊接质量的控制及检验策略
船体结构焊接质量的控制及检验策略摘要:船舶是我国的重要交通工具,所以在进行建造的过程当中需要对每一个环节进行检查,防止危险事故的发生。
焊接的质量直接关系到船体的质量,相关人员需要尽早的找到焊接过程当中所出现的缺陷,并汇报给相关部门,让其采取相关的修补措施。
本文将对船体结构焊接进行介绍,并对船体结构焊接质量控制办法进行概述,最后对船体焊接质量检验方法进行描述,希望能够减少海上不安全事件的发生概率。
关键词:船体结构;焊接质量;检验策略在过去的一段时间里我国对船体之间的链接所采用的方法为榫卯结构的链接方法。
当人们对于船体结构连接技术的认知得到了一定提升之后,所选择的船体结构连接方式为焊接,这样连接方式更加牢固。
但是,各个船体之间的零部件较为复杂琐碎,船体结构的焊接质量直接影响了船舶在航海过程当中的安全程度,若船体连接的不牢固,就会导致船舶在运行的时候出现船体变形的状况,如此一来,会加大船舶的运行阻力。
为此,为了避免不安全事件的发生,必须加大对船体结构焊接质量的控制和监督,并对焊接好的船舶进行检查。
1船体结构焊接介绍在船体结构中,焊接是一种常用的连接方法。
船体结构焊接质量涉及到焊接过程的各种参数,例如焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接材料等,同时也包括焊接前的表面处理、焊接时的防护措施以及焊接后的检测和评估。
船体结构焊接质量是指对于船体结构的各种焊接接头进行检测和评估的过程,以确保焊接接头的质量符合设计要求和相关标准,确保船体结构的安全性和可靠性。
对于船体结构焊接质量的评估,常见的方法包括目视检测、渗透检测、超声波检测、X射线检测等。
通过这些检测方法,可以发现焊接接头中可能存在的缺陷,例如裂纹、气孔、夹渣等,并对这些缺陷进行评估和处理,以确保焊接接头的质量符合要求,从而保证船体结构的安全和可靠性[1]。
2船体结构焊接质量的控制策略2.1船体焊接材料和工艺方面的控制在焊接工艺控制当中,首先需要制定合理的焊接工艺规程,焊接工艺规程是指针对特定焊接接头的焊接方法、焊接参数、检验标准、质量控制等内容的文件,需要根据具体的焊接要求进行制定。
船体建造精度控制方法研究
船体建造精度控制方法研究【摘要】本文通过对船体建造精度控制方法的研究,探讨了船体建造工艺分析、精度控制方法的探讨和优化研究。
通过数值模拟在船体建造精度控制中的应用,分析了传统方法的优缺点,指出了未来研究方向和研究成果总结。
船体建造精度控制的研究具有重要的意义,能够有效提高船体建造质量和效率。
未来研究应该加强对新技术的应用和完善传统方法,从而提高船体建造的精度和稳定性,为船舶工业的发展提供有效支持。
这些研究成果对于船体建造领域的实践具有一定的指导意义。
【关键词】船体建造、精度控制、工艺分析、数值模拟、优缺点分析、优化研究、研究成果、未来研究方向、启示。
1. 引言1.1 研究背景船体建造是船舶制造领域的重要环节,船体的建造精度直接影响船舶的性能和安全性。
随着航运业的发展和船舶建造技术的不断进步,船体建造精度控制方法也变得越来越重要。
船舶在海上航行时需要承受复杂的海况和气候变化,船体的精度直接决定了船舶的航行稳定性、航速和耐久性。
传统的船体建造方法在面对复杂形状和大尺寸的船体时存在精度控制难度大、成本高等问题,因此需要对船体建造精度控制方法进行深入研究和优化。
船体建造精度控制方法的研究旨在提高船体的建造精度,降低船舶建造成本,提高船舶的性能和安全性。
通过探讨船体建造工艺、数值模拟技术以及优化研究,可以有效改善船体建造精度,推动船舶制造业的发展。
对船体建造精度控制方法的研究具有重要的现实意义和实用价值。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨船体建造精度控制方法,提高船体建造的质量和效率。
通过深入研究船体建造工艺分析,探讨不同的精度控制方法,并对传统方法进行优缺点分析,从而优化现有的船体建造精度控制方法。
这样做有助于提高船体建造的精度和稳定性,减少生产过程中的误差和浪费,提高船舶性能和航行安全。
本研究也旨在推动船体建造行业的发展,促进船舶工程技术的创新和进步。
通过本文的研究,我们希望能够为船体建造精度控制方法的改进提供一定的参考和借鉴,为未来的船体建造工作提供更加科学和有效的方法和策略。
某船3_mm铝合金甲板焊接变形控制工艺
GUANGDONG SHIPBUILDING 广东造船2023年第4期(总第191期) 材料与工艺作者简介:陈 军(1983-),男,高级工程师。
主要从事船体结构焊接技术与工程工作。
李华平(1978-),男,助理工程师。
主要从事船体结构焊接技术与工程工作。
收稿日期:2022-03-22某船3 mm 铝合金甲板焊接变形控制工艺陈 军,李华平,肖圣亮,霍利武,尧孝君(中船黄埔文冲船舶有限公司,广州510715)摘 要:铝合金材料导热快、熔点低、焊接变形大,特别是薄板焊接变形更是难于控制。
某船舷侧区域的甲板为3mm 的薄板,在首制船制作中,按常规的工艺方法焊接变形大,火工矫正后仍产生明显的下凹变形。
在后续船建造中,通过梳理整个工艺流程,分别从拼板、装配方法、增加加强、调整舾装件安装时机、局部仰焊变形控制、火工矫正方法等工艺措施进行了优化,取得较好的效果。
关键词:铝合金;3mm 甲板;薄板;变形控制;工艺优化中图分类号:U672 文献标识码:A3 mm Aluminum Alloy Deck Welding DeformationControl Process of a ShipCHEN Jun, LI Huaping, XIAO Shengliang, HUO Liwu, YAO Xiaojun( CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co., Ltd., Guangzhou 510715 )Abstract: Aluminum alloy materials have fast thermal conductivity, low melting point, welding thermal deformation and big shrinkage. Especially, it is more difficult to control the deformation when welding the thin plates. In the manufacture of the first ship, the deck in side area is made of 3 mm thin plate. According to the conventional process, the 3 mm deck has large deformation after welding, and there is still obvious concave deformation after the distortion correction by flame, and impossible to correct. In the construction of subsequent ships, the whole process flow is sorted out, and the process measures are optimized from splicing, assembling, strengthening, adjusting installation time of outfitting parts, local overhead welding deformation control and distortion correction by flame etc.Key words: aluminum alloy; 3 mm deck; thin plates; deformation control; process optimization1 前言某船801分段舷侧结构,如图1所示:(1) 甲板面为3 mm 薄板,由8条纵横对接缝拼成8050 mm×4 555 mm 的甲板,拼板焊接量大;(2) 整体为锲形结构,中间高度为1 300 mm、外侧高度为420 mm,空间狭小,施工困难;(3) 甲板区域安装有30块6 mm×100 mm×600 mm 的座椅垫片。
船舶建造分段精度控制之反变形法的应用
船舶建造分段精度控制之反变形法的应用摘要:本文将以船坞搭载精度为目标,反变形方法应用为导向,分段制作阶段实施的路线,来介绍某船厂在8.2万吨散货船上利用反变形法对分段精度控制的研究实施,从而实现在船坞搭载阶段减少结构错位离空,提高船舶精度,缩短船坞周期,增加经济效益的目的。
关键词:精度控制分段建造反变形引言船舶建造中焊接引起的变形是诸多变形中最常见的现象,在变形达到一定程度之后就会超出精度标准范围,需要现场通过额外的弥补措施进行矫正,按照造船行业1:3:9的成本理论,越是后期进行矫正,所付出的代价越大。
通常情况下,焊接的变形我们可以在以下三个阶段进行控制:1、前期设计:合理的焊缝设计及焊接方法的选用;2、施工过程:制定合理的施工工艺,并对施工工艺严格执行,即现场工人按照设计的焊接电流、电压、焊接顺序、焊接速度进行施工;3、后期矫正:即变形后的补救措施,通过机械和火工进行变形矫正。
对于整个船舶建造环节,分段精度的控制是重中之重,分段因焊接产生的变形我们需两方面加以理解和区别对待,从而制定相应的措施进行控制,保证船坞分段搭载顺利进行。
1、分段完工状态目前船厂普遍的精度测量方法基本上是利用全站仪对分段相关点进行数据扫描,收集数据后用专用软件进行处理并与分段理论模型进行对比,尽量做到让实际分段与理论模型吻合。
在船舶实际建造中,常见的分段完工状态应该和理论模型一致,分段的变形需要进行矫正或制作胎架时释放一定反变形,让分段完工后朝着理论模型的方向变化。
另一种是该分段完工后产生的变形,虽然不能与理论模型数据吻合,但正是我们在船坞搭载阶段所需要的状态,或者认为在胎架制作时为让分段完工后达到与理论模型吻合所释放反变形反而不利于船坞搭载。
那么一个分段完工后究竟需要一个什么样的状态呢,这需要我们结合船坞的搭载时分段状态来判断,进而制定分段建造时分段反变形释放的方法。
下面将介绍两种不同分段状态要求下某造船厂分段反变形的释放应用。
铝合金船体焊接变形及其控制措施
铝合金船体焊接变形及其控制措施摘要:随着工业技术的高速发展,市场上出现铝合金材料,由于铝合金材料拥有密度低、强度高、塑性好等特点,可以经过加工转变为各种型材,所以在船舶工业中被广泛应用。
在船舶工业中,主要利用铝合金材料来建造全焊接铝合金船体,但是由于铝合金材料在焊接时会发生变形、翘曲等问题,这导致建造全焊接铝合金船体相较于建造其他船体更加困难。
在全焊接铝合金船体建造技术中,主要研究方向就是焊接防变形技术和精度控制技术,这两项技术是全焊接铝合金船体建造技术的重要组成部分,想要建造一艘质量高的全焊接铝合金船体,就必须熟练掌握这两项技术。
文章主要通过研究铝合金船体焊接过程中铝合金变形的原因,来分析出铝合金船体焊接变形的控制措施。
关键词:铝合金;船体焊接;变形;控制措施;引言铝合金材料在船舶中被广泛应用,主要是由于它比重较小,而且耐腐蚀性很强,在船舶航行时,它可以加快船舶的航速。
并且由于它的密度较小,所以能够有效减轻船舶的重量,保证船舶的稳定性,对于造船工业而言,属于一种利用价值较高的材料。
在建造铝合金船体过程,需要注意的是铝合金船体的焊接,这也是建造铝合金船体目前最大的障碍。
铝合金材料相较于钢材料,导热系数比钢材高许多,热膨胀是钢材的 2.5 倍,但是弹性模数却仅为钢材料的1/3。
这些材料特性使得铝合金材料相较于钢材,在焊接时更容易出现较大的材料变形。
文章通过铝合金船体焊接时容易产生变形的特点,对铝合金焊接变形进行分析,并研究出铝合金焊接变形控制措施,为铝合金船舶能够大量生产积累经验。
1.影响铝合金船体焊接变形的因素1.1铝合金自身特性的影响铝合金具有硬度小、线膨胀系数和导热系数大的特点,这为焊接产生较大变形埋下了隐患。
此外,原材料的固有应力产生于辊轧、成型、剪切、弯曲及切割等过程中,在结构装配、焊接前就已存在。
焊接过程中所输入的热量可消除存在的部分应力,但最后的变形是两者综合作用的结果。
常见的焊接结构变形包括:船体外板或上层建筑处经常遇见的骨架焊接处出现的明显的“瘦马”现象,薄板结构中经常出现的板架的起伏波浪变形,船体局部鼓出(或凹进)变形等。
船体建造过程中精度控制与分段变形处理分析
船体建造过程中精度控制与分段变形处理分析摘要:我国在现代化的发展中,航海事业正在飞速的进展,很多船体的建造企业都快速崛起,创造的经济效益和社会效益都非常理想。
船体建造过程中,精度控制、分段变形处理,是两项核心工作,在很多方面都会产生特别大的影响,为了将船体建造的水平更好提升,必须在这两项工作上,执行积极的手段。
文章针对船体建造过程中精度控制与分段变形处理展开讨论,并提出合理化建议。
关键词:船体建造;精度控制;分段;变形;处理船体建造过程中,有很多的内容都必须按照协调性来处理,一旦出现了较大的隐患,肯定会造成非常不好的影响。
精度控制过程,应坚持按照较高的标准来完成,减少船体建造的损失和不足;分段变形处理的难度则高一些,应在相关的技术内容上不断努力,这样才能创造出较高的价值。
一、船体建造过程中精度控制航海事业的发展过程中,船舶建造是非常重要的组成部分,在很多方面都会产生特别大的影响,为了在船体建造过程中得到更好的成绩,必须加强精度控制工作。
现如今的很多造船厂,在精度控制方面,都必须按照正确的方法来完成,不能采用极端方法,要在精度提升的过程中,确保船体建造更加的和谐。
(一)胎架管理船体建造过程中,为了在精度层面获得良好的控制,应坚持从一些比较基础的工作来完成,要更好的改善固有体系的不足。
胎架管理是非常核心的组成部分,如果在该方面的工作上,没有按照合理的模式来应对,肯定会造成非常大的损失情况。
结合以往的工作经验和当下的工作标准,认为在胎架管理的过程中,可尝试从以下几个方面出发:第一,胎架的位置在选择过程中,必须确保选择的位置,拥有足够的地筋支撑,这样操作的好处在于,分段设置能够针对反变形作业、整形作业,都提供较多的便利。
第二,胎架的高度,必须得到严格的控制,正常情况下,需要超过1200mm的标准,这样实施的优势在于,能够为支撑座的安装工作,以及精度方面的控制工作,提供最大限度的帮助。
第三,在胎架的强度控制方面,需要坚持按照设计要求来实施,如果出现了严重的偏差现象,则很有可能导致质量方面存在隐患,进而在精度方面造成非常不好的影响。
浅析船体结构焊接变形及其预防措施
浅析船体结构焊接变形及其预防措施摘要:随着科技水平的提高,焊接技术被广泛应用于机械制造、船舶制造等领域。
由于焊接工艺的复杂性以及焊接材料本身所具有的特点,使得焊接过程容易出现各种缺陷,进而影响到产品性能及质量。
因此,为了提高产品质量,保证产品性能,必须对焊接变形进行有效控制。
本文具体分析了船体结构焊接变形问题的预防措施。
关键词:船体;焊接变形;预防措施引言:造船行业中船体构件存在焊接变形问题,特别是船舶中的大型复杂分段及舱口盖等部件,由于焊缝数量多、位置分散以及受力状况复杂等原因,更容易发生焊接变形。
通过焊后纠正残余变形,不仅会耽误造船周期,使制造成本增加,还会埋下安全隐患。
如何通过合理有效的措施,提高船舶建造过程中焊接变形的控制水平非常关键。
1.构件焊接残余应力构件变形和应力必须同时存在。
因此在焊接过程中需要对工件进行冷却,以消除残余应力。
在焊接时,焊件因热胀冷缩而在熔化区内发生重结晶,焊件内产生内应力,从而导致焊件形状、大小发生变化。
这种内应力对焊接结构的性能有很大影响,甚至会使焊缝开裂或导致缺陷。
焊接残余应力对于焊件之影响,可归纳为以下几个方面∶一是强度效应,高残余拉应力区缺陷严重,焊件低于脆性温度运行,焊接残余应力会导致静载强度的下降。
当焊缝附近出现了大量微裂纹时,焊接残余应力也会导致疲劳断裂失效。
二是刚度效应,焊接残余应力和外载产生的应力叠加在一起,能使焊件提前发生局部屈服而发生塑性变形。
当焊缝出现裂纹后,由于材料性能和组织结构上的不均匀性以及热过程等原因,造成焊接构件的变形,甚至发生断裂现象,焊接残余应力在构件内部形成压剪效应,使得焊缝附近材料的塑性流动加剧,从而导致杆件变形增加,结构发生破坏。
三是精度影响,焊件加工精度受焊接残余应力影响较大。
对于焊缝尺寸较大且形状复杂的构件来说,由于其材料性质的复杂性以及在加工过程中各工序间的相互干涉等因素的存在,产生加工误差。
消除、降低焊接残余应力,焊接顺序要合理,首先,对收缩量较大的焊缝进行焊接。
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法船舶薄板焊接是船舶制造中非常重要的工艺之一,它主要用于船体结构的拼接和加强,因此焊接质量和变形控制是非常关键的问题。
在船舶薄板焊接过程中,会产生各种变形问题,如焊接变形、热变形和残余应力等,这些问题会对船舶结构的是否安全和合格产生重要影响。
控制船舶薄板焊接的变形问题是至关重要的,本文将从变形问题的原因出发,探讨船舶薄板焊接的变形问题及其控制方法。
一、船舶薄板焊接变形问题的原因1. 焊接过程中的热变形船舶薄板焊接过程中,焊缝区域受到高温作用,会引起局部的膨胀膨胀和收缩,从而导致热变形。
热变形是船舶薄板焊接中最主要的变形方式,尤其是对于较大尺寸的焊接组件来说,热变形会对结构产生重要的影响。
2. 焊接残余应力在船舶薄板焊接完成后,焊接区域残留有残余应力,这些残余应力会对船舶结构产生重要的影响。
焊接残余应力的大小和分布会直接影响船舶的结构安全和船舶的使用寿命。
3. 材料变形船舶薄板焊接时,焊接区域的材料会受到各种变形的影响,如拉伸变形、弯曲变形等,这些材料变形也会对船舶的结构产生重要的影响。
二、船舶薄板焊接变形问题的控制方法1. 焊接工艺的优化在船舶薄板焊接过程中,可以通过优化焊接工艺来控制焊接变形。
在焊接参数选择时,可以选择合适的焊接电流、电压和焊接速度,来减小焊接区域的热影响区和热输入,从而减小焊接变形。
2. 预应力控制通过预应力控制来减小船舶薄板焊接的残余应力,预应力控制主要有拉伸预应力和压缩预应力两种方式。
通过预应力控制,可以有效减小船舶薄板焊接的残余应力和变形。
4. 改善材料的变形性能在船舶薄板焊接中,可以通过改善焊接材料的变形性能来减小焊接变形。
可以选择具有较好变形性能的船舶焊接材料,从而减小船舶薄板焊接的变形。
5. 使用变形补偿装置在船舶薄板焊接中,可以使用变形补偿装置来减小焊接变形。
可以采用板材夹具、气垫和拉伸装置等来减小船舶薄板焊接的变形。
船舶薄板焊接变形问题的控制是一个非常复杂的工程问题,需要综合考虑焊接工艺、预应力控制、温度控制、材料变形性能和变形补偿装置等多种因素。
浅析船舶制造过程中的拼板焊接工艺
浅析船舶制造过程中的拼板焊接工艺作者:李洋来源:《科学与财富》2020年第08期摘要:船舶焊接变形控制是船舶制造过程中的重要技术难点之一,而拼板焊接在船舶焊接占据了很大比例,如何在拼板过程中控制焊接变形、提高焊接效率已成为国内外造船企业共同的研究课题。
基于此,本文主要对船舶拼板焊接过程中的工艺要求及变形控制等进行分析。
关键词:拼板焊接工艺;变形控制;薄板焊接1 工艺流程:拼板焊接指分段制作中,将船体各层甲板、平直内外底板、平台板、横纵舱壁等大面积平直钢板预先拼制焊接成型的过程。
一般材质、板厚的拼板施工多采用埋弧自动焊,其工艺流程如下:1)对照拼板施工图纸,核对每块零件名及正反面,检查材料坡口是否正确,检查每块零件尺寸是否在精度要求内;2)在拼板胎架上进行预铺,胎架水平需满足±2mm的精度要求,将基准板边对齐,确认基准板边直线度标准误差范围≤1mm,允许误差范围≤2mm,两条基准板边开角尺,确保两条基准板边为90°。
将拼板的基准边校对平齐之后使用工装固定,可使用卡边式工装,尽量减少使用马板进行焊接定位,以节约打磨马脚的时间;基准边校平之后铺设其他钢板,厚板较重可使用油泵进行定位,而薄板可使用撬杠撬紧;3)所有零件铺设好之后,根据基准板边定位主板板缝,利用油泵、手拉葫芦等将存在错位的位置进行调整,将非基准板边的端差处理光顺,保证所有板缝和自由边的直线度和垂直度;4)装配完成后进行精控测量,自主检测所拼主板的长、宽尺寸及对角差,确认与拼板图纸尺寸一致,数据有问题时及时整改调整,要求长、宽尺寸标准误差范围±2mm,允许误差范围±3mm,对角差值标准误差范围≤2mm,允许误差范围≤3mm;长宽无法检测的异形板拼板时检测对角线长度,要求对角线尺寸标准误差范围±2mm,允許误差范围±3mm。
5)拼板时主板错位偏差≤1mm,自动焊板缝间隙为0~1mm,定位焊长度为30mm~50mm,间距为300mm~500mm。
船体薄板结构焊接变形控制的“前处理”
AI Ha i — f e n g CA I Xu — q i a n g HUANG J i a n — x u n
【 K e y w o r d s ] T h i n - p l a t e h u l l s t r u c t u r e ; We l d i n g d e f o ma r t i o n ; H u l 1 a s s e m b l y 0 前 言
为了减轻 自 重. 提 高空间利用率 和综合使用性 能 , 现代船艇 大量 使用高强度薄板 . 同时为保 证足够 的结 构强度 . 船体 内部加强结 构增 多, 焊缝大量增加 。 使薄板焊接 变形 问题 变得 十分突 出 . 并且这种 变形 将无法完全消除。 船体薄板焊接变形主要表现为 : 板收缩内凹 . 肋骨框 架外露的“ 瘦马” 变形 ; 范围较 大的波 浪变形 ; 局部 的凹凸变形 等 . 均是 由于薄板 抗弯刚度低 , 在焊接 过程 中的不均匀加热和冷却 引起 的。由 于薄板焊接变形对船艇外 观质量 、 建造周 期 、 机动性 能等均具有 重要 影响, 并 且变形 本身影 响因素众多 、 各种 因素之 间的相互作用 复杂 . 使 得薄板焊 接变形 控制技术成为船体建造 的关键技术之一 . 对提高船艇 实物质量 水平至关 重要 在焊 接实施 阶段 , 为控制 焊接变形 . 提高焊接质量 , 通常要严格控 制焊接方法 、 参数 、 材料 、 顺序、 人员等 , 焊 接完成后 一般还需要对焊 接实施 阶段 的“ 输 出” 采取 “ 后处理” 措施进一步减小焊接变形量 . 如变 形矫正 、 应力释放等 。 从 船艇结构建造 过程来看 , 策划评估及装配施工 在焊 接实施 之前 . 是焊接实施 阶段的“ 输入 ” . 完整地对薄 板焊接变形 进行控制 . 必然还应采取适 当的“ 前处理 ” 措施 对焊接实施 阶段的“ 输 入” 进行控制 . 忽视策划评估的基础性作用和装配施工的保障作用 . 往 往则会造成 薄板结构焊接实施难 度增大 . 焊后 处理工作 繁重 . 甚至是 结构报废 。 本文充分认识到策划评估 能够有效 降低 薄板焊接变形控制 的潜在风 险 。 而装配精度与薄 板焊接变形控制 相辅相成 . 给出 了做好 控制船体薄板结构焊接变形控制“ 前处理” 工作的一些原则方法 . 为提 高船艇建造质量提供参考 工工艺 , 坚持理论与实践相结 合 . 做到对焊缝 的合理优化 。一方面 , 要 减少焊缝数量 和长度 等 . 降低焊接热源 对结构 的热输入 . 如充分利用 板材和型材的规格尺寸 : 按 照标准要求制定船体构件切 口及典型节点 图册 。 规定焊缝坡 I = 1 的形 状和尺寸等 ; 另一 方面 , 要优化板缝 的布置 。 如使船体水线以上部分焊缝呈 现布局美感 : 使焊缝对称于焊件 的中心 轴: 将焊缝靠近强结构 , 避开高应力 区; 在焊缝相交 中宜采用“ 十” 字接 头. 减少或避免“ 丁” 字接头等。
船体焊接变形的有效控制方法
船体焊接变形的有效控制方法作者:张珍强来源:《商品与质量·学术观察》2014年第02期摘要:建造船体的过程中大量的使用了焊接技术,不可避免的会出现焊接变形情况,对船体的质量产生影响。
本文就如何控制这种焊接变形进行了论述。
关键词:船体焊接变形控制方法在建造船体时的大多数工序中都广泛的应用了焊接技术,在焊接时,如果接头部位出现变形的情况,会严重的影响接头正常功能的发挥,对船体结构的柔韧性和强度带来很大的影响,很难控制制造过程中的精确度,直接影响着船支的整体质量。
一、船体焊接变形原因的分析建造船体时的主要构成部件有热轧钢板、冷轧钢板和型钢等等,要将这些部件通过焊接连接到一起,形成一个整体。
从制造工艺方面来分析,焊接变形产生的主要原因有以下几点:热应力、外力以及残余应力。
热应力变形是在进行焊接时,金属材料受热的不均衡或者冷却所致的变形情况。
由于在焊接时,使用高温电弧作为加热源进行加热,且这种加热源不是固定不变的,在热影响区域和焊缝处的金属,其表面温度十分高,由于热胀冷缩的缘故,此处的金属发生膨胀,在膨胀的过程中,其附近区域的金属还处于常温状态,阻碍了受热区域金属的膨胀,从而导致了变形的出现。
在加热区域所施加的热量越多,产生变形的变形程度越大。
外力产生的变形一般是由于焊接时的碰撞或者超载所造成的。
残余应力最主要的是焊接时的残余应力。
在完成对某个区域的焊接工作后,焊缝处开始进行收缩,而附近的金属处于常温状态,对其收缩产生了影响,从而导致了焊接残余应力的产生。
二、船体焊接变形的相关因素在焊接时产生变形主要是由于热应变和塑性应变造成的。
在进行低碳钢的焊接操作过程中,发生形变的温度高于弹性丧失温度,因此几乎不会出现变形的情况。
但是在进行低合金高强钢的焊接过程中,发生固态相变的温度一般低于弹性丧失温度,这时我们要对相变时膨胀造成的热应变进行考虑。
所以,船体焊接产生的形变主要是由于塑性应变、热应变和相变应变共同造成的。
焊接变形原因分析及控制
热力校正,利用火焰在焊件上适当的地方加热,然后用水速冷,促 使焊件变形,而达到 焊件恢复到正确形状的目的。
焊接变形原因分析及其防止措施
用校直机冷却校正
热力校正Leabharlann 焊接变形原因分析及其防止措施
应力与应变的概念 一、基本概念
在焊接工作中经常会碰到工件焊接后改变原来的形状,或者焊接操作中或 焊接后发现焊缝断裂,这些现象就是通常所说的变形与应力所引起的。
什么叫变形?所谓变形,就是一定数值的外力加于物体,使物体形状发生 变化,称为变形。若外力消除后,物体能恢复到原来的形状,这种变形称为 弹性变形;若外力消除后,物体不能恢复到原来的形状,则这种变形称为塑 性变形。举个例子:如我们用扁担挑水,水桶将扁担压弯,扁担变形了,若 去掉水桶后,扁担恢复到原来的形状,则这个扁担的变形为弹性变形;若去 掉水桶后,扁担不能恢复到原来的形状,则这个扁担的变形为塑性变形。
变形的原因分分析及防治措施
• 二、焊接时的变形与应力 • 焊接时,焊件产生变形与应力的原因是由于焊件被焊时加热不均匀
所引起的。焊接时,由于电弧热作用,电弧附近周围的金属温度显 著提高,离电弧较远的金属温度就较低,这样焊件就出现不均匀的 热膨胀(如图1-3)。加热部分的金属,根据受热程度不同,就要相 应的伸长,而未加热部分的金属要维持原来的长度,因此加热处的 伸长受到冷金属的阻碍,限制了加热金属部分的自由伸长,于是加 热金属便产生压应力,而冷金属部分产生拉应力。当加热部分产生 的压应力超过金属的屈服点时,就会产生塑性变形。一般金属的屈 服点随着温度的升高而降低,在600℃温度的钢材的屈服点实际等于 零。当冷却时,由于加热金属部分比未焊时短,此时加热金属部分 受到拉应力,冷金属产生压应力。
船舶薄板焊接防变形
船舶薄板焊接防变形技术钢船体由铆接改为焊接是一个划时代的变革,但同时又带来一个焊接变形问题,特别是厚度为2-4毫米的薄钢板焊接变形尤为严重,如何防止和控制薄板焊接变形是一个世界性问题。
为解决这个问题各船厂都在不断探索,但到目前为止都还没有一套有效、完整的措施。
薄板船体焊接变形主要表现为:一根根肋骨构架印形于表的所谓“瘦马现象”;在纵向呈较大面积高低不平的“波浪变形”;在板格范围内局部高低不平的“凹凸变形”;由火工和敲打造成的“橘子皮效应”。
这些不同形式的焊后变形严重地影响了船体的外观质量。
船舶为了航速的需要尽量减轻船体重量,采用了高强度或较高强度的薄钢板,如上层建筑采用δ=2.5-4毫米较高强度的903钢板,加工、装配后有较大的内应力,焊接后会比普通钢板产生更大的变形;同时,上层建筑在设计中不参与总强度计算。
这样对上层建筑的建造来说,防止薄板焊接变形便成了主要的质量问题。
导致薄板焊接变形的影响因素很多,目前对薄板焊接防变形技术的研究,主要侧重于工艺技术的研究。
在进行了大量的调查研究和工艺试验后,在生产中摸索出一套行之有效的控制方法,主要措施如下。
优化板缝布置,精确控制余量优化板缝布置在施工设计图纸上,板缝的布置是根据船舶结构设计和板材的规格来决定的。
实际采购的板材规格往往与设计的规格有所不同,需要重新布置板缝;同时设计图纸中的板缝布置往往对工艺性考虑不周,容易引起焊接变形。
所以开工前必须仔细分析板缝布置情况,将实际的数据进行优化排列,以减少焊接引起的弯曲变形。
优化板缝布置的四个原则为:尽量把焊缝布置成与中心轴相对称;在满足规范的前提下,把板缝设置在结构件附近,借助结构件的刚性来减少焊缝变形;在多板组成的壁板和平台尽量使用大板,减少焊缝数量;在焊缝相交中尽量布置成“十”字接头,避免“T”字接头的出现。
讲究余量分布,提高无余量下料装配率为了保证薄板结构装配的尺寸,在传统的施工工艺中,一般结构都留有一定的余量,留待装配时再进行切割。
船舶大型构件焊接变形的分析与控制
船舶制造 是一 个 复杂 的系 统工 程 , 其 中 加 工
量 最 大 的工 程 就 是 整 个 船 体 构 件 的 焊 接 , 而 焊 接
焊接 加热 过程 时 , 近焊 缝 区 的金 属 温度 升高 产
质 量 直 接 影 响整 个 船 舶 的质 量 , 焊接加工 过程 中, 焊接 接 头 的质 量直 接 影 响 船 舶 结 构 的 强 度 和 工 作 性能 , 焊 接 变形 影 响 船 舶 制 造 的 精 度 和 质 量 . 船 舶 结构是一个 大型 复杂结 构 , 减 小 和 防 止 焊 接 变 形 不 能 只采 用 单 项 措 施 , 应 该 对 焊 接 变 形 产 生 原 因 和影 响 因 素 进 行 综 合 分 析 , 根 据 船 舶 焊 接 过 程 中 不 同结 构 的特 点 , 合理 采用焊接方法 , 调 整 焊 接 参 数及合理 的安排 焊接程 序 , 以达 到 降 低 焊 接 变 形
能 量成 正 比 , 不 同 的焊 接 方 法对 焊接 变 形 量 的 大 小 有 着 明显 的 差 异 , 例 如 焊 接 热 源 比较 集 中 、 热 能 量 密 度高 的焊 接 方 法 , 焊接 变形量就会 小一些. 不 同
室温. 从 低 碳 钢 的 力 学 性 能 与 温 度 的 关 系 不 难 发 现: 低 碳 钢 的 塑形 随 温 度 升 高 而 升 高 , 但 强 度 却 随
小影响也是十分明显 , 不 同的装配和焊接顺序也对 焊接变形有着很大的影响.
基金项 目:广 州航海 高等专 科学 校科研项 目( 2 0 1 2 1 2 B 0 6 ) ; 广 州航海 高等专科学校教研 项 目( 2 0 1 2 C 0 3 ) 作者简 介:陈元迪 ( 1 9 5 7 一) , 男, 副教授 , 主要从事船舶金属材料 、 焊接 以及机 电一体化 的教学与研究.
舰船修造中焊接变形的控制与矫正措施
舰船修造中焊接变形的控制与矫正措施作者:徐伟贤来源:《商品与质量·消费视点》2013年第07期摘要:无论是对于舰船的维修还是制造来说,其中都需要包含焊接工艺,由于焊接工艺中多为手工操作,导致焊件的温度不均匀而造成内部金属结构发生变化,从而产生应力变形,极大的影响到了舰船维修与修造的质量。
本文将对舰船修造中焊接变形原因,进一步分析控制焊接变形的工艺措施。
关键词:舰船;修造;焊接;变形;控制船体结构焊接是一种不均匀的加热过程,焊接通过的电弧或火焰(电焊、气焊)热源的高温熔化焊丝移动进行。
焊接时钢材受热部分膨胀,而周围不受热部分将迫使受热部分膨胀受阻而产生压缩变形,冷却后焊缝及其附近钢材因收缩而造成结构件产生应力变形。
焊接变形因焊接接头形式、材料厚薄、焊缝长短、构件形状、焊缝位置、焊接时电流大小、焊缝焊接顺序等原因会产生不同形式的变形。
焊接变形一般可分为:整体变形和局部变形。
焊接和焊缝附近附近钢材收缩主要表现在纵向和横向收缩两方面,因而形成了焊件的压缩、弯曲、角变形等多种形式。
一般来说,舰船在制造与维修过程中经常会涉及到金属板件的拼接及装配,此时就会涉及到焊接工艺的应用。
常用的焊接方式主要有电弧焊、气体保护焊、电极焊等等,虽然每一种焊接方式以及工作原理有所不同,但是其所要达成的效果基本上是一致的,同时每一种焊接方式都存在着一定的弊端。
电弧焊以及电极焊都是以溶化电极对所要连接的焊件进行填充,从而实现两个金属板件的连接,由于焊接的温度、热输入量、焊接顺序等因素的限制,导致焊接应力的存在,进而造成金属板件出现应力变形,并直接影响到了舰船的修造周期,而且如果焊接质量较差且难以达到质量的要求,就会给舰船的修造带来更多问题。
因而对于舰船修造焊接工艺的研究以及变形矫正措施的研究具有重要的意义。
一、影响焊接变形的相关因素基于现在国内的生产水平来说,在舰船制造以及修理行业中,对于中小企业现代化设备的配套明显不足,特别对于焊接工艺来说,如果不能够对焊接温度以及热输出量进行合理有效的控制,就会造成船体及结构的变形。
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以及 焊 接 线 的性 质 有 关 。 由 于 一旦 因为 操作不 当导致焊接变形 ,那 么除了会直 接造成船体结构的抗弯强度变弱,还会 直 接 影 响 到 船 体 的 生 产 效 率 。避 免 这 种 焊 接 变 形 的最 好 方 法 是 ,在 刚开 始 焊 接 时 就 准 确 预 测 有 可 能 出 现 的变 形 和 变 形 有可能造成的强度跌落幅度等,然后按 照变形后结构的确切 强度采取针对性的 性能改善措施。比如在制造过程 中选用 比较 有 针 对 性 且 合 适 的 工 艺方 法 ,将 制 造 时 间 缩 短 ,或 者 尽 可能 的减 少 焊 接 偏
Q
Q : 1 2
工 程 技 术
C h i n a Ne w Te c h n o l o g i e s a n d P r o d u c t
船 体结构焊接 变形控 制 方法研究
杨传 永 ( 广 州广船 国际股份有 限公 司,广 东 广州 5 1 0 0 0 0 ) 摘 要 :变形是船体结构焊接过程 中常见 的一种质量通病 ,若不采取有效的处理 ,对船体后续的焊接及装配工作的影响
较 大 。本 文通 过介 绍船 体 结 构 的特 点 、焊接 变形 的原 因和 影 响 因素 ,重 点分 析 了船 体 结构 焊接 变 形的控 制 方 法 ,并提 出
些有效的措施 ,以供实践参考。 关键 词 :船 体 ;结 构特 点 ;焊接 变 形 ;控 制 方 法 中 图分类 号 :U 6 7 1 文 献标 识码 :A
因
船 体 结 构 的主 要 组 成 部 分 以 骨 架 和 板 架 两 个 结 构 为 主 ,这 两个 原本 相互 独 立 的 结 构 在 通 过 多 个 连 接 和 焊 接 步骤 处 理 后 才 能 够 制 造 出成 形 的船 体 结 构 。但 是 ,由 于 不 同板 架 和骨 架 的 区域 材料 性
质各不相 同,尤其是材料之前 的熔点 和 传导性质有明显差异 ,因此在焊接过程 中非 常 容 易 出 现一 个 骨架 或 者 板 架 的 内
部结构有明显的温度不均匀现象分布 , 这 种 温 度 均匀 分 布 直接 造 成 材 料 出现 不 均 匀 热 应 变 ,最 后 导 致 结 构 形 成 塑 性 变 形。而且 ,在进行焊接过程 中,一般焊 差 。 接部位的温度都非 常高,这种非常高 的 2 影 响焊 接变 形 的因素 热 量 的 一 旦被 输 入 后 就 会 非 常容 易 造 成 ( 1 ) 焊 接 顺序 。焊 接顺 序 主要 是 焊 焊 接 变 形 出 现 ,而 且 这 种 焊 接 造 成 的焊 接 约 束 力 和 结 构 刚性 ,这 种 方 式 是 一 种 接变形还有不 同的种类 ,出现何种变形 直接 影 响的 方式 。 种类 与 热 量 输 入 总 量 、 热 温度 场 、焊 接 ( 2) 焊 接 方法 。焊 接 方法 主要 有 手 结构 的约束度 三者有直 接关 系。而对于 工 焊 接 、 自动焊 接 以及 气 体 保 护 焊 接 三 船体结构来说 ,其结构 的各种变形类型 种。 三种焊接方法的温度场均各不相同, 以及 扭 曲 程度 主要 是 与 焊 接 方 法 、顺 序 因 此 其 造 成 的 变形 情 况 也 势 必 会存 在较 用 属 于 自己 的不 同 电 网资 源 需 求 以及 电 网资源视角, 假设 电网系统是一个整体 , 并且不可分割 ,那么应用所对应 的部分 任 务 量 非 常重 才对 , 当进 行 数 据 交 换 、 概 念 理 解 、变 更 应 用 需 求 时 ,系 统 的 各 个 方 面 都 应 该 面 临 巨大 的冲 击 和 严 重 问 题 。 在 设 备 类 型 的 前 提 下 进 行 电 气 角 度 的分 割 原 则 是 指 从 设 备 上 标 识 的 类 型 上 可 以知 道 ,电 气 角 度 的不 同 ,分 割 的 种 类 就 不 同。 电 网 系 统 应 用 种 类 不 同 的 根 本 原 因在 于 视 察 角 度 的不 同 ,在 整个 电 力 系 统 中 ,设 备所 属 的 电气 属性 代 表 着 电力 系 统 最 为 本 质 一 个 属 性 ,并 且 与 维 护 、运行 以 及 调 度 等业 务 种 类 的 展 开 方 式 有 着 直 接 的关 系 ,所 以 ,进 行 电 网设 计 时 主 要 体 现 的主 导 关 系 为 电气 关 系 , 主要体现 的定义为接 口、属性 和进行类 型。为了不 同应用 的支持需要各个部分 都形成简洁紧凑是 因为简洁才能具有较 好 的弹 性和适 用 性 。 结语
一
随着社会 经济建设步伐的加快 ,我 国逐渐 成为世界 造船 大国之一。在船舶 建 造 过 程 中 ,许 多新 技 术 、新 工 艺 得 到 广 泛 的应 用 ,船 舶 现 代 化 程 度 在 得 到 不 断 提 高 的 同 时 ,对 船 舶 建 造 的 整 体 质 量 也提 出了更高 的要求 。但船舶 的船体结 构具有一定 的特殊性 ,它在热传导过程 中其 结构 内部会 产 生 不 均匀 的 温度 分 布 , 导 致 船 体 结 构 在 焊 接 过 程 中 出现 变 形 的 现象 ,若技术人员不采取有效的措施进 行 处 理 ,会 造 成 尺 寸 偏 差 、结 构 失 稳 和 强度降低等后果 ,这不仅在一定程度上 耽误 了后续焊接及装配工作 的进度 ,而 且 也 会 影 响 到船 舶 的整 体 质 量 安 全 ,甚 至 造 成 不 可 换 回 的损 失 。 因此 ,船 舶 建 造 人 员 必 须 重 视 船 体 结 构 在 焊 接 过 程 中 出现 的变 形 现 象 ,最 大 限 度 确 保 船 体 结 构 焊接 的质 量 。 1船体结构特点及其变形产 生的原