船体火工矫正原则工艺
船厂火工调直工艺流程
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1. 材料准备。
准备好需要调直的部件以及相关的工具和材料,例如氧气瓶、乙炔瓶、火焰枪、助焊剂、焊条等。
船体水火矫正工艺
2 7 4 ・
工 程 科 技
船体水火矫正工艺
程宝亮 张志荣 乔 东旭
( 扬州大洋造船有限公 司, 江苏 扬州 2 2 5 0 0 0 ) 摘 要: 分析了火工矫正常用基本方法及技术要求, 并介绍了修造船中常用的几种典型矫正工艺。 关键词: 修船 ; 技 术要求 ; 矫正工艺 1概述 厚度烧透。 1 . 1 本文适用于修船中焊接过程所产生的应力与变形 , 或 由于海损 b 。 面板凸起纵 向弯曲。 局部变形 ; 而无须进行挖补修理时可采用 火矫正的方法进行修复。 1 - 2矫正变形的方法很多, 如辊 、 压校正 , 锤击校正, 水火校正等。 目 前, 船厂以水火矫正应用较多, 该方法甚为简便、 灵活。 水火校正时利用 氧乙炔焰将钢材弯曲或凹凸变形的部位的有限区域进行局部加热, 随 即用水冷却 , 使之收缩, 以便达到消除变形的 目的。 h ≤( 1 , 2 ) H 1 - 3本文同时适用于造船中部件的合拢及分段合拢 中的分段矫正 及船台合拢后的局部矫正工作。 用楔形法, 自 尖角处开始加热至面板, 接着在面板的同 一位置用宽 2火工矫正常用基本方法及技术要求 条法沿全宽度内加热, 以较高温度加热必须全厚度烧透。 2 . 1长条形加热法。 c . 横向弯曲。 2 . 1 . 1用于钢板变形区,用氧乙炔作直线或曲线形状的加热带 , 施 于骨架背面或骨架背面的两侧。 2 . 1 . 2对于厚度大于 6 m m以上的钢板加热带要尽量靠近骨架。 z 1 . 3加热温度常用 7 0 0 ~ 8 0 O %, 最高 8 5 0 ℃。 对板厚 2 — 4 a r m薄板 , 加热温度不大于 7 0 0  ̄ C 为宜。 2 . 1 . 4长条也可烧成 口字形或 r ~ 形。根据变形部位及变形特点灵 活掌握。 用短条法 从 腹板的端部开始加热 , 腹板凸 起 的一面冷却后 , 用楔形 2 . 2短条形加热法。 法以较高温度加热面板凸弯的一边 , 从面板宽度的中间开始。 2 . 2 . 1加热线施于变形凸起的一面。 3 . 1 . 2以上各形式加热法可辅以水冷却 , 变形较大时可用千斤顶外 2 . 2 . 2加热温度常用 7 0 0 8 o o ℃, 最高 8 5 0 ℃。 对板厚 2 - 4 a r m薄板 , 力加压。但注意不可加压过量, 要考虑冷却后的收缩。 加 热温度 不大 于 7 0 0  ̄ C 为宜 。 3 . 1 . 3质量检验 : 对构件长度不小于 5 m检验线直度为 3 a r m。对构 2 . 2 _ 3矫正变形时由近骨架处问中部变形大处移动, 加热温度则由 件长度大于 5 m时检验线直度为 5 a r m . 2 . 1在框架约四角隅 ̄ ' H J n 热, 也可采用楔形法。根据变形情况决 2 . 2 . 4矫正焊缝变形时, 宜成交角以改善应力分布、 仪= 3 5 — 4 0  ̄。 2 . 2 . 5适用于板厚为 2 ~ 6 a r m钢板及 T型构件。 定加热 温 , 在必 要时 可用锤 击 。 2 - 3楔形加热法。 3 . 2 . 2质量检验: 采用拉对角线的方法校正。 2 . 3 . 1适 用于 T型构 件 I 3 . 3对基座及吊杆等件的矫正。 型构件及其它型材的弯 曲变 3 . 3 . 1矫正方 法 。 形。也适用矫正分段 自由边缘 a 对基座矫正的方法基本上与 T型钢变形的矫正方法一样, 但是要 的变形 。 注意必须采用对称加热法 , 左右同时进行力 I I 热矫正, 以防止矫正变形不
水火弯板及火工矫正工艺祥解
水火弯板及火工矫正工艺
3.2.3格子状加热法 其加热区呈格子形,又称纲目烧法,此法使用于大变形的 场合下,能得到较均匀的外表,但必须注意切勿矫正过大。 3.2.4放射形加热法 其加热区呈放射形,此方法是使用于凸变形,由变形凸部 中心向四周进行短线加热,加热长度为100~150mm。
90~120 7~20
100~120
130~150 4~40
加热深度(mm)
加热宽度(mm) 氧气压力(kg/cm2) 乙炔压力( kg/cm2 ) 焰心距板面(mm) 2~3
(0.6~0.8)t
12~15 3~4 0.4~0.8 2~3
t—板厚
5~7
水火弯板及火工矫正工艺
2.3形状左右对称的构件,对称轴两侧的加热线的 数量、位置和长度应一致,操作也必须对称进行。 2.4应尽量避免在同一部位重复加热过多,对低合 金钢更应严格控制。一般情况下重复加热次数不 应超过3次,否则不仅影响成形效果,还会降低钢 材的机械性能。 2.5新钢种的水火弯板和火工矫正,须经试验鉴定 后方可进行。
水火弯板及火工矫正工艺
表二 梅花式圆点火圈的排列间距表 火圈间距 火圈直径 凸弯绕度 垂直轴间距a 垂直轴间距b 30~40
5~10 11~15 16~20 21~25 350 300 250 2000 170 150 125 100
被矫正钢板 厚度
2~3
4~6
40~50
5~10 11~15 16~20
400 350 300
200 175 150
水火弯板及火工矫正工艺
3.2带状加热矫正法: 带状加热矫正法一般使用在板架凸弯区域,其加区呈带状。 此种矫正法的优点是用极少的加热面积能获得与圆点加热 同样的矫形效果。一般带形加热的面积大约为凸弯变形部 分总面积的12%左右。带状加热的宽度与钢板的厚度有关, 矫正薄板时加热带的宽度过大,则易产生加热带板材的表 面失稳起皱现象,影响外观质量,矫正厚板时加热带宽度 过小,是施加板材的热量不足,矫正的效果不佳,因此应 合理选择加热宽度。板厚与加热宽度的关系见下表三所示。
船舶钢结构变形火工矫正方法分析
船舶钢结构变形火工矫正方法分析摘要:火工矫正在船舶建造中起着重要作用,特别是在船舶和豪华船舶等薄厚度板的设计中。
选择合适的加热和加热方法对于修复结构变形至关重要。
本文介绍了一些常用钢结构设计方案及相应的火工矫正解决方法。
并阐述了火工矫正的考虑因素和适用范围。
关键词:结构变形;火工矫正;加热温度;加热方法由于造船阶段很难识别船体结构的复杂性,因此在施工过程中也不大可能出现具有不同特征的变形现象,但在仔细分析后也可以根据各自的变形特征进行分类。
从而使员工能够利用各种变形特征,选择合适的火工矫正技术方法,进一步解决变形问题,优化船舶建设生产,为船舶产业的健康和快速增长奠定更好的基础。
1火工矫正的概述1.1火工矫正用火焰加热,将纤维延长或缩短到钢材偏短位置,从而使钢反向变形,以符合技术标准规定的构件方向和某些几何形状的要求。
1.2矫正方法的技术原理可概述如下。
钢的塑性、热胀冷缩,由外部或内部应力出现反变形,解决了钢结构弯曲质量、翘曲和外观变形等问题,从而达到预期的矫正目的。
1.3火工矫正工艺有校直、校平、矫形等常见形式。
1.4点、线、三角加热是火工矫正中最常用的加热方法。
点状加热是指钢结构的特点和变形,加热一个或多个点。
在线状加热过程中,火焰要么沿直线偏移,要么沿宽度水平平移,但通常,宽度抑制在钢厚度的0.5至2倍以下,并应用于高度变形和刚性的结构矫正区域。
多用矫正三角形加热阶段强刚度和陡刚度钢的弯曲变形。
1.5温度控制:低碳钢和普通低合金钢的热校矫正正一般控制在600~900℃的范围内。
热变形的理想温度范围为800~900℃,但必须低于900℃。
加热温度持续升高,钢结构发生变化,晶体延长,钢材质量下降。
2火工矫正的作用原理金属材料通常具有热膨胀和冷收缩,当材料在局部加热时从加热位置加热时会膨胀,但由于环境温度较低,防止膨胀,金属在加热位置压缩,当温度约为达到600~700℃时,压力超过屈服强度,导致压缩塑性变形。
船体火工矫正通用工艺(修订稿)
2.3.1 圆点加热矫正法 圆点加热矫正,一般用在板型结构变形区域,如上层建筑的围壁。用
氧-乙炔焰炬,在被矫正的部位作圆环状游动,均匀地加热使加热区域成圆 点形(见图 1),加热温度为 780℃~800℃。当火圈呈现樱红色,立即用木 槌或铁锤敲火圈周围。随着火圈颜色的逐渐暗淡,锤击也渐轻渐缓。
3
1.圆点加热
2.锤击位置和方向
(图 1 圆点加热矫正)
锤击中心也渐由火圈外围移至火圈区域,直到火圈成黑色,温度约 200℃~450℃。即停止锤击。
待冷却至 10℃~15℃时(用手触摸无烫感),复行锤击。6mm 以上的板 和骨架用铁锤。
圆点(火圈)的大小,应与被矫正板的厚度相适应。火圈的密度,不 仅与被矫正板厚度有关,而且与被矫正板的弯曲的挠度有关。根据火圈的 排列分为圆周式圆点火圈(见图 2)与梅花式圆点火圈(见图 3)。
2010
船体火工矫正通用工艺
船体结构在建造过程中,由于种种原因,必然会产生变形,所以矫正是不 可缺少的一个工种,目前本公司常用的矫正方法有二种:机械矫正和火工 矫正。火工矫正有设备简单,就地矫正,机动灵活等特点。本标准着重叙 述了船体结构焊后产生的变形及其采用火工矫正消除变形的方法。
L SCS 2010‐3‐2
表 2 焰心距钢板表面长度与钢板厚度
mm
钢板厚度
焰心距钢板表面 长度
2~5 -2~0
9~
15
6~8
14
~22
23 ~26
0~
3~
4~
0
3
4
5
>26 6~10
注:负值表示钢板表面深入焰心的距离
4 矫正的冷却方法
变形矫正的冷却分为空气冷和水冷两种。目前船厂常用水冷,因为这种冷却能够 加速冷却速度,提高矫正效率。水冷却又可分为正面浇水与背面浇水(一般适用于薄 板的矫正)两种。采取水冷却时应遵循以下要求:
船厂火工调直工艺流程
船厂火工调直工艺流程英文回答:The process of straightening the hull in a shipyard is crucial to ensure the structural integrity and stability of the vessel. It involves using various techniques and equipment to correct any deformations or misalignments in the hull.Firstly, the shipyard workers will conduct a thorough inspection of the hull to identify any areas that require straightening. This may include using laser measurement tools to accurately assess the extent of the deformations.Once the areas in need of straightening are identified, the workers will use hydraulic jacks, winches, and other heavy-duty equipment to apply controlled pressure and force to the hull. This is done in a carefully calculated manner to gradually and safely straighten the hull without causing any further damage.In some cases, heat may be applied to the affected areas to facilitate the straightening process. This can be done using flame heating or induction heating methods. The heat helps to soften the metal and make it more malleable, allowing for easier straightening.During the straightening process, the workers will continuously monitor the progress using measurement tools and visual inspections. Adjustments may need to be made to the pressure and force applied to ensure the hull is being straightened correctly.Once the straightening process is complete, the workers will conduct a final inspection to ensure that the hull is within the required tolerances. This may involve usinglaser measurement tools again to verify the straightness of the hull.Overall, the process of straightening the hull in a shipyard requires skilled workers, specialized equipment, and careful planning. It is a critical step in shipbuildingto ensure the safety and performance of the vessel.中文回答:造船厂中火工调直工艺流程对于确保船体的结构完整性和稳定性至关重要。
水火弯板及火工矫正工艺
水火弯板及火工矫正工艺
3.3三角形加热矫正法: 三角形加热矫正法其加热区呈三角形,又称楔形加热法。 其目的是为了增加加热面积、加热深度、提高收缩作用。 一般用于矫正焊接组合件,如T型、I型、L型截面等刚性 较强的焊接结构以及骨架分段的自由边缘的变形。其加热 位置总是在构件弯曲凸起的一面,其加热范围在构件中和 轴的一侧。对构件的矫正通常是在平板矫正以前进行。三 角形加热法矫正的加热线走向详见下图7。
水火弯板及火工矫正工艺
水火弯板及火工矫正工艺
7.2纵横交叉构架的平面分段的变形矫正:
水火弯板及火工矫正工艺
在构架背面进行带状加热,加热位置在构架板波浪形凹陷 处,离焊缝根部5mm左右。 矫正顺序应间隔一个板格进行,如图14所示1,2,3· · · 顺 序。这样,在被矫正之间的凹凸度会因两毗邻的板格矫正 产生的收缩而拉平。 对于板厚为2~3mm的板加热温度为600~700℃,加热宽 度为10~20mm。对于板厚为4~6mm的板加热温度可达 800~900℃,加热带宽度为15~20mm。 若经上述矫正后仍有变形,可在波浪变形凸出一侧进行加 热矫正,应距构架约100~150mm。 加热后即用木槌或铁锤敲击加热带周围,然后再锤击加热 处,锤击点应与加热嘴相距300mm。这样当凸面矫正了, 凹面变形也会减少。 如果凸弯绕度很大,则应采用封闭环行的带状加热。
水火弯板及火工矫正工艺
若第一次矫正后未达到效果,则进行第二次封闭环行矫正。 第二次与第一次加热带纵横间距为80~100mm。
水火弯板及火工矫正工艺
4、变形矫正的冷却方法: 变形矫正的冷却方法分为空冷与水冷。 空冷:是指经加热后的构件加热区在空气中自然冷却。 这种冷却速度较慢,仅适用于某些特殊要求的钢材或冬 季施工时使用。 水冷:是指对经加热后的构件加热区立即浇注冷水进行 冷却的方法,这种冷却方法能加速冷却速度提高矫正效 率。水冷又可分为正面浇水和背面浇水(一般适用于薄 板的矫正)两种。采取水冷法必须注意以下几点要求: 必须明确被矫正的材料是否允许用水冷却方法。对于一 般船用低碳钢及高强度低合金钢,如16Mn、901、902 等可用水冷。
船体火工矫正工艺
船体火工矫正工艺船体火工矫正工艺1总则1.1本工艺适用于修船中焊接过程所产生的应力与变形,或由于海损局部变形;而无须进行挖补修理时可采用火矫正的方法进行修复。
1.2火工矫正即对钢板及构件进行局部加热,对弯曲或凹凸变形的部位的有限区域进行加热与冷却,产生收缩来调整构件的平直度及光顺度。
1.3本工艺也适用于造船中部件的合拢及分段合拢中的分段矫正及船台合拢后的局部矫正工作。
2火工矫正常用基本方法及技术要求。
2.1长条形加热法。
2.1.1用于钢板变形区,用氧乙炔作直线或曲线形状的加热带,施于骨架背面或骨架背面的两侧。
2.1.2对于厚度大于6mm以上的钢板加热带要尽量靠近骨架。
2.1.3加热温度常用7OO〜8OO℃,最高85O ℃。
对板厚2〜4mm薄板,加热温度不大于700 c为宜。
2.1.4长条也可烧成口字形或〜〜形。
根据变形部位及变形特点灵活掌握。
2.2短条形加热法。
2.2.1加热线施于变形凸起的一面。
2.2.2加热温度常用 7OO〜8OO℃,最高85O ℃。
对板厚2〜4mm薄板,加热温度不大于700 ℃为宜。
2.2.3矫正变形时由近骨架处问中部变形大处移动,加热温度则由外向里渐增。
2.2.4矫正焊缝变形时,宜成交角以改善应力分布、a =35°〜40°。
2.2.5适用于板厚为2〜6mm钢板及T型构件。
2.3楔形加热法。
2.3.1适用于T型构件I型构件及其它型材的弯曲变形。
也适用矫正分段自由边缘的变形。
2.3.2加热区域的尺寸:h^ (1/2〜2/3)Ha =30°2.3.3加热顺序:由两端向中间进行。
楔形加热的起点应从尖角开始。
2.3.4加热要充分,保证使整个厚度烧透。
加热温度:常为750〜850℃,:高900℃,以免造成平面内的弯曲。
2.3.5第二次加热需待第一次冷却后进行。
2.3.6矫正较大的变形时,可用锤击或兼施外加压力。
3修造船中常用的几种典型矫正工艺。
3.1T型构件的矫正。
水火弯板及火工矫正工艺
详细描述
水火弯板技术利用水与火的结合,通过精确控制温度和压力,实现对金属材料的弯曲和矫直。在船舶制造中,水火弯板技术广泛应用于船体外壳的制造,能够高效、精准地完成大型曲面板的加工,同时降低能耗和减少环境污染。
案例一:水火弯板在船舶制造中的应用
高强度、高精度、可靠性
总结词
火工矫正工艺是一种利用高温对金属材料进行塑性变形的工艺方法。在航空工业中,由于对材料性能和构件精度的要求极高,火工矫正工艺被广泛应用于飞机机身、机翼等关键部件的制造。通过精确控制加热温度和冷却速度,实现高强度、高精度和可靠性的加工要求。
防止开裂
在弯板过程中,注意控制应力分布,避免因应力集中导致板材开裂。
表面处理
对弯板表面进行清理、打磨、涂装等处理,提高弯板的外观质量和耐腐蚀性。
冷却处理
通过自然冷却或强制冷却的方式,使弯板快速降温至室温。
检查与验收
对弯板进行质量检查,确保符合设计要求,并进行验收。
后期处理阶段
03
CHAPTER
火工矫正工艺简介
01
变形控制
在加热过程中,通过控制加热时间和温度,使钢板产生所需的变形。
02
矫直操作
在钢板冷却过程中,通过施加外力进行矫直,使钢板达到设计要求的平整度和直线度。
矫正阶段
去除固定装置
在确保钢板已经完全冷却后,移除支撑和固定装置。
表面处理
对钢板表面进行清理和修整,去除氧化皮和其他杂质,确保表面质量。
检查与验收
火焰加热
通过温度计实时监测加热区域的温度,确保温度在工艺要求的范围内。
温度控制
保证加热区域温度均匀,避免因温度不均导致板材变形。
加热均匀性
加热阶段
船体火工矫正通用工艺
船体火工矫正通用工艺1.1对矫正前工作状态的要求1.1.1焊接成的T形、工字形构件和基座等的矫正工作,应在其上船安装前进行;1.1.2分段或总段的变形,应在离胎前进行火工矫正,矫正前,其内部结构的装配和焊接工作必须结束;1.1.3仅作定位焊或尚未进行封底焊的结构,不得进行火工矫正;1.1.4矫正刚性不足的单个结构时,必须注意作临时性加强;1.1.5矫正前,应考虑工件原来的加工状态,冷加工板内部存在压应力,故矫正冷加工板时的收缩量一般小于热加工板;1.1.6矫正工作应在未作安装前进行完毕;1.1.7当工作环境气温低于–10℃时,应停止矫正操作;1.1.8在夏日进行矫正时,应考虑到日照对变形的影响。
1.2对矫正的一般要求1.2.1根据结构材料性能、变形情况及技术要求,选择合理的矫正方案和矫正参数,不宜在结构上形成刚性很大的封闭式加热圈(如“井”字形,“回”字形及“目”字形);1.2.2为了避免由于局部加热而引起立体分段或全船的总变形,矫正操作应尽可能对称于船体中线面和剖面中和轴同时进行,在高度方面,则应自下而上进行;1.2.3在矫正几幅毗邻并列的变形时,应间隔一幅(“跳格”)进行,这样,间隔幅度内的变形挠度会同两毗邻板幅的收缩而减小,有利于加速矫正;1.2.4在矫正两个相邻的刚性不同的结构时,应先矫正刚性较大的构件;1.2.5在矫正板架结构时,应先矫正骨材的变形,后矫正板壁的变形;1.2.6板架中有不同方向的变形时,应先矫正凹入骨架方向的变形,后矫正凸出的变形;1.2.7在矫正具有开孔或自由边缘的板架结构时,应先矫正板架的变形,后矫正开孔或自由边缘的变形;1.2.8上层建筑倒装分段离胎前,应先将上口(翻身后为下口)矫平直;1.2.9矫正上层建筑内部围壁的变形前,应先矫正围壁上、下甲板的变形;1.2.10在矫正船体外板的变形时,水线以下应尽量减少加热面积;1.2.11当矫正厚板的加热速度较慢时,应不断摆动加热嘴,变动火焰位置,同时氧气压力不宜太高;1.2.12当矫正厚度小于5mm的薄板时,若需敲击则应采用木锤,且用力不可过猛;1.2.13在焊缝上不可直接加热和进行敲击,在焊缝热影响区(距焊缝约30~50mm 范围内)也尽量避免敲击,若必须敲击时应在焊缝位置垫以带槽平锤;1.2.14矫正时,用锤敲击的速度应随温度的减低而减缓,敲击位置也逐渐由加热区的外缘移向中心,对钢材而言,在加热区呈暗红色(约550~600℃)起至手触钢板表面无剧烫感(约250~300℃)这段温度范围内,属于所谓“脆性区”应暂停敲击;1.2.15当矫正变形需要重复加热或多次加热时,下次加热应在上次加热完全冷却后进行,低碳钢的重复加热次数不宜超过5次;1.2.16经矫正的结构,应力求表面光滑平顺,在进行敲击之处,不得留有凹凸不平或残留的局部变形以及明显的锤印。
船体建造原则工艺规范汇总
船体建造原则工艺规范前言1 范围本规范规定了船体建造过程中船体建造的工艺要求及过程。
本规范适用于散货船及油轮的船体建造,其他船舶也可参考执行。
2 规范性引用文件Q/SWS42-027-2003 船舶焊接原则工艺规范Q/SWS60-001.2-2003 船舶建造质量标准建造精度3 基本要求3.1要求3.1.1船体理论线:船体构件安装基准线。
3.1.2船体检验线:以分段为基本单位设计全船统一的肋骨检验线、中心线、直剖线、水线对合线等。
3.2船体建造精度原则3.2.1从设计、放样开始,零件加工应为无余量、少余量。
3.2.2以加放补偿量逐步取代各组立阶段零部件的余量。
3.2.3线形复杂涉及冷热加工的零件,加工时必须加放余量。
加工结束后按要求进行二次划线、切割工作。
3.2.4施工单位需对精度造船中的余量、补偿量实施结果、板材收缩值等及时向精度管理小组反馈。
3.3分段作业图具备的主要资料与文件的信息:常规信息、纵、横、平、侧视图、节点详图、主要结构型值、胎架图、组立图、装焊工艺顺序、焊接工艺、吊环加强图、重心重量坐标、完工测量图表(包括补偿量、收缩原始测量记录表)、零件明细表、零件流程编码等等。
3.4分段建造实施密性舱室角焊缝气密检测试验。
3.5 船体焊接工艺按Q/SWS42-027-2003《船舶焊接原则工艺规范》,分段完工主尺度应符合Q/SWS 60-001.2-2003《船舶建造质量标准建造精度》。
3.6尾轴管等的制作需经内场加工、装焊、再机加工等多道工序,设计部对该零件单独绘制加工、装焊、机加工图。
3.7对大型铸件,设计部按计划按时出图、编制工艺文件。
3.8切割要求3.8.1钢材材质的控制3.8.1.1钢材进入喷丸流水线前,须按设计要求核对供货钢材所标签的材料信息表。
3.8.1.2切割中心将有关钢材信息:材质、规格、船级社钢级、数量、以及检验合格编号、生产炉批号等输入计算机系统以备跟踪、抽查。
3.8.1.3钢材的质量标准按Q/SWS60-001.2-2003《船舶建造质量标准建造精度》,生产中发现不符合质量标准的钢材不得流入下道工序。
船体结构焊接变形控制、矫正方法
船体结构焊接变形控制、矫正方法船体结构焊接变形控制、矫正方法摘要:船舶建造过程中的变形是一种常见现象,主要是由于船体结构在焊接后产生的局部和整体变形所导致。
如不及时采取有效措施,会造成尺寸偏差、结构失稳、强度降低等后果,给下一阶段的焊接和装配工作带来很大困难,不仅导致工期延长,甚至无法达到规范、标准规定的质量要求。
因此,研究焊接变形产生的原因,采取正确的控制措施,合理的对变形进行矫正,对缩短船舶建造周期,提高船舶建造质量具有重要意义。
关键词:船体结构,变形,控制,火工矫正;0 前言随着世界造船业的不断发展,我国已经成为世界造船大国之一。
在船舶的建造过程中,新技术、新工艺不断得到应用,船舶现代化程度也越来越高。
但船体本身是特殊的,其外形是个空间曲面,且船体主要是由焊接的钢结构构成,在船舶建造和修理过程中为了修正其结构的变形,船厂通常采用火工矫正的工艺方法。
火工矫正是用火工对钢材进行局部加热进行矫正,利用钢材热胀冷缩的特性,使加热区域的膨胀受到周围较冷区域的阻碍而发生的变形。
在船体建造过程中,零件、部件及分、总段的加工,调运、装配及焊接时,特别是经过焊接后,会产生各种各样的变形,当变形超过一定数值时,必须随时进行矫正,才能确保下道工序的正常进行。
1 船体结构变形原因及形式船舶建造过程中的变形是一种常见现象,主要是由于船体结构在焊接后产生的局部和整体变形所导致。
如不及时采取有效措施,会造成尺寸偏差、结构失稳、强度降低等后果,给下一阶段的焊接和装配工作带来很大困难,不仅导致工期延长,甚至无法达到规范、标准规定的质量要求。
因此,研究焊接变形产生的原因,采取正确的预防和控制措施,合理的对变形进行矫正,对缩短船舶建造周期,提高船舶建造质量具有重要意义。
产生焊接变形最基本和最本质的因素是焊接过程中的热变形和焊接构件的刚性条件,在焊接过程中的热变形受到了构件刚性条件的约束,出现了压缩塑性变形。
凡是与焊接热变形和构件刚性有关的各种因素,都会对焊接残余变形产生影响。
火工校正原则工艺标准
火工矫正原则工艺标准1. 范围1.1本标准规定了船体火工矫正的原理和基本方法、矫正加热方法、矫正冷却方法、船舶建造过程中典型特征的火工矫正方法。
1.2本标准适用于公司在建的所有船舶。
2. 规范性引用文件CB/T4000-2005《中国造船质量标准》3. 术语和定义无4. 工作原理火工矫正时利用金属局部加热,出现加热区域受到周围冷金属的限制而无法自由膨胀产生塑性变形,在冷却过程中又引起收缩变形,从而消去原有的变形。
5. 基本要求5.1 加热温度的选择(附录表2 高强度钢火工矫正温度)。
5.2 加热温度的确定可使用温度计检测和肉眼判断相结合的方法(附录表1温度与火色)。
5.3 焊接成的T型、工型、肋板、围壁板和各种基座等的矫正工作应在其安装前进行。
5.4 矫正工作必须在一个分段或总段内零部件的装配和焊接工作结束后进行。
以免因为焊接变形而再次矫正,钢板焊接的接头仅作定位焊或尚未施行封底焊出,不允许进行矫正。
5.5 拼板的对接边缘应预先进行矫正以利于装配。
5.6 在焊接热影响区域内(距离焊缝50mm范围内),原则上不允许进行加热矫正。
5.7 凡参加火工矫正的人员必须经过专业培训,并考试合格。
经有关部门认可合格后才能持证上岗。
6. 火工矫正常用方法6.1 按加热方法分表1常用的矫正加热方法方法 图 示描述圆点 加热 矫正 法1)一般用在板型结构变形区域。
如上层建筑围壁板、箱形梁、柱及圆管的弯曲变形。
带状加热矫正法1) 一般用在板架凸弯区域,加热区呈带状。
细分为以下四种:线状加热法,十字状加热法,格子状加热法,放射状加热法 2) 加热宽度一般为钢板厚度的4~5倍,矫正质量好、效率高,适用面广方法图示描述圆点加热矫正法1)一般用在板型结构变形区域。
如上层建筑围壁板、箱形梁、柱及圆管的弯曲变形。
三角形加热法1)又称楔形加热,其加热区域呈三角形.2)一般用于矫正焊接组件,如T型,I型,L型截面以及骨架分段的自由边缘的变形3)适用于矫正较大构件的弯曲变形6.2 按冷却方式分表2常用的矫正冷却方法方法适用范围常规矫正法(空冷法)用于矫正各种钢结构水冷矫正法一般用于薄板的矫正、低碳钢、高强度低合金钢等7. 船舶建造过程中的典型变形的火工矫正方法由于船体结构十分复杂,故产生的变形也是多种多样的,但根据其变形的特性,可以归纳为典型的几类。
火工矫正的原则工艺
板格内加热线的间距�不 宜小于 50mm�100mm� 加热温度� 第一阶段不宜过高。
第二阶段视具体情况 而定。
点形加热法�位置③�直至
矫正为止。
第一阶段�在靠近变形部位
的一段骨架处�用长条形加
热法进行“背烧”� 第二阶段�自未发生变形的 位置开始�向自由边缘处用 条形或楔形进行加热矫正� 如图�b��c�。 在矫正时�可辅以必要的夹
矫正时�在变形的中间部 位或仅在板边加热�效果 很低� 第二阶段加热时�温度可 以提高。
具。
2
开 孔 周 边 的 失 稳 变 形
变形特征 简 图
拼
板
时
对
接
焊
缝
的 对
起 接
折பைடு நூலகம்焊
缝
起 折骨
架
间
对
接
焊
缝
的
起
折
(a) 焊缝成直线 (b) 焊缝有纵向变形
先矫正开孔附近的板和扶强
材的变形�
根据变形情况�用楔形法按
板架的 “瘦马” 变形
变形示图
1) 宜选用长条形水火矫正 矫正“瘦马”变形的加热
法�
温度不宜过高�可取长条
加热线位于骨架的背部�即 形矫正法温度的下限�
“背烧”�
初次加热时不宜烧得过于
加热线数量�当变形严重时� 强烈�特别要防止不管变
采用双条�施于骨材背部的 形如何一律沿所有骨架通
两侧�当变形较小时�可用 烧一遍的倾向�以免矫正
Ceq�0.38%
AH�DH
加热后立即水冷时 加热后空气冷却时 加热后空气冷却后再 水冷时
加热后立即水冷或空 冷时
高强度钢 Ceq�0.38% EH
船体水火矫正工艺
船体水火矫正工艺水火矫正 900~600度隔一副配以夹具或锤击过烧,过热,骨架处背烧点状加热,线状加热,条状加热,楔形加热面板角弯曲变行,纵向弯曲变形,自由边,开口周边的失稳矫正,一、适用范围本工艺适用于船体矫正二、工艺内容船体焊接的变形是一个相当复杂的问题,即使焊接以前采取了各种措施,往往仍难达到令人满意的结果。
因此,校正变形也就成为必要的工序了。
矫正变形的方法甚多,如辊压校正,锤击校正,水火矫正等。
目前,船厂以水火矫正应用较多,该法甚为简便、灵活。
水火矫正是利用氧乙炔焰将钢材局部加热,随即用水冷却,使之收缩,以达到消除变形的目的。
图a 是用点状加热矫正钢板局部凹凸变形,图b 是用线状加热矫钢板波浪式变形。
点状加热法中,加热点的直径通常为20~30mm,加热点中心间距约为60~80mm加热时间约为30秒左右,使钢材温度达到600度左右。
线状加热法中,加热宽度约20mm,加热速度约160mm/分。
两种加热法都需在钢材达到一定温度后用水急冷,方可达到最大的矫形效果。
1 在火工矫正中,一般应掌握的原则1.1 板厚小于5mm的,宜用木锤敲击,用力不可过猛,以防产生锤痕。
1.2 在矫正数幅毗邻并列板的变形时,应间隔一幅进行。
这样间隔度内的变形挠度因相邻板幅的收缩而减小,以利加速矫正。
且应先从钢性较大的结构开始矫正。
1.3 加热处从变形最低处开始,顺次向变形较大处移动。
1.4 加热的温度要超过600度,使钢材进入塑性变形范围,但要小于900度。
当加热温度超过900度时,会使钢材晶粒粗大,钢材性能将显著降低,且在这一温度下急冷,可能出现淬火组织,这种现象称为“过热”。
1.5 当一次加热未达到目的时,待冷却后可进行第二次加热,但不宜超过三次,否则将使钢材表面质量恶化,性能下降,此种现象称为“过烧”1.6 对一般船用钢材,矫形时可用水急冷,低合金钢在850度以下时可用水急冷,“902”钢材应控制在700度以上时可用水急冷。
07火工矫正作业指导书
火工矫正作业指导书1目的保证火工矫正顺利进行,确保钢结构变形在公差范围内。
2范围本文件规定了钢质船舶建造过程中火工矫正的基本技术,本文件适用于一般强度船用结构钢和高强度船用结构钢。
3定义3.1火工矫正:乂称火焰矫正,它是利用气体火焰对金属结构进行局部加热,使金属结构内产生压缩塑性变形去矫正结构中己产生的各种焊接变形。
3.2包凸:结构在内力或外力作用下(或共同作用)所产生的凸凹不平。
3.3 “瘦马”变形:也称结构角变形。
即,采用大量筋板的结构在焊后产生的类似波浪形的变形。
3.4焰心距离:从火焰的白亮点到钢板表面的距离。
4职责4.1从事火工矫正的工人在操作前必须经过系统的培训,掌握火工矫正的操作要领。
4.2操作时必须严格控制火焰温度,防止损伤母材表面。
5施工前准备5.1施工者在施工前应准备好加热工具,冷却工具和护具等。
5.2施工者在施工前应明确矫正点。
5.3施工者在施工前应了解施工处的情况,防止积水或流水污染己做好的边缘准备。
6作业流程图7主船体的火工矫正7.1平面组立过程中的火工矫正7. 1.1 T型材变形的火工矫正1)T型材横向弯曲变形的矫正T型材横向弯曲变形的矫正,应首先从弯曲的端部开始,一般先在腹板凸侧进行线加热,然后在面板凸侧进行三角形加热,稍后一些再浇冷却水。
若腹板较厚,则在腹板上进行带状加热;腹板较薄,则腹板不需加热。
三角形加热应从面板宽度1/2处开始,加热线宽度20-30mm, 三角形顶角度300,间距500-600mm o 具体见图1。
20-30500-6002)T型材纵向弯曲变形的矫正T型材纵向弯曲变形可分为两种情况,一种是腹板外凸的弯曲变形,一种是腹板内凹的弯曲变形,这两种变形方式分别按下述方法矫正:一一腹板外凸的弯曲变形矫正:首先从弯曲变形小的地方开始,其矫正方法从腹板2/3处开始,由里向外用三角形加热法加热,稍后一些浇冷却水,按着用带状加热面板。
对于具有焊接肘板的T型材,则三角形加热的位置应分布在肘板装焊的位置,具体见图2。
船体火工矫正通用工艺2010
船体火工矫正通用工艺2010-05-21 22:08船体火工矫正通用工艺1.1对矫正前工作状态的要求1.1.1焊接成的T形、工字形构件和基座等的矫正工作,应在其上船安装前进行;1.1.2分段或总段的变形,应在离胎前进行火工矫正,矫正前,其内部结构的装配和焊接工作必须结束;1.1.3仅作定位焊或尚未进行封底焊的结构,不得进行火工矫正;1.1.4矫正刚性不足的单个结构时,必须注意作临时性加强;1.1.5矫正前,应考虑工件原来的加工状态,冷加工板内部存在压应力,故矫正冷加工板时的收缩量一般小于热加工板;1.1.6矫正工作应在未作安装前进行完毕;1.1.7当工作环境气温低于–10℃时,应停止矫正操作;1.1.8在夏日进行矫正时,应考虑到日照对变形的影响。
1.2对矫正的一般要求1.2.1根据结构材料性能、变形情况及技术要求,选择合理的矫正方案和矫正参数,不宜在结构上形成刚性很大的封闭式加热圈(如“井”字形,“回”字形及“目”字形);1.2.2为了避免由于局部加热而引起立体分段或全船的总变形,矫正操作应尽可能对称于船体中线面和剖面中和轴同时进行,在高度方面,则应自下而上进行;1.2.3在矫正几幅毗邻并列的变形时,应间隔一幅(“跳格”)进行,这样,间隔幅度内的变形挠度会同两毗邻板幅的收缩而减小,有利于加速矫正;1.2.4在矫正两个相邻的刚性不同的结构时,应先矫正刚性较大的构件;1.2.5在矫正板架结构时,应先矫正骨材的变形,后矫正板壁的变形;1.2.6板架中有不同方向的变形时,应先矫正凹入骨架方向的变形,后矫正凸出的变形;1.2.7在矫正具有开孔或自由边缘的板架结构时,应先矫正板架的变形,后矫正开孔或自由边缘的变形;1.2.8上层建筑倒装分段离胎前,应先将上口(翻身后为下口)矫平直;1.2.9矫正上层建筑内部围壁的变形前,应先矫正围壁上、下甲板的变形;1.2.10在矫正船体外板的变形时,水线以下应尽量减少加热面积;1.2.11当矫正厚板的加热速度较慢时,应不断摆动加热嘴,变动火焰位置,同时氧气压力不宜太高;1.2.12当矫正厚度小于5mm的薄板时,若需敲击则应采用木锤,且用力不可过猛;1.2.13在焊缝上不可直接加热和进行敲击,在焊缝热影响区(距焊缝约30~50mm范围内)也尽量避免敲击,若必须敲击时应在焊缝位置垫以带槽平锤;1.2.14矫正时,用锤敲击的速度应随温度的减低而减缓,敲击位置也逐渐由加热区的外缘移向中心,对钢材而言,在加热区呈暗红色(约550~600℃)起至手触钢板表面无剧烫感(约250~300℃)这段温度范围内,属于所谓“脆性区”应暂停敲击;1.2.15当矫正变形需要重复加热或多次加热时,下次加热应在上次加热完全冷却后进行,低碳钢的重复加热次数不宜超过5次;1.2.16经矫正的结构,应力求表面光滑平顺,在进行敲击之处,不得留有凹凸不平或残留的局部变形以及明显的锤印。
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船体火工矫正原则工艺
1.火工矫正的作用原理
船体结构的火工矫正,就是利用金属局部受热后,所引起的新的变形去矫正原先的变形。
当金属局部加热时,被加热处的材料受热而膨胀,但由于周围温度低,因此膨胀受到阻碍,此时加热处金属受压缩压力,当加热温度
一般把变形量大的一端放在加热线的终端,而非始端;
4)利用刚性约束能加大热塑变形量的原理进行矫正。
如果取水冷却的火工矫正办法,让周围的金属尽量保持冷却以提高周围约束的刚性,从而增大矫正效果;
5)利用预应力进行矫正。
如果用辅助工夹具等,以使冷金属区域预先有一个附加的应力压缩加热区金属,促使压缩应力提早达到屈服
点,而加快热塑变形以增大矫正效果。
2.2加热方法
方法优缺点、适用范围
线状加热法加热线宽度一般为钢板厚度的0.5~2倍,矫正质量好、效率高,适用于矫正板架、变形“瘦马”变形,板架的起伏波浪变形等.
点状加热法各点直径一般不小于15mm,变形量越大,点与点距离越小,一般为50~100mm,加热参数易掌握、但速度慢、工效低.
三角形加热法适用于矫正较大构件的弯曲变形.
2.3按冷却方法划分
方法优点、适用范围
常规矫正法(空冷法)用于矫正各种钢结构。
水火矫正法用于矫正低碳钢等。
2.4火工矫正参数
1)火工矫正参数包括火焰性质、火焰功率、加热温度、加热区规格、火焰至工件表面距离;火焰一般采用氧-乙炔焰。
2)钢板四边波浪变形时,加热长度一般为板宽的1/2~1/3,加热距离视变形越大,距离越近,一般50~200mm。
矫正厚钢板弯曲变形时,加热深度不超过板厚的1/3。
3)加热点至工件表面的距离应以能获得最高的热效率为宜。
水火矫正厚度为5~6mm钢板时,水火间距离为约25~30mm。
4)低碳钢火焰矫正时,常采用600°C~800°C的加热温度,一般不超过850°C。
一般凭钢材的颜色判断加热温度,见下表:
颜色温度(°C)
深褐红色550~580
褐红色580~650
暗樱红色650~730
深樱红色730~770
樱红色770~800
淡樱红色800~830
亮樱红色830~900
橘黄色900~1050
暗黄色1050~1150 3.火工矫正的时机、范围及处理方法
4.1矫正前工作状态的要求。
1)焊接成的T型、工字形构件和基座等的矫正工作,应在其上船安装前进行;
2)分段或总段变形,应在尽量在离胎架前进行矫正,矫正前其内部结构的装配和焊接工作必须结束;
3)仅作定位焊或尚未进行封底焊的结构,不得进行火工矫正;4)矫正刚性不足的单个结构时,必须注意临时性加强;
5)矫正前要考虑工件原来的加工状态;
6)矫正工作应在木作安装前进行完毕;
7)当工作环境气温低于-10℃时应停止矫正操作。
4.2矫正的原则性要求。
1)根据结构材料性能、变形情况及技术要求,选择合理的矫正方案和矫正参数,不宜在结构上形成刚性很大的封闭式加热圈。
2)为了避免由于局部加热而引起立体分段或全船总变形,矫正操作应尽可能对称于船体中线面和剖面中和轴同时进行;在高度方向则应自下而上进行。
3)在矫正两个相邻的刚性不同的结构时,应先矫正刚性较大的结构,即先矫正厚度或构件截面较大结构。
4)在矫正几幅毗邻并列的变形时应间隔一幅“跳格”进行,这样间隔幅度内的变形挠度会因两毗邻板幅的收缩而减小,有利于加速矫正。
5)在矫正板架结构时,应先矫正骨材的变形,后矫正板壁的变形。
6)板架中间有不同方向的变形时,应先矫正凹入骨架方向的变形,后矫正凸出的变形。
7)在矫正具有开孔或自由边缘的板架结构时,应先矫正板架结构的变形,后矫正开孔或自由边缘的变形。
8)上层建筑倒装分段离胎架前,应先将上口矫平直并加强;
9)船台矫正上层建筑内部围壁的变形前,应先矫正围壁上、下甲板变形。
10)在矫正船体外板变形时,水线以下应尽量减少加热面积。
11)当矫正厚板的加热速度较慢时,应不断改变火焰位置,同时氧气压力不宜太高。
12)矫正时,严禁铁锤直接在钢板上敲击,倘局部需敲击,应在钢板上加垫板,敲击垫板。
13)在焊缝上不可直接加热和进行敲击。
14)矫正时,需重复加热或多次加热时,下次加热应在上次加热完全冷却后进行,且重复加热次数不宜超过3次;水火矫正时采用小火快烧,温度控制在600℃~800℃,。
15)经矫正的结构应力求表面光滑平顺,不得留有凹凸不平或残留的局部变形以及明显的痕迹。