现代船舶建造方法

“库尔斯克”号 打捞过程示意图
水射流切割与其他切割相比，具有以下特点： ①切割不产生热量，因此不会影响金属特性； ⑥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； ②水射流切割所形成的割缝较窄，可大大提高零件尺度 精度和材料利用率； ④水射流切割不会产生环境和治金污染； ⑤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一次成形。
•Zinc Marking An oxy-fuel flame fuses zinc oxide powder to the plate surface, forming a light gray mark. This process can be used for marking large layouts at exceptional speeds.
1.3.1.1 数控火焰切割 1.3.1.2 数控等离子切割 1.3.1 钢料切割 1.3.1.3 激光切割 1.3.1.4 水射流切割
1.3 船体加工
1.3.2.1 板材加工 1.3.2 成型加工 1.3.2.2 型材加工
1.3.1.1 数控火焰切割
(1)精度高； (2)切割质量好； (3)自动化程度高； (4)有效切割时间长； (5)钢板尺度不受限制； (6)提高了钢材利用率； (7)热变形小； (8)切割信息易于准备和保存； (9)切割指令易于修改； (10)控制装置稳定可靠。
Oxy-Fuel Cutting
1.3.1.2 数控等离子切割
等离子是一种高效的物理切割方法，它所产生的温度为一般 电弧的5～6倍，产生的气流速度达1500m／sec以上。因此，它可 以切割氧乙炔焰所不能切割的铜、铝、不锈钢等各种高温难熔金 属，尤其擅长于切割薄板。其切割速度是氧乙快焰的3～6倍。由 于数控等离子切割的高效生产效率和质量，在造船钢板切割中大 有取代氧乙快焰切割趋势。 水下等离子弧切割与一般等离子切割相比具有以下一些优点： (1)切割产生的金属粉尘有99％沉淀在水中； (2)噪声频率大大降低，强度极大地减少(85dB／1.8m)； (3)切割质量好，端面无圆角，无挂渣； (4)割嘴寿命长； (5)有害气体被水吸收； (6)等离子弧发出的紫外线光有所减弱等。
改革开放以来，我国造船技术获得了较快的发展， 在船体建造技术方面，除机器人、柔性制造和集成制 造技术外，其它许多单项技术都已达到或接近国外先 进水平。但是，在总体建造技术水平和先进制造技术 方面，还存在着相当大的差距，主要表现在生产效率 低，建造周期长和成本高等方面。为此，在我国船厂 由传统造船模式向现代造船模式转变的关键时刻，对 现代造船模式主要支撑技术的船体建造技术进行跟踪 和研究很有必要。船体建造技术涉及方方面面，内容 多、范围广，其中最具代表性的是船体放样、下料、 船体加工和船体装配等项工艺技术。
光学号料
1.2 船体号料
电印号料 数控号料
•Pneumatic Punching or Scribing Compressed air actuated punch markers or scribes can be used for economical marking of lines and single point marks on the plate surface.
美国 Flow systems 公司的 The A-Series System Solution—For Special Applications
Standard cutting tables Base: 4 ft - 20 ft; Bridge: 4 ft - 12 ft; custom also available Accuracy Repeatability Traverse speed Contouring speed Control system Z-axis adjustability Cutting pressure ± 0.003 inches ± 0.001 inches 1,200 ipm 600 ipm FlowMaster® or special 10 inches 55,000 psi
Water Jet Cutting
ESAB 公司的 Hydrocut PR
Specifications of Hydrocut PR
5 ft. Cutting Width Standard Cut Length Machine Width Rail Gauge Internal Clearance Machine Height Parking Area (without way covers) Maximum Waterjet Stations Maximum Carriages Traverse Speed Range Power Requirement (Gantry) 5' (1524mm) 11' (3352mm) 106" (2692mm) 82" (2082mm) 72" (1828mm) 71" (1803mm) 60" (1524mm) 1 1 6 ft. 6' (1828mm) 11' (3352mm) 118" (2997mm) 94" (2387mm) 84" (2133mm) 71" (1803mm) 60" (1524mm) 1 1
美国 Flow systems 公司的 AFThreeThe AF-6080 Three-Dimensional System Solution
Standard cutting tables Base: 6 ft, 12 ft, 16 ft, 20 ft; Bridge: 8 ft; custom also available Accuracy Repeatability Traverse speed Contouring speed Control system Z-axis adjustability ± 0.005 inches ± 0.003 inches 900 ipm X- & Y-axis, 450 ipm Z-axis 400 ipm Allen Bradley Series 9 or Siemens 840D CNC controllers 24 inches
现代船体建造技术的几个方面
1.1 船体放样 1.2 船体号料 1.3 船体加工
1.3.2 成型加工 1.3.2.2 型材加工 1.4.1 部件装配 1.3.1 钢料切割 1.3.1.3 激光切割 1.3.1.4 水射流切割 1.3.2.1 板材加工 1.3.1.1 数控火焰切割 1.3.1.2 数控等离子切割
Alpharex Laser Cutting System
Laser Cutting
1.3.1.4 水射流切割
水射流切割是一种新的切割技术 ，分为纯水射 流切割和添加磨料的水射流切割，其原理是将水加 压到数百兆帕的高压，然后高压水通过一个特殊设 计的、孔径较小的喷嘴以大约3倍的音速喷射出来。 这种具有极高动能的水射流可以用来切割各种材料， 特别适用于热切割无法进行或者需要采用昂贵的机 械切割工具及割缝需要磨光的场合。 水射流切割能够适用于一切材料，如特种钢、 钛、铜、铝 、铅、玻璃、橡胶、塑料、陶瓷和天然 岩石等。在切割8.5mm厚度 HY80钢时，速度可达 254～355.6mm/min。
1.4 船体装配
1.4.2 分段装配 1.4.3 船台装配
1.5 船体建造精度控制
百度文库
1.1 船体放样
随着造船技术的发展，放样已由手工比例发展到数学 放样。数学放佯也有一个发展过程，50年代出现数学放样， 60年代在船厂中得到广泛应用，70年代发展为图示放样系 统，逐步完善。80年代已在造船界广泛应用，但是由于首 尾部线型复杂，仍需借助人工或 比例放样，致使许多船厂 不得不保留投影放佯的场地。随着计算机技术的迅速发展， 现在能对全船的线型和结构实行计算机光顺和放样，还可 以用人机对话的方式修改线型和结构布置，并能实现图形 显示和自动绘图，且能把所得数据自动存储在数据库中， 供下道工序如数控绘图、数控号料和数控切割等使用，从 根本上取消了手工放样。目前除船体外，一些线型复杂的 舾装件、管系和电缆等放样也都实现了计算机化。
Z-axis adjustability 8 inches, motorized [203.2 mm] Operating pressure 50,000 psi [3,400 bar] Cutting head Pump size Drive system PASER® 3 30 or 50 horsepower Servo, all digital
大型水下等离子弧数控切割系统的组成： 1、等离子电源 2、割炬 3、割炬高度控制系统 4、冷却水系统 5、水幕系统 6、充水平台 7、控制系统
Plasma Arc Cutting
Plasma Bevel Cutting
•Plasma Marking A low current plasma arc can be used to mark lines on the plate surface, for bend lines and layout marks.
1.3.2.1 板材加工 1.3.2 成型加工 1.3.2.2 型材加工
船体成形加工是将下料后的零件(平面板、型材 等)加工成构件所需实际形状。大体上，弯板作业量 约占船体钢材加工工作量的10～18％，而型材弯制 约占9～16％。
1.3.2.1 板材加工
船用板材线型复杂，其加工一直是造船业最困难的 工作。通常对于一般曲率不大的板材零件采用常规的冷 加工设备，而对于复杂线型外板(双曲板)，仍需要凭借 热加工或水火弯板工艺来加以解决。近几年来国内外船 体板材加工工艺和设备没有多大新发展。大、中型船厂 主要采用大能力、高工效、多用途的常规液压加工设备。 国内外所不同的是，国外船厂加工辅助作业机械化程度 相当高，大大减轻了工人劳动强度和零件等待时间。对 于常规加工设备的数控化，日本在过去的30年中作了不 少努力，但效果不明显。日本新建的三菱重工长崎船厂 香烧分厂，可以说工艺技术水平和建设规模是世界第一 流的。但纵观其钢料加工设备，也只不过是吨位大、功 能多，以及输送辊道长和超重设备全等。
0.1 - 1000 ipm (2.5 - 25,400mm/min) 220 or 460 VAC, 20A, 50/60 Hz, Single Phase
ESAB 公司的 Mid Rail Hydrocut
美国 Flow systems 公司的 The 4x4 BENGAL
Cutting table size 48 x 48 inches [1.22 x 1.22 m] Accuracy Repeatability Speed range Controller ± .005 inches [.127 mm] ± .002 inches [.050 mm] 0 to 300 ipm [0 to 7,620 mm] FlowMaster®
现代船舶建造方法概要
现代船体建造技术现状
船体建造在整个船舶生产中占据着相当重要的地位，就 工作量而言，约占总工作量的30～40％。因此，新厂建设 和老厂改造都要将其视为突破口，放在重要位置。 最近，美国政府通过征询专家的意见，对船舶工业优 先发展的项目排序如下：
1、钢料加工(40)； 2、船舶经济(37)； 3、营销、市场信息(36)； 4、设计制造一体化(34)； 5、舾装(34)； 6、自动化(32)； 7、涂装(31)； 8、新的设计思想(29)； 9、人力资源与培训(27)； 10、分段装配与合拢(24)。
1.3.1.3 激光切割
采用气体(如 CO2)激光器和固体(如钕、钇铝石榴 石)激光器，产生的功率达105～106W／cm2，这样大的 能量完全足以熔化金属。因而，可以用来切割。激光 切割精度在已知的所有热切割设备中是最高的，可达 0.1～0.2 mm。瑞典 ESAB公司第一次推出的可移动式 激光数控切割机，可切割宽3m、长4.5m的大型工件， 3m 4.5m 该机最大切割厚度可达6～8mm。 近年来，激光已向大功率发展，功率5Kw的数控 激光切割机，能高质量地切割厚至32mm的低碳钢，切 割厚12mm钢板的速度约2500mm／min，与现用的等离 子弧切割机相当。数控激光切割将是未来造船钢板切 割的发展方向。