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

船舶薄板焊接的变形问题是指在船舶制造过程中,由于焊接引起的板材变形现象。船

舶薄板焊接的变形主要有以下几个方面:焊接接头区域的局部收缩变形、板材整体弯曲变形、板材局部扭曲变形和板材表面变形等。这些变形不仅会影响船舶的外观质量,还会对

船舶的性能、稳定性和安全性产生影响。必须采取有效的控制方法来减少船舶薄板焊接的

变形。

1.采用预留焊接变形量的方法:在板材焊接前,对板材进行预留,通过计算和试验确

定合适的焊接变形量,然后在焊接过程中通过适当的补焊和拉伸方法来达到预留变形量。

这种方法可以将变形分散到整个板材上,减少焊接接头区域的局部变形。

2.采用焊接顺序控制:在焊接过程中,可以合理安排焊接的顺序,先从板材中心区域

开始焊接,再逐渐向两侧进行焊接。这样可以避免板材整体弯曲变形,使变形集中在板材

中心区域,减少局部变形。

3.采用焊接参数优化控制:合理选择焊接参数,如焊接速度、焊接电流、焊接温度等,通过调整焊接参数来控制焊接变形。可以使用辅助装置,如加热装置或加压装置,来控制

板材的温度和形变。

4.采用焊接残余应力调控方法:通过在焊接过程中施加外部应力或者局部加热来调节

焊接残余应力的分布,从而减少板材的变形。

5.采用焊接后矫正变形的方法:在焊接完成后,通过机械矫正、矫直或加热矫正等方

法来纠正板材的变形。这种方法可以在保证焊接质量的修复已经产生的变形。

船舶薄板焊接的变形问题是一个复杂而严重的问题,需要采取多种控制方法来减少变

形的发生。需要综合考虑板材材料特性、焊接工艺、焊接参数和焊接设备等因素,并通过

合理的设计和工程实践来解决变形问题,以提高船舶焊接质量和性能。

薄板变形控制(焊接工艺)

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 需、■狂■莊向战>■=? 度或较高强度的薄钢板,如上层建筑采用S =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。这样的施工方法,虽然能保证分段尺寸的质量,但由 于在装配过程中的二次切割,增加了受热的变形和内应力,对分段变形的控制和 后续工序的施工都带来了不利的影响。经分析确定,改变传统做法,采取在分段接头处单边留有余量,其它位置一律改为不留 下料余量,使大部分板材下料剪切一次成功。采取这样的措施,在施工中可减少加热次数和加热量,有 效控制装配过程薄板的变形。实行焊后滚平和无码焊接技术 板缝焊后滚平薄板焊接无论事前采取何种预防措施都只能减少变形量而不能消除变形,焊接后变 形是难免的。按传统工序拼板焊后安装构架,这样板部位变形很难处理,靠火工

薄板结构件焊接变形的控制与矫正

薄板结构件焊接变形的控制与矫正 一、前言 薄板结构件一般指由厚度不大于4毫米的钢板(包括不锈钢板、镀锌板、白铁皮)组焊而成的结构件。如我厂生产的压轮钻机机棚,司机室,电铲司机室均属此类。控制与矫正薄板结构件的焊接变形需要有高超的技术,是我厂生产的软肋。下面就我们达成的共识进行探讨,限于水平,仅供参考。 二、焊接变形产生的原因 电弧焊是一个不均匀的快速加热和冷却的过程,焊接过程中及焊后,焊接构件都将产生变形。影响焊接变形最根本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,这就产生了焊接残余变形。 (一)影响焊接热变形的因素 焊接工艺方法。不同的焊接方法,将产生不同的温度场,形成的热变形也不相同。一般来说,自动焊比手工焊加热集中,受热区窄,变形较小。CO2气体保护焊焊丝细,电流密度大,加热集中,变形小。 2.焊接参数。即焊接电流、电弧电压和焊接速度。线能量越大,焊接变形越大。焊接变形随焊接电流和电弧电压的增大而增大,随焊接速度增大而减小。在3个参数中,电弧电压的作用明显,因此低电压高速大电流密度的自动焊变形较小。 3.焊缝数量和断面大小。焊缝数量越多,断面尺寸越大,焊接变形越大。 4.施工方法。连续焊、断续焊的温度场不同,产生的热变形也不同。通常连续焊变形较大,断续焊变形最小。 5.材料的热物理性能。不同的材料,导热系数、比热和膨胀系数等均不相同,产生的热变形也不相同,焊接变形也不相同。 (二)影响焊接构件刚性系数的因素 1构件的尺寸和形状。随着构件刚性的增加,焊接变形越小。2胎夹具的应用。采用胎夹具,增加了构件的刚性,从而减少焊接变形。 3装配焊接程序。装配焊接程序能引起构件在不同装配阶段刚性的变化和重心位置的改变,对控制构件的焊接变形有很大的影响。 一般来说,焊接构件在拘束小的条件下,焊接变形大,反之,则变形小。 三、薄板结结构焊接变形的种类 任何钢结构的焊接变形,可分为整体变形和局部变形。整体变形就是焊接以后,整个构件的

船舶焊接中常见缺陷及解决方法

船舶焊接的缺陷及解决方法 船舶焊接质量是保证船舶的整体密闭性和强度、安全航行、生产效率的决定因素。焊接存在缺陷,就有可能导致船毁人亡灾难的事故,甚至会引起船舶的沉没。 焊接缺陷类别较多,分为外部缺陷和内部缺陷。常见的缺陷有气孔、夹渣、焊接裂纹、未咬透、未熔合、焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑等等。通过学习,在多年的生产实践中,总结经验和体会如下。 一、气孔 焊接是熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴叫气孔。 产生主要原因有:坡口边缘不清洁,有水分、油污和锈迹;焊条或焊剂未按规定进行焙烘,焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。此外,低氢型焊条焊接时,电弧过长,焊接速度过快;埋弧自动焊电压过高等,都易在焊接过程中产生气孔。由于气孔的存在,使焊缝的有效截面减小,过大的气孔会降低焊缝的强度,破坏焊缝金属的致密性。 预防产生气孔的办法是:选择合适的焊接电流和焊接速度,认真清理坡口边缘水分、油污和锈迹。严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用变质焊条,当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时,应严格控制使用范围。埋弧焊时,应选用合适的焊接工艺参数,特别是薄板自动焊,焊接速度应尽可能小些。 二、夹渣 残留在焊缝中的熔渣叫夹渣。夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。

夹渣的原因主要是:焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣;坡口角度或焊接电流太小,或焊接速度过快。在使用酸性焊条时,由于电流太小或运条不当形成“糊渣”;使用碱性焊条时,由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。进行埋弧焊封底时,焊丝偏离焊缝中心,也易形成夹渣。 防止产生夹渣的措施是:正确选取坡口尺寸,认真清理坡口边缘,选用合适的焊接电流和焊接速度,运条摆动要适当。多层焊时,应仔细观察坡口两侧熔化情况,每一焊层都要认真清理焊渣。封底焊渣应彻底清除,使用埋弧焊时还要注意防止焊偏。 三、咬边 焊缝边缘留下的凹陷即为咬边。 产生咬边的原因是由于焊接电流过大、焊条条速度快、电弧拉得长或焊条角度不对等。埋弧焊的焊接速度过快或焊机轨道不平等原因,都会造成焊件被熔化去一定深度,而填充金属又未能及时填满而造成咬边。咬边减小了母材接头的工作截面,从而在咬边处造成应力集中,故在重要的结构或受动载荷结构中,一般是不允许咬边存在的。 防止产生咬边的具体办法是:选择合适的焊接电流和运条手法,随时注意控制焊条角度和电弧长度;埋弧焊工艺参数要合适,特别要注意焊接速度不宜过高,焊机轨道要保持平整。 四、未焊透、未熔合 焊接过程中焊条接头根部未完全熔透的现象,称为未焊透;在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象,称为未熔合。未焊透或

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 船舶薄板焊接的变形问题是指在船舶制造过程中,由于焊接引起的板材变形现象。船 舶薄板焊接的变形主要有以下几个方面:焊接接头区域的局部收缩变形、板材整体弯曲变形、板材局部扭曲变形和板材表面变形等。这些变形不仅会影响船舶的外观质量,还会对 船舶的性能、稳定性和安全性产生影响。必须采取有效的控制方法来减少船舶薄板焊接的 变形。 1.采用预留焊接变形量的方法:在板材焊接前,对板材进行预留,通过计算和试验确 定合适的焊接变形量,然后在焊接过程中通过适当的补焊和拉伸方法来达到预留变形量。 这种方法可以将变形分散到整个板材上,减少焊接接头区域的局部变形。 2.采用焊接顺序控制:在焊接过程中,可以合理安排焊接的顺序,先从板材中心区域 开始焊接,再逐渐向两侧进行焊接。这样可以避免板材整体弯曲变形,使变形集中在板材 中心区域,减少局部变形。 3.采用焊接参数优化控制:合理选择焊接参数,如焊接速度、焊接电流、焊接温度等,通过调整焊接参数来控制焊接变形。可以使用辅助装置,如加热装置或加压装置,来控制 板材的温度和形变。 4.采用焊接残余应力调控方法:通过在焊接过程中施加外部应力或者局部加热来调节 焊接残余应力的分布,从而减少板材的变形。 5.采用焊接后矫正变形的方法:在焊接完成后,通过机械矫正、矫直或加热矫正等方 法来纠正板材的变形。这种方法可以在保证焊接质量的修复已经产生的变形。 船舶薄板焊接的变形问题是一个复杂而严重的问题,需要采取多种控制方法来减少变 形的发生。需要综合考虑板材材料特性、焊接工艺、焊接参数和焊接设备等因素,并通过 合理的设计和工程实践来解决变形问题,以提高船舶焊接质量和性能。

薄板结构焊接变形的预测与控制研究

薄板结构焊接变形的预测与控制研究 【摘要】无论是汽车工业、船舶工程,还是铁路运输、海上采油平台,均离不开薄板结构。但在实际焊接过程中,薄板容易出现变形,既影响其自身的结构强度,也不利于制造精度和使用功能的提高。对此,本文对薄板结构焊接变形的预测和控制进行了研究,希望对改善其焊接质量有所帮助。 【关键词】薄板结构焊接变形预测与控制 近年来,我国工业生产制造技术水平不断上升,促使薄板结构在制造领域广泛应用。可是其焊接变形问题尚未得到有效根治,这无疑对产品质量埋下了一定的隐患,因此我们有必要对其焊接变形做出合理的预测,然后加以有效控制,进而提高薄板结构焊接质量,促进薄板制造行业稳步发展。 1 薄板结构焊接变形的预测 FEM(有限元)方法可对薄板结构焊接的动态过程加以跟踪分析,进而获取精确的变形数值。其中固有应变法可对焊接过程中的温度、塑性、相变三大应变加以计算、分析和比较,从而得出变形数值,可解决复杂的大型结构的焊接变形预测;热弹塑性分析则可通过对热应变行为的动态跟踪计算热应力和应变量,以此掌握焊接应力产生和变形过程;此外融合了二维热弹塑性模拟和三维结构屈曲分析的新兴技术虽尚在试验阶段,但明显有助于减少计算量、提高预测精度[1]。下面结合实例对FEM方法在薄板结构焊接变形预测中的应用加以阐述。 已知薄板材料为4mm的Q275,采用CO2气体保焊进行焊接,详情见图1,然后借助ABAQUS/CAE6.10的软件为其构建了有限元几何模型,并用单元S8R 和DS4分析了应力和热值,且焊缝、起始点、加强筋等名称和位置均定义合理;接着借助软件模拟了薄板结构焊接变形过程,将其转化为分析输入文件后,添加了单元以模拟焊接材料填充,其中热量值是由焊接速度和热输入值决定的,而q (热流密度)和t(加热时间)分别由公式和决定(L、v、、U、I、分别代表加热长度、焊接速度、焊接热效率、电压、电流、添加热量单元体积),同时利用ABAQUS/STATIC有限元软件对焊接应力进行静态分析,为使预测结果更为准确,不仅增设了阻尼器,且借助SW软件模拟了动态环境。试验表明,虽然薄板结构焊接的预测性状与实测性状并不完全一致,但实际变形主要体现在垂直方向上,且该方向的变形预测值与实际变形值相吻合,故焊接变形预测准确[2]。 2 薄板结构焊接变形的控制 2.1 重视优化焊接设计 根据薄板结构焊接变形预测分析,我们可以从中发现不足,并在此基础上优化设计,减小其变形量,如焊缝尺寸要规范,形式要合理,位置要得当,同时尽量减少焊缝数量,保证以对称形式安排焊缝,并最好使其分布在结构中心线附近,

焊接变形的原因及控制方法

焊接变形的原因及控制方法 2010-10-12 11:43来源于网络【大中小】【打印】【我要纠错】在焊接过程中由于急剧的非平衡加热及冷却,结构将不可避免地产生不可忽视的焊接残余变形。焊接残余变形是影响结构设计完整性、制造工艺合理性和结构使用可靠性的关键因素。针对钢结构工程焊接技术的重点和难点,根据多年的工程实践经验,本文主要阐述实用焊接变形的影响因素及控制措施和方法。 钢材的焊接通常采用熔化焊方法,是在接头处局部加热,使被焊接材料与添加的焊接材料熔化成液体金属,形成熔池,随后冷却凝固成固态金属,使原来分开的钢材连接成整体。由于焊接加热,融合线以外的母材产生膨胀,接着冷却,熔池金属和熔合线附近母材产生收缩,因加热、冷却这种热变化在局部范围急速地进行,膨胀和收缩变形均受到拘束而产生塑性变形。这样,在焊接完成并冷却至常温后该塑性变形残留下来。 一、焊接变形的影响因素 焊接变形可以分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和在室温条件下的残余变形。影响焊接变形的因素很多,但归纳起来主要有材料、结构和工艺3个方面。 1.1材料因素的影响 材料对于焊接变形的影响不仅和焊接材料有关,而且和母材也有关系,材料的热物理性能参数和力学性能参数都对焊接变形的产生过程有重要的影响。其中热物理性能参数的影响主要体现在热传导系数上,一般热传导系数越小,温度梯度越大,焊接变形越显著。力学性能对焊接变形的影响比较复杂,热膨胀系数的影响最为明显,随着热膨胀系数的增加焊接变形相应增加。同时材料在高温区的屈服极限和弹性模量及其随温度的变化率也起着十分重要的作用,一般情况下,随着弹性模量的增大,焊接变形随之减少而较高的屈服极限会引起较高的残余应力,焊接结构存储的变形能量也会因此而增大,从而可能促使脆性断裂,此外,由于塑性应变较小且塑性区范围不大,因而焊接变形得以减少。 1.2结构因素的影响 焊接结构的设计对焊接变形的影响最关键,也是最复杂的因素。其总体原则是随拘束度的增加,焊接残余应力增加,而焊接变形则相应减少。结构在焊接变形过程中,工件本身的拘束度是不断变化着的,因此自身为变拘束结构,同时还受到外加拘束的影响。一般情况下复杂结构自身的拘束作用在焊接过程中占据主导地位,而结构本身在焊接过程中的拘束度变化情况随结构复杂程度的增加而增加,在设计焊接结构时,常需要采用筋板或加强板来提高结构的稳定性和刚性,这样做不但增加了装配和焊接工作量,而且在某些区域,如筋板、加强板等,拘束度发生较大的变化,给焊接变形分析与控制带来了一定的难度。因此,在结构设计时针对结构板的厚度及筋板或加强筋的位置数量等进行优化,对减小焊接变形有着十分重要的作用。 1.3工艺因素的影响 焊接工艺对焊接变形的影响方面很多,例如焊接方法、焊接输入电流电压量、构件的定位或固定方法、焊接顺序、焊接胎架及夹具的应用等。在各种工艺因素中,焊接顺序对焊接变形的影响较为显著,一般情况下,改变焊接顺序可以改变残余应力的分布及应力状态,减少焊接变形。多层焊以及焊接工艺参数也对焊接变形有十分重要的影响。焊接工作者在长期研究中,总结出一些经验,利用特殊的工艺规范和措施,达到减少焊接残余应力和变形,改善残余应力分布状态的目的。 二、焊接变形的控制 2.1设计措施

焊接变形原因及控制方法

焊接变形原因及控制方法 焊接是一种常见的金属连接方法,但在实际应用中,我们常常会遇 到焊接件变形的问题。本文将探讨焊接变形的原因以及控制方法,帮 助读者更好地理解和解决这一问题。 一、焊接变形的原因 1. 焊接过程中的温度梯度:焊接时,焊缝区域受到高温的加热,而 其它部位则保持较低的温度。这种温度梯度会导致焊接件产生热应力,从而引起变形。 2. 残余应力的存在:焊接后,冷却过程中会产生残余应力。这些应 力会引起焊接件的变形,尤其是在焊接接头附近。 3. 材料的物理性质:不同材料在焊接过程中会由于热影响区域的不 同导致不同的变形情况。例如,具有较高热膨胀系数的材料在焊接后 更容易发生变形。 二、焊接变形的控制方法 1. 优化焊接工艺:通过合理安排焊接顺序、增加焊缝长度等方式来 减小温度梯度,从而降低焊接变形的发生。 2. 使用预应力技术:在焊接过程中引入预应力,可以通过反向应力 来抵消残余应力,从而减小焊接件的变形。

3. 控制焊接变形方向:合理预测焊接变形的方向,并采取相应的措 施来控制变形。例如,在设计中合理选择焊接结构和间隙,减小焊接 残余应力对结构的影响。 4. 应用补偿技术:通过在焊接过程中进行额外的加工,例如机械加 工或热处理等,来消除或减小焊接变形。 5. 使用支撑和夹具:通过设置支撑物或夹具来限制焊接件的变形, 保持其形状和位置。 6. 使用适合的焊接方法:不同的焊接方法具有不同的变形控制效果。在实际应用中,应根据具体情况选择适当的焊接方法,以减小焊接变形。 三、小结 焊接变形是焊接过程中常见的问题,其产生原因主要包括温度梯度、残余应力和材料的物理性质。为了控制焊接变形,我们可以通过优化 焊接工艺、使用预应力技术、控制变形方向、应用补偿技术、使用支 撑和夹具以及选择适合的焊接方法等方式进行控制。只有在理解了焊 接变形的原因并采取相应的措施后,我们才能更好地解决这一问题, 并获得满意的焊接结果。 通过本文的探讨,相信读者对焊接变形的原因及其控制方法有了更 深入的了解,这将有助于在实践中更好地应对焊接变形问题。在日常 工作和学习中,我们应不断提高自己的知识水平,并灵活运用所学知 识解决实际问题。

船甲板焊接变形矫正新方法探析

船甲板焊接变形矫正新方法探析 摘要:船舶上层建筑主要使用薄板建造,主要目的是为了可以保证船舶具有 较强的快速性。在船舶建造中仅仅使用薄钢板,船舶上层建筑的甲板就容易出现 扭曲变形,而出现该变形的根本原因是释放出焊接的应力。因为焊接工程的特点,再加上船体施工工艺较为复杂,所以必须要制定有效的措施对施工过程中出现的 焊接变形进行有效控制,而且焊接变形的出现也难免。如果焊接变形大于技术设 计的规定范围,此时必须要采取适合的方法对其及时准确矫正。基于此,本文简 要分析了船甲板焊接变形矫正,以供参考。 关键词:船甲板;焊接;变形;矫正 就造船行业来讲,一旦使用薄钢板,船甲板就容易出现出现扭曲变形的情况,而不能彻底消除此变形。然而在找到出现变形的关键原因后,可以采用Terac进 行热矫正。原来因为没有薄板热矫正知识,在部分情况下回造成薄板的筋板热变 形越来越严重,而通过评估Terac感应加热系统应用,可以得出,利用此方法能 够明显缩短矫正时间。同时,通过评估感应矫正对薄板微观结构以及材料性能产 生的影响,都未出现负面影响。 一、矫正的定义 针对造船行业存在的甲板焊接变形问题,已经研究很长的时间,然而还是存 在许多变形问题。尤其是军用船只,如果甲板相当薄,那么就越容易在结构内部 出现变形,针对高强度钢,比如:就S355来讲,此现象是经常出现的。结合有 关研究资料表明,薄板的变形量能够严格控制在正常范围内。如今,只要增加一 些余量,就能减少变形,然而成本相当高。 以前的热矫正做法,一般来说,是在处理厚度超过8毫米的钢板中运用。事 实上,热矫正的过程。简单来讲,是将钢板一侧进行加热,但另一侧依旧是冷的,在热面冷却时形成的张力可以使钢板拉直。然而如果对薄钢板进行加热,那么热 量就会很快向钢板进行传递。此时也会迅速加热处于加热区域中的筋板,即便筋

船体结构焊接变形预测与控制

船体结构焊接变形预测与控制 摘要:船体结构焊接变形控制是复杂船舶的重要组成部分,对提高船舶质量、缩短船舶循环和降低成本具有重要意义。焊接是制造船体结构中不可缺少的粘合剂,焊接和装配的工作负荷占船体结构总负荷的三分之二以上。在汗液中,汗液变 形是最难控制的。因此,焊接质量直接影响船舶的精度和制造周期,焊接引起的 结构变形仍是船舶在施工过程中遇到的严重问题,不仅降低了焊接质量,而且由 于变形过大而影响到下一阶段的装配和焊接。焊接变形的不断积累使船体部分的 密封变得困难。对于更复杂的变形,广泛的焊后变形校正不仅降低了生产效率,而 且增加了生产成本。此外,加热以校正焊接变形经常导致结构材料的腐蚀,导致低 应力损伤等。目前,在焊接变形预测和控制方面取得了重大的理论和实践突破。 关键词:船体结构;焊接变形预测;控制 引言 船舶结构的焊接变形管理是高精度造船的关键,对于改善造船品质、缩短造 船周期、降低成本等方面都有着重要作用。在造船期间,焊接变形问题的发生不 但会使得焊接品质下降,同时变形严重还会给接下来的装焊工作造成一定的干扰。焊接变形的持续累积造成的直接后果是船体分段之间无法紧密合拢,并且若变形 情况复杂,则需要在解决这一问题时耗费大量的时间与精力,不但干扰生产效率,而且不利于成本的节约。 1船舶焊接部分出现构件变形的主要因素 船舶制造过程中主要采用钢板焊缝、热弯曲钢焊缝和钢结构焊接,是造成船 舶结构热应力变形的主要原因,焊缝热应力引起的焊接变形的外部扰动和自然应 力主要发生在实际焊接过程中;其中热态和热态的不均匀性是由金属材料引起的,热态和冷态会导致焊缝位置周围的区域变形,而冷态的钢板焊接所需的所有 热能量都来自于高温下的热射线,当焊缝的热源被去除时,钢板拉伸到焊道上, 焊缝处的压力会发生变形,研究表明,船体结构的焊接变形与传热成正比。焊

船舶在修理过程中船体的变形及控制探讨

船舶在修理过程中船体的变形及控制探讨 船舶的修理过程中,船体的变形控制是非常关键的问题,它直接关系到修理质量和船舶的安全性能。船舶在服役过程中,会经受来自各个方向的作用力,这些力量会导致船体的变形。如果变形过大,就会对船体的结构造成损伤,从而影响船舶的整体性能。 船体变形的影响因素主要有以下几个方面: 1.施工环境 船体修理所处的环境会对船体变形产生影响。如果船体修理时所处的环境温度和湿度较高,容易导致船体的膨胀和收缩,从而产生变形。此外,施工现场抬船和下水,也是船体变形的主要原因之一。 2.船舶结构 船舶的结构设计也是影响船体变形的因素之一。船体结构设计不合理会导致船体变形加剧,从而对船舶的安全造成威胁。 3.修理方法 船体的修理方法也会对船体变形产生不同程度的影响。例如,在对船壳进行修复时,如果采用焊接等强力方法,容易导致船体变形。因此,在修复船体时应使用合适的方法,以减少对船体的影响。 1.设计合理的修理方案 在制定修理方案时,要考虑船体变形因素和船舶结构的特点,以确保修理方案合理可行。同时,要选用材料及设备,保证面板的质量、精度和船舶结构之间的适应性。 2.使用适当的缆绳 在对船体进行抬升和下水时,采用强度好、稳定性高的缆绳,并按照一定的规定往船体两侧交叉绑缆,以及专人监控缆绳的情况,以避免缆绳在运输或使用过程中出现过紧或过松的情况。 3.控制施工环境 在修理施工过程中,应控制施工环境的温度和湿度,以减少温度和湿度对船体带来的影响。同时,在抬船和下水的过程中,要尽量控制受外界作用力产生的冲击和变形。 4.合理使用焊接工艺

船体在修理过程中,不能避免焊接操作。在使用焊接工艺时,应注意焊接的顺序、方向和强度,控制焊接温度和水平,以保证焊接后对船体的影响最小限度。 5.控制人员数量 在施工过程中,控制工人数量也是船体变形控制的一个非常重要的因素。要尽量减少过多的工人在船体产生的影响,从而减少船体的变形程度。 综上所述,船体变形的控制是船舶修理过程中非常重要的一环。通过设计合理的修理方案、使用适当的缆绳、控制施工环境、合理使用焊接工艺和控制人员数量等方法,可以减少船体的变形程度,保证修理质量和船舶的安全性能。

散货船船体焊接变形的措施及预防

散货船船体焊接变形的措施及预防 摘要:分析了散货船船体船体常用焊接工艺方法的改进措施,对散货船船体焊 接变形的措施及预防进行了阐述,船体焊接过程中的新工艺,包括船体总组搭载 大接头的焊接自动化工艺和船体焊接变形控制与校正技术等焊接工艺,为焊接过 程中遇到的问题和对策提供了新思路。 关键词:焊接过程;瞬态热变形;焊接变形;温度场 在船厂的制造工序中,对散货船船体结构的焊接是一种重要的工作内容,船 体焊接具有典型的焊接工艺。据统计,在船厂的造船过程中,船体焊接的工作量 可以占据超过整个船体建造工作的40%工作量。焊接的质量和生产效率直接影响 到船体的建造周期、成本和使用性能。对船体钢板比较薄的船舶来说,焊接引起 的变形更为严重,如不能很好地控制焊接变形,将会给船体装配、主辅机系统的 安装带来极大困难,甚至达不到质量检验要求,施工中焊接变形的控制与矫正显 得尤为重要。 1 散货船的船体的瞬态热变形和残余变形 焊接变形(welding deformation)焊接过程中被焊工件受到不均匀温度场的作用而产生的形状、尺寸变化称为焊接变形。随温度变化而变化的称为焊接瞬时变形,被焊工件完全冷却到初始温度时的改变,称为焊接残余变形。焊接变形可以 分为瞬态热变形和残余变形,瞬态热变形在在焊接过程中,瞬间发生的热变形, 在焊接工作中极为常见;残余变形一般发生在瞬态热变形后,在室温条件下产生 的变形。引起以上两种焊接变形的主要机理是在工作现场焊接构件收到了不均匀 的温度场所致,由于材料本身对温度的反应程度,温度的不同造成了不同的热影 响区。 2 船体结构焊接变形产生的原因 下图船舶结构是由船壳、船体骨架、甲板、船舱和上层建筑所组成。以大中 型散装货船中的纵横混合骨架式结构为例,这种结构的主船体中一部分结构采用 纵骨架式,船体的另一部分结构采用横骨架式,如图1所示。船体结构是通过骨 架结构和板架结构等连接方式,采用不同的焊接方法制造而成的,所以焊接变形 直接决定了船体结构的整体性。 图1 船体结构 船体结构焊接时,在船体的对接处需要进行焊接,在接头区域达到船体材料 本身熔化的热量,由于材料局部的温度急剧升高,在焊接材料的局部区域会产生 不同的温度场,在热传导的作用下,材料本身结构内部会造成不均匀的温度分布,引起船体材料内部的不均匀的应力变化,称为热应变,热应变是当材料受到热作用,由于温度的上升或下降,发生的几何形状有关方面和尺寸变化。随着该热量 的不断输入,在使材料结构实现金属原子间相互结合的同时,也不可避免地带来 了各种形式的焊接变形,该变形量的种类和大小受焊接热源的输入量和热温度场 影响,同时还与其结构的约束度有密切关系,对船体结构而言,结构的横向收缩、纵向收缩、扭曲变形、绕曲变形的程度受焊接顺序、焊接方法、焊接线能量等影响。焊接变形破坏了结构的外观,降低了结构的抗弯强度。例如:金属材料的导 热系数不同,热胀冷缩的程度也会不同,在焊接时,温度的急剧变化会使焊缝及 焊缝附件的热影响区产生压缩塑性变形。特别在冷却过程中,发生热胀冷缩,产 生构件的焊接变形,所以,在实际焊接工作中,除了前面提到的瞬态热变形,后

薄板焊接变形的控制与矫正研究

薄板焊接变形的控制与矫正研究 摘要:随着材料学的不断发展,在满足强度的条件下,更轻便、更薄的材料得到更多的青睐。然而对于薄板来说,焊接带来的温度场和应力场更容易使得其产生更大的变形。采用仿真软件进行分析,不但可以帮助企业分析解决生产中出现的困难,还可以积累更多的数据,得到更科学的焊接经验。基于此,本文主要对薄板焊接变形的控制与矫正研究进行了简要的分析,希望可以为相关的工作人员提供一定的参考。 关键词:薄板焊接;变形;控制与矫正 引言 近年来,薄板焊接结构件在船舶建造,特别是军船、小型船舶和船体上层建筑中的运用越来越广泛。由于薄板焊接时易产生较大的焊接变形,而影响焊接变形的因素错综复杂,因此,需加强薄板焊接变形的控制与矫正研究。 1薄板焊接变形的种类 如果焊件的形状尺寸产生了一系列变化,也就证明了构件发生了变化。由焊接造成的变形,称为焊接变形。当焊后的构件完全冷却后,所遗留下的变形就是残余变形。在薄板焊接施工过程中,存在着不同的变形形式。焊接焊件的过程汇总,因其局部以及不均匀的循环快速加热与冷却从而导致热压缩塑性应变,产生焊接残余应力从而导致焊接变形状况的发展。同时焊接变形存在在焊接过程中以及焊接完成后均会出现一定程度的变形。根据焊接结构件当中的焊缝收缩作用力具体方向以及方位,其能够划分为收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形以及扭曲变形5中类型。其中收缩变形主要是焊件出现整体缩小。焊缝纵向以及横向收缩均包含在收缩变形当中。角变形具体是焊缝截面上下不对称或者是受热不均匀,焊缝竖横向上下收缩不对称从而造成变形的出现。而角接接头以及V形坡口的对接接头非常容易出现角变形。弯曲变形主要是焊缝结构分布不对称导致,造成焊缝的纵向收缩出现差异,出现焊件向一侧严重的弯曲。而波浪变形主要为焊接薄板结构当中,焊接压应力迫使薄板稳定性发生偏移,导致出现无规律的波浪变形。最后扭曲变形主要因焊缝的角变形沿着焊缝长度上整体分布不均以及焊件纵向错边所引发。焊接顺序以及施焊方向存在着不合理性,位置不对称等问题的影响,导致扭曲变形的状况。 2焊接变形产生的原因 电弧焊是常见的熔化焊方法,在焊接的过程中极易导致加热以及冷却不均匀的状况发生,就薄板而言,其中焊接时所导致的热变形以及焊接构件的刚性条件是制约焊接变形根源性因素,而热变形主要受到焊件的刚性约束,导致压缩塑性变形,进而构成了焊接残余的变形。 2.1影响焊接热变形的因素 对焊接热变形产生制约的诸多保证因素方面,主要有焊接方法以及工艺、参数、焊道的层数、施工的方法以及母材的性能等。焊接方法具有很多类型,方法以及工艺不同其所产生的温度差也具有差异,从而构成热变形也各不相同。通常而言,手工焊与自动焊相比,其变形较大,由于手工焊加热不集中,受热区比较宽,因此出现变形较大。在二氧化碳气体保护焊当中,因焊丝比较细,电流的密度大,加热区更为集中,从而导致变形更小。焊接的参数主要包含焊接电流、电

三角板扶强材对船体结构焊接变形的影响和控制

三角板扶强材对船体结构焊接变形的影 响和控制 【摘要】在生产船舶的时候需要加强控制板件的变形和屈曲,使整体结构的 承载力因此提高,而在船体结构焊接装配中利用三角板扶强材,整体结构的重量 因此增加。本文主要分析了三角板扶强材对船体结构焊接变形的影响,提出针对 性的控制措施,选择最佳的三角板扶强材使用方案,保障船舶生产质量。 关键词:三角板扶强材;船体结构;焊接变形;影响分析;控制措施 在造船工作中为了控制船体结构变形等问题,并且使板材的承载力不断提高,通常需要发挥出三角板扶强材的支撑作用。因为大量使用三角板扶强材,将会使 结构重量因此增加,船舶性能将会受到影响,而且还会增加造船成本。而且焊接 三角板扶强材将会增加焊缝的数量,因此可能会加剧焊接变形问题,导致板件位移,如果没有落实针对性的控制措施,不利于精确拼接船体各分段,如果无法较 大将会引发返工,无法按时完成船舶生产任务。而焊接残余应力和变形问题等会 影响到整体结构的强度和使用寿命。在船舶设计单位需要精准性的预测和控制船 体结构焊接变形。可以利用热弹塑性有限元法和固有应变法和固有应变法等,有 效预测船体结构焊接变形,有利于选择合适的控制方法。对比传统的实验方法, 这种方式计算时间比较短,而且具有较高的工作效率,可以保障结果的准确性, 节省人力资源和物资资源等,降低整体生产成本,可以及时预测船体焊接变形问题,有效指导船舶结构生产工作,提高船舶设计生产水平。 一、概述焊接接头固有变形计算 (一)建立焊接接头有限元模型 为了精准性的预测船体结构焊接变形,焊接接头接头固有变形计算过程中可 以利用热弹塑性有限元法,因此需要建立有限元模型计算分析焊接接头中的所有 焊接接头。

船舶钢结构焊接中的常见问题与控制措施

船舶钢结构焊接中的常见问题与控制措施 摘要:钢结构自重轻并且塑型和韧性也比较好,在很多制造业中应用广泛。为 了提升船舶钢结构焊接质量,提升现阶段船舶生产能力,有效减少船舶故障发生 机率,延长船舶使用寿命。钢铁产业的发展也在大步向前,各种新型钢材接连不 断地出现,我国是钢铁使用大国,所以做好钢结构保护措施十分重要。基于此, 笔者展开以下探讨。 关键词:船舶钢结构焊接;常见问题;控制措施 一、钢结构焊接变形的主要形式 1.纵向缩短和横向缩短变形。这是由于钢板对接后焊缝发生纵向收缩和横向 收缩所引起。 2.角变形。钢板V形坡口对接焊后发生的角变形,是由于焊缝截面形状上下 不对称,引起焊缝的横向缩短上下不均匀。X形坡口的对接头,当焊接顺序不合理,造成正反两条焊缝的横向缩短不相等时,也会产生角变形。 3.弯曲变形。焊接梁或柱产生弯曲的主要原因是焊缝在结构上布置不对称所 引起。丁字形梁焊缝位于梁的中心线上方,焊后焊缝纵向缩短引起弯曲变形 4.扭曲变形。扭曲变形原因较多,装配质量不好和配件搁置不当,以及焊接 顺序和焊接方向不合理都可能导致变形,但归根到底还是焊缝的纵向或横向缩短 所引起。 5.波浪变形。主要是由于焊缝的纵向缩短对薄板边缘产生的压应力而造成的;其次是由于焊缝横向缩短所造成。 二、船舶钢结构焊接常见问题及成因 1.船舶钢结构焊接变形 使得钢材在高温条件下会发生体积膨胀,导致钢材焊接的接口处极易发生变形,从实际情况来看,船舶钢结构焊接变形可以划分为横向收缩变形、纵向收缩 变形、角变形、挠曲变形等类型。船舶钢结构在焊接过程之中,产生的高温使得 焊接钢材的焊接部分与未焊接部分在温度上产生一定的差异,进而在钢材内部产 生焊接应力,这种应力如果超过合理的范围,将会导致钢结构发生变形。由于应 力方向的不同,产生了纵向收缩变形与横向收缩变形两种,具体来看纵向收缩变 形发生在船舶钢结构焊接处的纵向位置,在纵向位置上发生收缩变形;横向收缩 变形则发生在船舶钢结构焊接处的横向位置,在横向位置上发生所收缩变形。船 舶钢结构角变形的发生是由于钢结构在焊接过程之中由于工作人员不合规的操作 导致焊接位置发生结构移动。挠曲变形通常情况下,表现为钢结构焊接处发生拱 状弯曲,并且变形程度存在一定的差异,从实际情况来看,钢材质量的好坏是影 响挠曲变形的重要因素。船舶钢结构焊接过程中时常会咬边病害,所谓的咬边是 指焊接边缘出现凹陷,目前形成船舶钢结构焊缝咬边的原因是多方面的,具体来看,焊接过程中,电流过大、运条运行速度过快以及电弧过长等因素,使得焊件 被熔化之后形成一定的深度,而这一深度并没有被填充金属及时填充完全,导致 结构凹陷。咬边病害导致钢结构接头的工作截面大大降低,使得船舶钢结构咬边 外部应力逐步集中,工作截面所受荷载增加,破坏了钢结构的稳定性,对钢结构 焊接质量带来消极影响。 2.船舶钢结构焊缝缺陷 焊缝缺陷也是船舶钢结构焊接过程中对产品质量造成影响的一个主要问题。 焊缝缺陷病害也包括多个类型,即焊缝尺寸不合要求、气孔、裂纹、夹渣、焊瘤

船体结构焊接变形的控制与火工矫正分析

船体结构焊接变形的控制与火工矫正分析 摘要:船舶建造过程中的变形是一种常见现象,造船行业作为市场经济持续增 长中重要组成部分,在人均物质生活水平显著提升在这样的背景下,对造船工艺 提出了更高的要求,尤其是在船体结构焊接中,可能由于种种客观因素影响,缺 少合理有效的控制导致造船中出现结构焊接变形问题影响到造船质量。本文就船 体结构焊接变形的控制进行分析,结合实际情况,针对变形问题寻求合理的火工 矫正方法,尽可能降低变形问题对船舶制造质量带来不良影响。 关键词:火工矫正控制;变形;船体结构 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。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。船体变形可大致分为:发生于焊接结构某部位的构件 局部变形,除此之外,还有体变形,即整个结构形状和尺寸发生了变化。 2焊接变形的预防与控制 2.1正确的焊接结构设计 ①计薄板结构时,应校核和提高构件的稳定性,防止波浪变形。②优先考 虑型钢代替钢板,想方设法提高钢材的利用率,尽可能减少焊缝数量。③尽可能选取小的焊缝尺寸,在保证结构承载能力条件下,综合施工工艺的可能性。④为避免焊接后产生扭曲或较大弯曲变形,应尽可能使焊缝对称于截面中性轴,选用 对称截面的结构。 2.2优化选择合理的焊接工艺 在船舶结构焊接变形控制中,为了能够有效提升控制成效,应该从以下几个 方面着手:(1)结合实际情况,选择合理的焊缝尺寸,如果焊缝尺寸增加,相应的 变形程度也将随之增加,但是焊缝尺寸过小可能会对结构整体承载能力产生影响,进而加剧焊接接头冷却速度,热影响区硬度不同程度上增加,可能出现裂缝现象,影响到船舶制造质量。故此,应该在尽可能满足结构焊接质量和承载力要求基础上,根据板的厚度来选择合理的工艺,在可接受范围内尽可能选择较小的焊缝尺寸。(2)减少焊缝数量,合理控制板的厚度,降低焊缝和焊接变形带来的不良影响,也可以通过压型结构,改善传统肋板结构存在的缺陷和不足,提升结构稳定性, 减少焊接数量,尽可能避免船舶结构焊接变形现象出现。(3)合理选择焊缝位置, 焊缝和焊件截面中性轴对称,这种设计可以有效降低焊接变形问题出现,提升焊 接质量;(4)收缩余量的预留控制,焊件焊接处理后.可以通过焊缝收缩量来估算纵向与横向收缩变形程度,这就需要在船舶结构焊接设计中预留收缩量,加强焊缝 的控制成效。同时,还安预留装配焊接卡具的位置,便于后续焊接过程中可以使 用夹具有效避免变形现象出现。 2.3反变形措施 反变形措施也称为变形补偿控制,主要针对船体总尺寸的收缩变形及中垂或 中拱)进行变形量的弥补。目前主要采取的措:施是在线型放样中及胎架_上施放 反变形量。根据经验,一般来说可在纵向每档肋距加放lm m的焊接收缩量,横 向每档肋距加放0.5mm的焊接收缩量,可较好地抵消总尺寸的缩短;在每档肋距施放lmm高度反变形,可较好地抵消船体中垂或中拱)度形。这两种反变形措施 都具有良好的补偿效果。

造船焊接变形和反变形控制

造船焊接变形和反变形控制

造船中的焊接变形和反变形控制 1.研究背景 船舶工业是传统的劳动密集型装配制造业,焊接操作是其中主要的作业形式之一,焊接水平的高低在很大程度上决定了船体的质量和生产效率,而焊接变形又是焊接过程中最难控制的一环。焊接变形的存在不仅造成了焊接结构形状变异,尺寸精度下降和承载能力降低,而且在工作荷载作用下引起的附加弯矩和应力集中现象是船舶结构早期失效的主要原因,也是造成船舶结构疲劳强度降低的原因之一[1]。焊接变形对现代造船技术的应用产生了障碍。由于焊接变形对船舶建造质量、成本和周期都具有重要影响,工业界一直对其非常重视,对焊接变形从实验和理论上进行了大量研究,希望能够对焊接过程进行有效预测和控制。反变形可以控制焊接变形,降低残余应力,且方法简单易行,在船舶行业有广泛的应用。 2.背景内容 针对造船中的焊接变形,国内外专家进行大量的研究。焊接过程是一个非平衡的、时变的、带有随机因素影响的物理化学过程,它涉及电弧物理、传质传热和力学等方面。至今对焊接过程变形的实时检测与监控仍是困难的,不仅需要特殊的方法,而且对设备的要求也很高。随着计算机软、硬件技术的快速发展,使得焊接热加工过程的数值模拟应运而生,实践证明数值模拟对于研究焊接现象是一种非常有用的方法。 2.1国外专家的预测和研究 20世纪30年代以来,许多苏联学者就开始了焊接变形计算与控制研究。如 C.A.库兹米诺夫[2]研究了典型船体结构总变形和局部变形的计算方法,提出了减少和补偿焊接变形以及矫正主船体结构的解决方案。Greene和Holzbaur[3]开展了降低焊接残余应力和变形的研究,目前降低残余应力和焊接变形技术大多数由他们制定的法则演变而来。法国的国际焊接研究所对“焊

船舶装配技师论文(船体分段变形的预防控制与焊后矫正)

船舶装配技师论文(船体分段变形的预防控制与焊后矫正) 船舶装配技师论文(船体分段变形的预防控制与焊后矫正) 船体分段变形的预防控制与焊后矫正 南通小风 随着当今船舶行业不断的发展和进步,无论是船舶的排水量还是在其建造材质上都发生了质的变化。船舶的大量使用钢质建造材料的同时,船舶新的船型也在不断的被开发运用,在船舶运载吨位不断扩大的同时,船舶建造的质量问题也摆在了我们造船人的面前。怎样提高船舶建造精度,我认为从船舶建造之处(包括钢板处理,划线,下料,小组拼装,到分段组装等)就应该加以预防控制,特别是船体分段的变形预防与焊后矫正控制得当,那必将使船舶的整体建造精度控制得到一个质的飞跃! 船体分段的总体精控由于数控激光的划线和下料的普及,及小组拼装构件简单,便于控制和矫正。我们这则着重从分段拼装,焊接控制和焊后矫正这几方面入手。一分段的装配精度控制 在船舶建造过程当中,无论放样、材料加工、零部件装配、焊接或其他工序,不论手工操作还是机械作业,都不可避免的产生尺寸之间的偏差,即生产误差。按照造船业的特点,造船的生产误差有草率性、规律性以及随机性三类误差。 1)草率性误差、在造船过程中,由于操作人员的粗心大意,思想上不重视,不认真,如看错尺寸、符号、不按施工要求操作、使用失修的设备加工,测量等,所产生的生产误差、叫做草率性误差。在贯彻实行新工艺的过程中必须予以消除。

2)规律性误差、在一定的生产工艺条件下存在着一定规律的固定误差,他是被人们所掌握的一种具有一定确定性关系的误差。如用一定粗细的石笔进行样板号料,其误差是比样板尺寸大的误差,其数值的大小与粗细有关。又如肋板的拼装焊接成整块肋板的宽度尺寸,因为焊接的收缩将产生负误差(即焊接后的整块肋板的尺寸要小)误差的大小则与肋板拼装时的数量、焊接长度与施焊范围大小有关,即在一定的焊接条件下,一定规律的板材经过拼装焊接后,将产生确定数值的规律性误差,这种有确定性关系生产误差,叫做规律性误差。3)随机性误差、在造船的生产过程中,由于受到不可控因素的影响,即使在同一生产的工艺条件下,每到工序、每台设备总要生产大小不定,,正负不定的误差,这是一种有一定范围限制的偶然性的生产误差。如按照号料的线际进行气割,不管是手工气割还是自动气割,不管任何人操作,都要产生大小不一,正负不一的误差,这种有偶然性的随机变化的误差,叫做相关关系的随机误差或偶然性误差。 上述三种误差某种程度上是制约提高船体分段建造精度的绊脚石,我们只有正确的严格按照施工图纸、施工工艺要求、施工规范把好每道工序的质量关才能有合格的产品流向下道工序。使分段变形与误差控制在最小值,同时也为焊后测量对比和矫正提供依据。如胎架每点高度值是焊后矫正的重要依据。二分段变形及预防控制 分段在焊接过程当中由于各部件存在的误差(如焊缝间隙大小,焊缝坡口大小等)都会不可避免的产生焊后变形的差异。这些变形会直接影响船舶的强度,增加船舶的航行阻力以 及整船的美观等一系列的性能等问题。为防止变形,一方面采取预防措施,控制变形,另一方面则在焊后进行矫正。

船舶分段装配过程中的焊接变形控制

船舶分段装配过程中的焊接变形控制 摘要:船舶分段装配过程中,因涉及环节较多,且各环节会受到各种不同因 素的影响,因而就会出现变形问题,这些问题的出现多是因为焊接船舶分段装配 的过程中局部或者整体出现变形问题而导致的,若相关工作人员不重视这一问题,船舶则会出现尺寸偏差、结构失稳等诸多问题,进而则会导致船舶规格无法达到 预期要求。基于此,本文重点分析了船舶分段装配过程中焊接变形问题产生原因 以及有效控制焊接变形问题的措施。 关键词:船舶;分段装配;焊接变形;控制措施 1.焊接变形概述 船舶分段装配过程中焊接变形问题的出现是因为建造船舶的过程中,各构件 或者焊接部位受到焊接热源、焊接热循环以及各种外部因素的影响,受热不均匀,所以,冷却过程中各构件或者焊接部位的收缩量及收缩速度则会发生较大改变, 进而则会导致焊接变形问题的出现。其次,船舶分段装配过程中的焊接变形问题 主要包括两种,一种为局部焊接变形,一种为整体焊接变形,为此,相关工作人 员就需根据不同的变形问题采取相应的控制措施,以确保后续建造工作的有序开展。 1. 船舶分段装配过程中焊接变形问题产生原因 船舶分段装配过程中,通常均会使用电弧焊,但使用电弧焊的过程中,焊接 部位会快速受热、并快速冷却,这样一来,焊接过程中或者焊接好之后各构件就 会出现不同程度的变形问题,但焊接变形问题的产生主要是因为焊接过程中各构 件出现变形及焊接构件自身的刚性条件不够而导致的,构件自身的刚性则会直接 影响焊接过程中的热变形情况,进而导致压缩塑形变形问题的出现以及焊接残余 变形问题的出现。

2.1焊接因素 从当前船舶的建造情况来看,船舶建造涉及方面相对较多,在主船体、分段及总段的建造中则会应用各种不同的焊接工艺,其中一些焊接工艺就会导致钢材出现不同程度的变形问题。钢材出现变形问题是因为焊接分段装配的过程中焊接点产生了较高热量,而导致焊接部位及其周围区域温度存在较大差异,进而则会进一步导致不相容变形问题的出现。其次,焊接船舶分段装配的过程中,工作人员管理水平的高低及其综合素养也会导致船舶焊接变形问题的出现。 2.2材料因素 不仅所使用设备的精良程度及焊接工艺会影响船舶的建造质量,同时原材料质量的优劣也会影响船舶的整体建造质量。在分段装配船舶的建造中,钢材作为主要的原材料,为有效保证船舶的建造质量,就需确保所选钢材满足船舶建造要求。通常来讲,不同类型的钢材其机械性能也会不同,所以,焊接分段装配的过程中,各部件受热之后其钢材的机械性能也会发生较大改变,进而则会导致焊接变形问题的出现。不同类型的船舶其对于钢材也有着不同的要求,为此,设计船舶的过程中,相关设计人员不仅要考虑船舶的建造成本,同时还需确保选材的合理性,这样方可有效提升材料的适用性,有效缩减焊接变形问题的出现。 1. 船舶分段装配过程中焊接变形问题控制措施 3.1合理选用焊接工艺 船舶分段装配过程中,所选焊接工艺是否合理,则会直接决定船舶焊接变形问题的发生概率,为有效控制焊接变形问题,就需确保所选焊接工艺的科学性、合理性,为此,船舶建造企业必须在无应力强制环境下分段装配船舶。分段装配船舶的过程中,若装配应力较大,在尚未焊接各构件的情况下各构件就会出现绕曲、波浪变形等问题,这就要求相关工作人员必须高度重视薄板构件的焊接装配问题,焊接船舶的过程中,应从船体的中间部位逐步向两侧焊接,最后在焊接船尾,这样方可有效提升船舶的整体焊接效果。其次,焊接应力与焊接变形二者之间也有着密切关系,要有效降低焊接变形问题的概率,就需彻底消除焊接应力,

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