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船体建造工艺讲座,中船澄西设计部陶海,造船工艺,一、以前1、船体建造工艺 2、舾装工艺,造船工艺,二、现在1、船体建造工艺 2、舾装工艺 3、涂装工艺,理由：1、自进入20世纪70年代以来，由于船舶大型化导致涂装工程大量增加 2、质量要求不断提高 3、涂装技术得到迅速发展 涂装作业从舾装作业中分离开来,造船工艺,船体建造工艺就是加工制作船体构建，在再将它们组装焊接成中间产品（部件、分段、总段），然后吊运至船台上总装成船体的工艺过程。作业内容包括：1、船体放样号料 2、船体构件加工 3、中间产品制造 4、船台总装,造船工艺,造船也通常将主船体和上层建筑以外的机电装置、营运设备、生活设施、各种属具和舱室装饰等。统称为舾装工程。按材料：钢材、有色金属和合金、木材、工程塑料、水泥、陶瓷、橡胶。玻璃等。按工种：装配工、焊工、木工、铜工、钳工、电工等多大数十种,造船工艺,按内容：机械舾装、电气舾装、管系舾装、船体铁舾装、木作等。按作业阶段：舾装件制作（采买）、舾装托盘、分段舾装、总段舾装、船内舾装。按区域：机舱舾装、甲板舾装、住舱舾装、电气舾装等,造船工艺,涂装作业就是在船体内外表面和舾装件上，按照技术要求进行除锈和涂敷各种涂料，使金属表面与腐蚀介质隔开，达到防腐蚀处理的目的。包括：钢材预处理、分段涂装、总段涂装、船台涂装和码头涂装等制造级的生产作业系统。,造船工艺,总结 现代造船方法已发展为以区域为基础，将船体建造、舾装和涂装三种不同类型的作业相互协调和有机结合的组织生产，形成壳、舾、涂一体化建造技术，即区域造船法。以此建立的造船生产工艺流程，按工艺特征归纳起来，大致可概括地表示成下图。,造船工艺,船体建造工艺,在修造船项目中，钢料加工历来是首先考虑的对象：需要：大型设备大型其中设备、油压机、数控切割 机、大型平板车、刨边机等。大型设施厂房、船台、船坞等 大面积的场地钢材堆场、成型场地、分段制 作场地、总组场地等。大量人力切割工、冷工、火工、装配工、电 焊工、碳刨工、打磨工、起重工 等。资金占用量大，施工条件复杂，管理难度大。,船体建造工艺,一、船体放样 放样是造船生产过程中的首道工序，虽然工作量与整个造船工作量相比甚小，但却是相当复杂和精确的工作，否则将直接影响到以后各道工序乃至最终产品的质量。,船体建造工艺,分类：1.手工放样1：1放样、比例放 样 这是传统的放样方法 特点：手工操作、劳动强度大、精度差、需要大面的放样台、花费大量的材料制作样板和样箱 结论：效率低、成本高、不利于造船 向机械化和自动化方向发展,船体建造工艺,2、数学放样 是利用电子计算机进行的现代放样方法趋势：数学放样、部分手工放样数学放样、部分人机对话船舶设计和光顺、壳板型材（放样）、肋骨弯曲、零件生成和套料初步设计、详细设计、生产设计、结构图生成、工作图生成、放样、套料全部过程日本钢管公司，最早将数学放样应用于生产瑞典考库姆计算机公司（KSC）的TRIBONCADDS5软件沪东中华造船集团有限公司信息技术研究所的SPD,船体建造工艺,二、船体号料 号料是放样的后道工序，是将放样展开后的船体构件外形，依据草图、样棒、样板或样箱、样板图或投影底片、数控纸带等，将其复制到钢板或型钢上，并标注加工装配符号、施工信息等，供后道工序使用。,船体建造工艺,分类：1、手工号料 2、光学号料、电印号料实现了 自动号料 3、套料实际也是一种号料。与数控切割机结合，实现了计算机辅助建造，可在电脑屏幕上视线构件图形的修改、复制、平移、镜像、缩放和切割指令生成等,船体建造工艺,*套料软件的最新发展：快速套料，自动化程度更高，人工 干预少。优化切割路径，缩短空程长度 共边，减少切割长度 一笔画，减少穿孔，提高切割质量,船体建造工艺,三、船体加工 船体加工是将号料后的钢材，用机械、工具加工成设计所要求的规格和形状分类：按钢材特性冷加工、热加工 按构件的形状边缘加工（含刨、切割、剪切、冲裁）、和成形加工（包括辊、压、折弯、矫形等）,船体建造工艺,1、钢料切割 发展：手工切割 用割枪进行手工切割（半自动切割小车切割、仿形切割等）光电跟踪切割光电跟踪切割机，需要画光电跟踪切割图 数控切割 数控切割机,船体建造工艺,*数控切割机的发展 数控火焰切割优点：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）钢板尺寸不受限 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）控制装置稳定可靠与手工切割相比,船体建造工艺,数控等离子切割机 优点：是数控火焰切割机速度的36倍水下等离子切割机 优点：切割产生的金属粉尘比等离子切割减 少99 噪音频率大大降低，强度大大减少 切割质量好，端面无圆角，无挂渣 割嘴寿命长 有害气体被水吸收 等离子弧发出的紫外线有所减弱等。,船体建造工艺,船体建造工艺,激光切割 优点：能量密度高、热量输入低、热 影响区小、易于控制 是未来造船钢板切割的发展方向水射流切割 分为纯水射流切割 添加磨料的水射流切割,船体建造工艺,*机械剪切和冲裁 由于剪切和冲裁边缘受到外力作用产生塑性变形最终断裂，从而破坏了结构，降低了边缘的力学性能，这样的零件运用到船舶上会给船舶营运带来安全隐患，所以机械剪切和冲裁的零件不被船东和船检认可。现在还有少量小型船厂还在使用，主要用于制造内河船舶。,船体建造工艺,2、成形加工 船体成形加工是将下料后的零件（钢板、型材等）加工成构件所需的实际形状。1）板材加工 冷加工 用于加工单向曲度的板 水（油）压机、三星辊等 热加工 用于加工曲度很大的双曲度板 需要制作压模，周期长、成本高 水火弯板 用于加工曲度较小的双曲度板 利用热胀冷缩产生的内应力是钢板产生变形，成本低，对施工人员要求较高,船体建造工艺,船体建造工艺,最新发展 数控水（油）压机机械化线状加热系统，并与微机和数控技术相结合达到自动化,船体建造工艺,2）型材加工 是将型材加工到实际所需要的形状 主要设备：型材弯曲机 撑床 肋骨冷弯机 需要在型材上绘制逆直线*数控肋骨冷弯机,船体建造工艺,四、船体装配 1、部件装配 2、分段装配,船体建造工艺,1、部件装配 分4类：1）T型材组合件 先进的船厂采用T型材生产线，或自动生产线（配以自动输送辊道、高精度切割机、装焊机器人 钢厂轧制不同规格的T型材供船厂使用 专门拼装各种T型材的专业工厂2）平面分段内部构件 3）曲面分段内部构件 一般用人工在平台上装焊，或用传送辊道等辅助输送，采用机械化装焊设备。大批量生产也有组建机械化构架生产线，或将生产线组成为某一分段流水线的一部分4）铁舾装件 在平台上组装,船体建造工艺,2、分段装配 分类 1）平面分段 2）曲面分段 平面分段的工作量更多些 主要船厂采用平面分段装配生产线 焊接机器人 药芯焊丝电弧焊工艺 焊接前钢板经预弯曲 焊接后用材料输送系统运送,船体建造工艺,船体建造工艺,五、船台装配 船台装配主要制船体零部件、分段、总段在船台（坞）的装配过程。船台（坞）是船厂的主要造船设施，也是提高产量的关键 总段建造法 塔式建造法 岛式建造法 串联建造法 先行建造方式 两段建造法 目前一般采用的建造方式如下图,船体建造工艺,