船体加工与装配2.ppt
船舶与海洋结构物制造技术,江苏科技大学先进制造技术中心,第四章 船体加工与装配 第一节 钢材预处理 第二节 船体零件加工 第三节 部件装配焊接技术 第四节 分段装配焊接技术 第五节 船台（坞）装配焊接技术 第六节 船体密性试验,本节课讲授内容,第三节 部件装配焊接技术,船体装配的工艺过程,部件装配,分段装配,总段装配,船体总装,预装配,组件装配,第三节 部件装配焊接技术,1、预装配的主要工艺装备平台,1.1、固定式平台 主要用于装焊部件、组件、平面分段。应有足够的刚性和平整度，四角水平偏差5mm，平面度3mm。1.1.1、钢板平台（实心）,用于绘制全宽肋骨型线图、装焊肋骨框架。钢板厚10mm，平台高300mm。,第三节 部件装配焊接技术,1.1.2、型钢平台（空心）,用于拼板、装焊平面分段。平台高300-800mm。,1.1.3、水泥平台,平台用于胎架的基础，型钢用于电焊通路、固定肋架。,第三节 部件装配焊接技术,1.2、传送带式平台 既用于装焊部件、组件、平面分段的装焊，也用于运送工件，可组织流水线。1.2.1、辊柱式输送平台 1.2.2、圆盘式输送平台,第三节 部件装配焊接技术,2、拼板 船体各层甲板、平台、纵横舱壁、围壁、平直外板等均可预先拼板。平直的板列经过拼装、焊接，送往部件装配区和分段装配区。2.1、拼板零件的分类1)大型长方形零件。如船体平行中体部分的甲板、外板和底板零件，双层底和纵隔壁上的中部直线零件，这类零件的纵向边缘都是经过刨边机刨削或经高精度门式切割机切割坡口，并采用自动焊接，成为大张平板（俗称大拼板）。2)具有部分曲线边缘的平板零件，如肋板、横隔壁和甲板的边缘板，艏艉部分的构架零件等。,第三节 部件装配焊接技术,2.2、拼板流程1）熟悉拼板工作图，零件号、尺度、拼板位置、拼板接缝的坡口形式和焊接方法，零件上写字的一面为安装构架的平面。2）将拼板零件的拼接边缘进行清除铁锈和油污（露出金属光泽），然后按照拼板图上注明的零件长度方向的正足端（先切割余量的定位端）对齐。通常自动焊和单面焊双面成型焊接时，拼缝的间隙均为01mm；手焊缝间隙为02mm；CO2半自动单面焊间隙4mm。3）拼接时，先在接缝平整的部位进行定位焊（先中间后两端再加密）。拼板边缘处高低误差极限值为lmm。,第三节 部件装配焊接技术,第三节 部件装配焊接技术,因为定位焊收缩变形大，所以先拼边缝再拼端缝，焊接时为减少应力应先焊端缝再焊边缝。,第三节 部件装配焊接技术,4）定位后在纵缝的两端要装妥100 x100mm的引弧板和熄板，厚度与母材相同，以保证焊缝两端减少裂缝的发生率。引弧板必须在拼板双面焊接合格后再割除。5）拼装以后的板列，进行自动焊前应该将焊机对准焊接拼缝，预先行走一次，用机头指针检查焊接缝中心线和焊机行走轨迹是否重合，正确后施焊。,第三节 部件装配焊接技术,6）装焊翻身吊环后将板列翻身，反面板缝碳刨扣槽，磨光后封底焊。若拼板采用单面焊双面成型工艺时，由于焊缝施焊的终止端容易产生裂缝，因此必须碳刨扣槽后手工补焊。板列不再翻身时，有些工厂就在流水线拼板工位区，位于板缝两端部位设置地坑，以便人员进入地坑补焊。7）拼板焊接变形矫正。8）检验探伤。,第三节 部件装配焊接技术,2.3、拼板焊接,各船舶检验机构所颁布的规范中对对接焊缝质量都有明确的要求。拼板焊接内部质量不允许产生裂缝、未焊透、夹渣、密集气孔和针状气孔等缺陷。外板、甲板、内底板等主体结构的对接焊缝应按规范要求进行X光拍片检查，评定质量等级。共分四级，其中13 级为合格片，4级为不合格片。拼板焊缝的质量要求高，其焊接方法，一般工厂采用单丝或双丝焊机进行双面自动焊，为了提高焊接效率，有的船厂采用单面焊工艺，板列不翻身，工序节拍短，生产效率高。,第三节 部件装配焊接技术,2.4、单面焊接的反面成形方法1）滑块焊接 滑块焊成型时两板间需留有一定的间隙，起弧端处的间隙为，熄弧端处的间隙为1。,因为焊接过程中板缝有逐渐增大的趋势，这种趋势将随板的厚度和长度的增大而增大。,第三节 部件装配焊接技术,反面衬垫的形式有：,由于焊机小车在板缝中通过，故不进行定位焊，而是用梳妆马板将钢板固定，在板缝两端各放一只，其余数只放在板缝长度等分处。马板的定位焊应尽量焊在马板的同一侧两端，不能焊在靠近板缝处，以免影响焊机的焊接，也不能焊在马板两侧，否则不易被拆。当焊机到达马板附近时，即把马板敲掉。,第三节 部件装配焊接技术,2）压力架焊接 用压力架对钢板加压，使之固定，接着在焊缝两端装上引弧板和熄弧板再进行焊接。钢板之间在整条焊缝上的间隙是相等的。当钢板厚度在10mm以下时，间隙为3mm，厚度12mm以上时间隙4mm。,第三节 部件装配焊接技术,2.5、拼板焊接变形1）是由于双面自动焊的上下面收缩力不平衡引起的角变形，可以采用火工校正方法消除，若采用单面焊时，角变形量就小。2）是由于焊缝纵向收缩时造成的焊缝端部板边上挠和角变形，一般也采用火工校平。3）是经过多张板的拼接后，大拼板整体产生挠曲，板材厚度10mm 以上，变形量少，可以局部火工校平。板厚8mm 以下较薄的板，变形量大，很难用火工校平，必须用校平机校正。,第三节 部件装配焊接技术,2.6、拼板划线 板列经过拼焊以后，在进入部装或分段安装工位以前必须进行划线和标清各种施工记号，作为装配构架和边缘切割的依据，如船体平行中体处的外板、甲板、底板的拼板，一般都留有切割余量，最终在分段上完工时切割正足。1）划线基准2）划构架安装线和切割线3）标注符号4）边缘切割（宽度+1mm，长度各+20mm）5）批刨焊缝增强量,第三节 部件装配焊接技术,第三节 部件装配焊接技术,2.7、拼板翻身调运 板列翻身。当拼板工序采用双面自动焊工艺进行反面封底焊时，必须将板列整体进行翻身。在机械化程度很高的工厂，可以在流水生产线上采用专用的机械装置翻身，而常用的翻身方法是装焊吊攀。吊攀间距要保证钢索的张角大于60安全角,10 10m2,12 12m2,第三节 部件装配焊接技术,第三节 部件装配焊接技术,2.8、拼板中常见的缺陷和预防方法 1)长度和宽度比值较大的单件板材，进行端缝拼接时，容易产生直线度超差，给下道工序带来困难。（四周在平台上用马板固定，横焊缝采用退焊法焊接。封底焊反向）2)拼板零件的纵缝边缘有局部凹凸变形时，会造成对接缝平面度超差。（检查零件边缘的直线度，校正处理）3)5mm 以下的薄板大拼板，其边缘波浪形过大（俗称宽边）应用校平机整平。,第三节 部件装配焊接技术,4)板列的纵向对接焊缝经常容易产生角变形，原因是两面焊缝的收缩力不相等造成变形。（火工线形校正、机械整平）5)板厚3mm以下的薄板拼焊后，挠曲严重。（拼板定位焊后，即安装构架，然后焊接拼板对接缝，利用构架的刚性）6)拼板采用单面焊工艺方法时，其焊缝的终端会产生裂缝。（选用正确的焊接规范和坡口型式，在接缝终端300mm处采用无损探伤后修补）,第三节 部件装配焊接技术,3、小组装 将拼板件或两个以上的板材和型材零件经过一次或二次组装焊接后，形成平面型的船体结构部件，这一过程称为小组装或部装。主要包括：T型部件、桁材和腹板结构、框架部件3.1、T型部件 单底船底部构架中的中内龙骨、舷侧构架中的舷侧桁材和宽肋骨、纵横隔壁的水平桁材、甲板构架中的宽横梁和宽纵桁。3.1.1、组成 面板和腹板,第三节 部件装配焊接技术,3.1.2、分类 直T型梁（面板平直）弯T型梁（面板弯曲）,3.1.3、工装平台,第三节 部件装配焊接技术,3.1.4、装焊方法倒装法直T型梁；侧装法弯T型梁,3.1.5、装焊步骤直T型梁1）看清图纸，掌握施工内容和技术要求，检查零件件号及尺寸是否与图纸要求相符。2）在面板上弹出腹板安装位置线。,第三节 部件装配焊接技术,3）面板有对接缝时要做好对接缝坡口清洁。4）面板有对接缝时，应在腹板上面板对接缝位置开过焊孔。5）从一端向另一端进行装配。6）做对面板与腹板之间的相对位置及夹角。7）在腹板上弹出火工矫正对合线。8）加设零时支撑。,第三节 部件装配焊接技术,9）焊接（先定位焊）、火工按对合线进行矫正。10）拆除零时支撑，做好清洁修正及油漆跟踪工作。,说明：在倒装时可在腹板与面板定位焊一侧预先加放一定的反变形，以抵消定位焊引起的角变形。为抵消焊接角变形，可将面板预先轧出反变形角度。为消除装配间隙，可在面板下垫一根管子。,第三节 部件装配焊接技术,3.1.6、装焊步骤弯T型梁（简要）1）按照部件形状制作搁架马板2）铺腹板（腹板上应有检验线一或两根）3）面板划线4）面板安装安装5）压紧，定位焊6）焊接7）检验、矫正,第三节 部件装配焊接技术,3.2、肋板、桁材板结构,双层底下的肋板和纵桁；主机座下纵桁；艏艉结构区域水平桁材和纵横隔壁；甲板室的围壁和舷墙结构等。,第三节 部件装配焊接技术,3.2.1、制作步骤：1）检查零件件号及尺寸是否与图纸要求相符2）拼装桁材板，划线（安装线、检验线）3）对接缝两端加焊引、熄弧板，焊接。4）翻身、对接缝清根，焊接。5）反面划线、装焊构件6）火工矫正。7）加设临时支撑（大于6m的要用槽钢加强）。8）完工标记、完工测量、报检9）做好清洁修正及油漆跟踪工作。,第三节 部件装配焊接技术,舱壁构件,第三节 部件装配焊接技术,3.2.2、说明：在进行构架装配时，先安装小型骨材，后安装大肘板或桁材等构件。若骨材嵌插于桁材内，则骨材必须在大肘板和桁材装妥以后才能进行定位。,第三节 部件装配焊接技术,3.3、框架部件 中小型船舶艉部肋骨框、半肋骨框；散货船的底边水舱和顶边水舱的肋板框架。3.3.1、分类普通肋骨框架：肋板、普通肋骨、普通横梁、梁肘板、舭肘板组成的环形框架强肋骨框架：由肋板、强肋骨、强横梁、肘板组成的环形框架,第三节 部件装配焊接技术,3.3.2、装配前的准备 在钢板平台上画出左右对称的全宽肋骨型线图，作为肋框装焊时对线定位和检验的依据。其画法步骤是：作出全宽肋骨型线图的格子线按放样型值依次逐根画出左右对称的肋骨型线、甲板梁拱曲线绘制纵向结构线、外板接缝线。,第三节 部件装配焊接技术,第三节 部件装配焊接技术,3.3.3、普通肋骨框架的装焊步骤（简要）1）肋骨、肋板、横梁定位（马板）2）梁肘板、舭肘板定位3）划线，供分段装配和安装构件用。4）临时加强。（应避开划线）5）焊接（对称、连续）6）翻身焊接7）火工8）检验,第三节 部件装配焊接技术,临时加强,第三节 部件装配焊接技术,3.3.4、强肋骨框架的装焊步骤（简要）宽板横梁、宽板肋骨、肋板都是对接的，要切割余量后再装配。1）肋板、梁肘板定位（不焊）水平、修割、移划,第三节 部件装配焊接技术,2）宽板横梁、宽板肋骨的定位,面板定位焊,第三节 部件装配焊接技术,3）嵌装肋板与梁肘板4）加强5）划线6）焊接7）翻身焊接8）火工9）检验,4、大组装4.1、双层底框架部件 双层底的结构型式在小型船舶上一般采用横骨架式，在大型船舶上如散货船、客货船和油船等船舶上都取纵骨架式。双层底框架部件是由一道纵桁、纵桁相邻一侧的肋板、纵骨、肘板和补板等构件组成，它是立体型部件，以纵桁为基面在平台上侧向进行组装。,第三节 部件装配焊接技术,第三节 部件装配焊接技术,组装步骤：1）平台准备2）将纵桁板定位于基准平台上划出安装基准线后进行加强筋等零件的部装,3）横向间断肋板吊至纵桁上对合基准线并定位，两端的肋板要提高垂直精度4）安装纵骨，艏艉端用线锤检查其垂直度后定位焊，并装妥补板。5）肋板、纵骨和纵桁之间进行平角焊6）翻身和搁平7）火工、检验,第三节 部件装配焊接技术,两种装配方法的比较,第三节 部件装配焊接技术,两种装配方法的比较,第三节 部件装配焊接技术,4.2、主辅机座的装焊4.2.1、分类纵向桁材式主机座、箱形桁材式主机座4.2.2、组成,第三节 部件装配焊接技术,4.2.3、装焊步骤 纵向桁材、横向隔板、加强肋板小部件的装焊胎架准备吊装主机座纵桁定位横向隔板定位加强肋板定位焊接检验、测量。4.2.3.1、小部件装焊 装配方法与前同，特殊要求有:1）纵向桁材装成T型部件时要检查腹板上口的平直度。,第三节 部件装配焊接技术,2）纵向桁材的腹板不在面板中间，要注意装焊时的对称和加强，以保证腹板和面板的垂直。,3）横向隔板、加强肋板的腹板是安装在面板中间的。,第三节 部件装配焊接技术,4.2.3.2、划线 在已经矫正的纵桁上画出横向隔板和加强肘板的安装线、水平检验线和下口余量线。横向隔板上画水平检验线、正确宽度线和下口余量线。,第三节 部件装配焊接技术,4.2.3.3、加强肘板的安装 根据下口是否在统一平面上来确定肘板的安装阶段4.2.3.4、余量切割时机 下口余量 横隔板宽度余量4.2.3.5、主机基座的装配 主机基座的外形尺寸要求很高，特别是基座上表面的平整度1）在铸铁平台上绘制基座理论线2）先定位一个纵桁（倒置），和胎架固定。3）吊另一个纵桁，仅临时支撑，不固定。,第三节 部件装配焊接技术,4）安装首尾两块横隔板，使其水平检验线和纵桁的一致。5）检验纵桁间距，进行四角定位焊。6）嵌入中间隔板。,第三节 部件装配焊接技术,第三节 部件装配焊接技术,4.2.3.6、主机基座的焊接 由于主机基座的制造精度要求较高，因此在焊接时必须严格遵守焊接程序。1）角焊缝、立角焊缝应采用逐步退焊法、跳跃焊法、交替焊法。2）拆去定位焊，复测、矫正。3）将基座定位与内底板，划线切割余量。4）与内底板进行双面连续焊。,第三节 部件装配焊接技术,4.3、舵叶的装焊,第三节 部件装配焊接技术,4.3.1、舵叶的装焊步骤（简要）舵叶的水平隔板和垂直隔板的预装胎架准备舵叶包板定位划线、切割余量上下铸钢定位隔板定位前端包板、尾端扁钢定位焊接检验油漆（全）另一侧舵叶包板定位焊接翻身封底焊 安装提升管检验（尺寸密性）1）隔板的腹板和面板不是垂直的2）从中间水平隔板开始以放射状交叉安装3）焊接时先焊隔板对接缝，再焊隔板和包板的角焊缝4）另一包板上的塞焊孔要根据隔板修正位置5）表面清理时不能有凸凹6）舵杆套筒的中心线及端面的垂直度要仔细检查和复验,第三节 部件装配焊接技术,胎架准备,第三节 部件装配焊接技术,
