焊接 毕业论文.doc
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1、黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计(论文) 08级 焊接技术及自动化 专业黑龙江交通职业技术学院毕业设计(论文)题目 造船焊接工艺的评定与实施 专业班级 焊接及自动化0833班 姓 名 高金龙 2011年 2 月 22 日毕业设计(论文)开题报告题目:造船焊接工艺的评定与实施1 本课题的来源、选题依据:2 本课题的设计(研究)意义(相关技术的现状和发展趋势):3 本课题的基本内容、重点和难点,拟采用的实现手段(途径):(可以另附页)4 文献综述(列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本课题相关的主要参考要点):指导教师意见: 指导教师: 年 月 日专业部意见: 签字 年 月 日中
2、期进展情况检查表2011年 2 月 22 日课题名称造船焊接工艺的评定与实施学生姓名高金龙学 号0833007专 业焊接技术及自动化指导教师刘强职 称主要研究内容及进展尚须完成的任务存在的主要问题及解决措施指导教师审查意见专业部审查意见目 录 摘要第一章 引言51我国造船焊接技术的发展概况52. 我国船厂的焊接设备更新和构成53. 我国造船焊接技术与世界先进国家的差距6第二章 焊接工艺及要点72.1焊接工艺72.2 焊接工艺要点82.3 常用焊接方法及特点8第三章 造船的焊接工艺认定及实施103.1 造船中焊接工艺认可规定103.2 焊接工艺评定的实施103.3 焊接工艺评定的采用113.4
3、工厂在执行焊接工艺时常出现的问题12参考文献13致谢14造船焊接工艺的评定与实施摘要在验船过程中,船级社验船师常发现某些船厂,特别是一些中小型船厂,由于缺乏焊接工程技术人员,或对修造船过程中焊接工艺的要求不太明确,影响到船舶的建造或修理质量。本文根据作者多年的实践经验,概述对修造船过程中焊接工艺评定的要求、及在实际焊接施工中应注意的一些问题,供修造船参考。关键词:造船焊接工艺评定船级社第一章 引言产品的质量是企业的生命,良好的船舶建造质量是保证船舶安全航行与作业的重要条件。焊接技术是现代工业的基础技术之一,造船焊接技术是现代船舶制造的关键工艺技术,在船体建造中,焊接工时约占船体建造总工时的30
4、40,焊接质量是评价造船质量的重要指标,焊接效率直接影响到造船周期和船舶建造成本。船体的结构强度要求焊缝保证一定的强度,能承受强风浪的冲击。经“八五”、“九五”的努力,我国造船焊接技术发展迅速,技术水平大幅度提高,船舶焊接高效化、自动化的发展,既促进了船舶生产的发展,也为国家重点建设项目做出了贡献。本文主要介绍了我国造船焊接技术发展概况以及近10年来研究应用的焊接新技术、新材料,并对我国造船焊接技术发展方向提出若干建议。焊接技术是现代工业的基础工程技术之一,在20世纪20年代开始焊接技术被引进造船业,并促进了造船焊接技术的发展,如今已日益显示出焊接技术是现代船舶建造工程的关键工艺技术。在船体建
5、造中,焊接工时约占船体建造总工时的30%40%,焊接成本约占船体建造总成本的30%50%。船舶焊接质量是评价造船质量的重要指标,焊接生产效率是影响造船产量与生产成本的主要因素之一。因此,船舶焊接技术的进步对于推动造船生产的发展具有十分重要的意义。1、我国造船焊接技术的发展概况我国造船焊接技术从50年代初开始引入手工电弧焊条起步,50年代中期又从前苏联引进先进高效埋弧自动焊、半自动焊接技术;50年代末期70年代又陆续试验成功并应用了半自动CO2气体保护焊、重力焊、下行焊、垂直和横向气体保护自动焊,各种衬垫单面焊双面成形等高效焊接工艺。但是由于当时的焊接设备、材料的配套问题以及企业管理制度不适应等
6、因素,这些高效率焊接工艺方法在70年代未能在生产中推广应用,常规手工电弧焊的应用比例平均达到85%,埋弧焊的应用比例仅为13%,其它高效焊接应用比例之和约为2%。 80年代初期,我国的船舶工业遇上了建造出口船的机遇,所建造的船舶产品进入了国际船舶市场,建造出口船舶必须按照国际规范要求建造,一些传统的工艺技术不能满足国际船舶的要求,其中主要矛盾是焊接工艺和焊接生产效率明显落后于生产发展。出现了大量的分段装配后焊接跟不上,形成卡脖子的局面,为了尽快改变这一被动局面,当时刚成立不久的中国船工业总公司作出了重要决定,成立了船舶工业总公司高效焊接技术指导组,制定了大力发展高效焊接技术、更新焊接设备的方针
7、。在全国的船舶系统内向船厂全面推广应用高效铁粉焊条、下行焊条、重力焊条、半自动CO2气体保护,气保护垂直自动焊,各种衬垫单面焊等高效焊接工艺,淘汰旋转式直流焊机,推广应用节能型焊接设备,提高造船焊接技术的水平和生产效率,降低焊接电能消耗,缩短造船周期,增加了企业经济效益。 十多年来,在上级领导和各船厂企业人员的共同努力下,船舶焊接技术获得了飞跃发展,在缩短造船周期、降低生产成本、提高产品质量、扩大造船总量等方面做出了突出的贡献,出现了一批具有代表性的江南型、沪东型、大连型产品,船舶出口获得各国船东的好评,取得了较好的经济效益,同时也逐步形成了船舶工业的一个新的经济增长点。2我国船厂的焊接设备更
8、新和构成逐渐趋向合理至1998年止,船厂已基本淘汰旋转式直流弧焊机,而代之使用节能型整流焊机,尤其突出的是大量增添CO2气保护焊机,江南造船厂在1995年引进了TTS平面分段装焊流水线,在线上拼板工位用三丝FCB法埋弧自动焊双面成型,对接拼板最大板厚可达55mm,这项先进的工艺设备使我们造船单面焊接技术达到了一个新水平,1996年1月通过了DNV船级社认可,并在19961999年大连造船新厂、大连造船厂、广船国际、沪东造船厂等也先后引进了国外先进的平面分段装焊流水线。随着现代造船模式的建立,我国各船厂焊接技术装配的更新已是势在必行,目前各船厂都加大投入力度使焊接机械化、自动化的设备日益增加,从
9、而实现了减员效益,随着舰船产量的不断递增,目前我国船厂焊工人数基本维护在4800人左右,但焊工每天焊接材料的消耗量已从1994年的5kg提高到1998年的10kg左右。3、我国造船焊接技术与世界先进国家的差距目前我国的主要骨干船厂如江南、沪东、上海、大连、大连新厂、天津船舶公司、渤海、广船国际等船厂,其焊接技术已能基本满足建造散装货船、滚装船、集装箱船、冷藏船、LPG液化石油气船,水翼船等各类船舶和海洋结构、高层建筑钢结构、大型桥梁等制品。但近年来,我国的造船焊接技术与世界上造船第一、第二大国即日本与韩国之间的差距仍然较大。1996年,日本、韩国的造船焊接机械化、自动化率已达到94.9%和82
10、%,而我国的造船焊接机械化、自动化率在1998年仅为50.52%,日本一些现代化船厂在90年代初已逐步在造船中应用焊接机器人;1996年日本、韩国CO2气保护焊的应用率分别为:79.85%、67%,而我国在1998年仅为26.26%;焊工人均日焊接材料的消耗量,在1996年日本达54.3kg/人日,韩国达40.7kg/人日,而我国在1998年造船焊接仅为8kg/人日。要缩小与先进国家的差距,就要脚踏实地地努力贯彻船舶工业中长期发展规划,花费很大精力、财力、物力才能达到先进发达国家的水平。第二章 焊接工艺及要点2.1焊接工艺不同的焊接方法有不同的焊接工艺。焊接工艺主要根据被焊工件的材质、牌号、化
11、学成分,焊件结构类型,焊接性能要求来确定。首先要确定焊接方法,如手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等等,焊接方法的种类非常多,只能根据具体情况选择。确定焊接方法后,再制定焊接工艺参数,焊接工艺参数的种类各不相同,如手弧焊主要包括:焊条型号(或牌号)、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等等。焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。 现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置
12、称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。 对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。 厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、
13、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。 搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。 采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。 角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。 焊接产品比铆接件、铸件和锻
14、件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使焊接与锻造、铸造相结合,可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料,焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料,充分发挥各种材料的特长,达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少,而且日益重要的加工工艺方法。在近代的金属加工中,焊接比铸造、锻压工艺发展较晚,但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的45%,铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。 未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如
15、改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。 另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。艺
16、术创造与工艺方法永远是密不可分的。 2.2焊接工艺要点 预热预热有利于减低中碳钢热影响区的最高硬度,防止产生冷裂纹,这是焊接中碳钢的主要工艺措施,预热还能改善接头塑性,减小焊后残余应力。通常,35和45钢的预热温度为150250含碳量再高或者因厚度和刚度很大,裂纹倾向大时,可将预热温度提高至250400。 若焊件太大,整体预热有困难时,可进行局部预热,局部预热的加热范围为焊口两侧各150200mm。 焊条条件许可时优先选用碱性焊条。 坡口形式将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷,铲挖出的坡口外形应圆滑,其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例,以降低焊缝中的含碳量,防止裂纹产生。 焊接
17、工艺参数由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右,所以第一层焊缝焊接时,应尽量采用小电流、慢焊接速度,以减小母材的熔深。 焊后热处理焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理,特别是对于大厚度焊件、高刚性结构件以及严厉条件下(动载荷或冲击载荷)工作的焊件更应如此。消除应力的回火温度为600650。若焊后不能进行消除应力热处理,应立即进行后热处理。 焊接工艺基础知识 焊接是通过加热、加压,或两者并用,使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛,既可用于金属,也可用于非金属。2.3常用焊接方法及特点一、电弧焊的分类有哪些,有什么优点? 利用电弧作为热源的熔焊方法,称为电弧焊。可
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