浅谈船舶在建造过程中的焊接工艺及质量控制.doc
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1、南通航运职业技术学院船舶与海洋工程系毕 业 论 文浅谈船舶在建造过程中的焊接工艺及质量控制专 业:学 号:学生姓名:指导老师:时 间:浅谈船舶在建造过程中的焊接工艺及质量控制*(南通航运职业技术学院船舶与海洋工程系 钢结构3101)摘 要焊接作为现代先进制造业的重要工艺工种,受到广泛关注,在船舶的建造过程中,焊接技术是其中的关键技术,在许多重要的焊接结构中,焊接质量不合格和接头强度韧性不足导致整个焊接结构失效,造成了巨大的损失。随着现代工业及其他各领域的生产需要,焊接技术不断进步。焊接技术的质量决定了反应船体建造质量。所以,研究和开发自动化、机械化的高效焊接技术就成为造船企业提高造船质量和生产
2、率,降低生产成本的目标。焊接技术在工业应用的历史不长,但是它的发展却是非常迅速的。在短短的几十年时间里,焊接已广泛应用于许多工业部门的金属结构中。本文可分为浅谈船舶在建造过程中的焊接工艺和质量检验、控制两个部分。通过对常用焊接工艺方法的介绍,了解各焊接工艺的一般操作流程和需要注意的问题,并对实施焊接工艺过程中常出现的焊接结构缺陷进行分析,确定焊接缺陷的处理方法。限于本人的知识水平,本说明书中的缺点和错误在所难免,恳请各位老师批评指正。关键词:焊接工艺 质量控制 焊接缺陷 生产率 处理方法AbstractWelding as an important technology of modern a
3、dvanced manufacturing jobs, has been widely attention, in the process of construction of the ship, the welding technology is one of them, the key technologies in a number of important welding structure, welding quality is not qualified and joint strength toughness is insufficient failure, cause the
4、entire welding structure became a huge loss. With modern industrial production requirements, and other various fields, welding technology progress. The quality of the welding technology determines the anti hull construction quality. So, the research and development of automation, mechanization, high
5、 efficient welding technology becomes the shipbuilding enterprises improve the quality of shipbuilding and manufacturing rate, reduce the production cost. Welding technology in the industrial applications of short history, but its development is very rapid. In just a few ten years, welding has been
6、widely used in metal structure in many industrial departments.This article can be divided into the introduction to ship under construction in the process of welding technology and quality inspection and control two parts. Through to the commonly used welding method,Introduction, understand common op
7、eration process of the welding process and the problems need attention, and the implementation of the welding process, welding structure defects were analyzed, and the processing method of the weld defects.limited to my knowledge level, the shortcomings and errors in this manual is inevitable, ask e
8、verybody the teacher criticized the correction.Keywords: welding process,qualitycontrol,weld defects,productivity,handling method.目 录一、船舶在建造过程中的焊接工艺.1(一)手工电弧焊焊接工艺.1(二)气体保护焊焊接工艺 . 2(三)埋弧焊焊接工艺.3二、船舶在建造过程中的质量检验和质量控制.5(一)船舶在建造过程中的质量检验.5 1、焊前检验.5 2、焊接过程检验.5 3、焊后检验.6 4、焊缝内部质量检验.6 (二)船舶在建造过程中的质量控制.7 1、焊接结构
9、设计的控制.7 2、焊接结构设计应注意的生产工艺条件.8 3、母材和焊接材料的质量控制.8 4、焊接方法和工艺的质量控制.9 5、焊接变形的矫正.11结束语. 12致谢词. 12参考文献. 13 一、船舶在建造过程中的焊接工艺(一)手工电弧焊焊接工艺手工电弧焊是船厂在焊接操作过程中非常重要的一种焊接方式,因其所使用的设备简单、操作方便灵活等特点,适应在各种条件下的焊接,特别适合于形状复杂的船体结构的焊接。虽然各种自动化的焊接方式在船厂生产过程中越来越普遍被采用,但手工电弧焊在船厂焊接操作中仍是不可缺少的一种焊接工艺。手工电弧焊示意图如下:手工电弧焊是利用电能,将焊件接头处加热到熔化状态,并添加
10、填充金属(焊条)完成焊接的方法。手工电弧焊的组成部分有:电焊机、焊接电缆、电焊钳、电焊条、电弧、需被连接的工件及观察电弧和熔池情况的面罩等。焊接时采用的电源有交流电和直流电两大类,一般会根据焊条的性质来进行选择。采用直流电焊接时,焊件与电源输出端正、负极的接法叫极性。焊件接电源正极,焊条接电源负极的接线法叫正接,也称正极性。反之,叫反接,也称反接法。手工电弧焊的焊接工艺参数:通常包括焊条、焊接电流、电弧电压、焊接速度等。焊接工艺参数选择得正确与否,直接影响着焊缝的形状、尺寸、焊接质量和生产效率。酸性焊条的焊接工艺性较好,对弧长、铁锈不敏感,且焊缝成形好,脱渣性好,广泛应用于船体一般结构的焊接。
11、而使用碱性焊条的焊缝中,它的力学性能和抗裂性能要比酸性焊条好,可用于船体重要结构的焊接,但是这类焊条的工艺性能较差,引弧不够稳定,飞溅较大,不易脱渣,必须采用短弧焊。手工电弧焊的基本操作技术:手工电弧焊的引弧技术:焊接开始时,将焊条的末端轻轻地接触工件,并迅速提起,且与工件的距离保持在3mm4mm,这样就会产生电弧,这个操作过程称为引弧。引弧一般有两种方法,直击法引弧和划擦法引弧。直击引弧时,先将焊条的末端对准焊缝,然后将焊条轻微的碰一下焊件,迅速将焊条提起到3mm4mm,即可完成直击引弧。划擦法引弧是先将焊条末端对准焊缝,然后将焊条在焊件表面划擦一下,在电弧产生后趁焊条金属还没有大量融化之前
12、,立即使焊条末端与焊件表面的距离保持在3mm4mm的范围,即完成划擦引弧。引弧时,如果焊条和工件黏在一起,可以晃动几下焊条,就可以使焊条脱离焊件。如果这个时候还不能脱离,应该放松焊钳,使焊接回路断开,等焊条冷却后折下即可。(二)气体保护焊焊接工艺 气体保护焊一种通过用焊丝与母材间产生的电弧热融化焊丝与母材后形成熔池,让气体从喷嘴喷出,形成一层保护气罩,对焊丝、电弧和熔池进行密闭保护,以防止空气的进入,从而获得良好的焊接接头的焊接方式。气体保护焊示意图如下:气体保护焊的设备主要由焊接电源、送丝机构、供气系统和焊枪4个部分组成。气体保护焊的引弧方法与手工电弧焊有很大的区别,引弧前,焊丝不与焊件直接
13、接触,焊丝的末端与焊件的距离维持在3mm5mm,然后按下焊枪开关,就会发生送电、送气、送丝的连锁动作,直至焊丝与焊件表面接触而发生短路,焊丝爆断,引燃电弧。气体保护焊的质量控制,如果操作不当,就会产生质量问题。采用药芯焊丝焊接时,焊缝的表面有时会出现较长的凹坑和气沟,产生的原因一般是由于焊丝药粉受潮,焊丝生锈或是陶质衬垫受潮,以及气体中含水量偏高等因素造成的。处理的方法是保持焊丝药粉和陶质衬垫的干燥,减少气体重的含水量。关于气沟的出现,在有风的场合作业出现的几率较大,特别是当风速达到2m/s的时候,气孔明显变多。因此,在有风的环境,应该有防风措施,此外,缩短喷嘴与焊件之间的距离也可以减少问题的
14、发生。横向对接缝焊接时,焊缝存在死角就会产生夹渣现象。因此,横焊时对焊接规范的选择很重要,严格要求操作技能,特别是与坡口边缘直接结合的焊道的余高越小越好,焊接电流切记过大。对于气体保护焊时出现的少量的裂纹,产生的原因是因为焊接电流过大,焊接的速度过快,造成焊道过薄,在焊接应力的作用下裂开。因此,气体保护焊的焊速不宜过快,在船体结构刚性较大的情况下,焊道的厚度因适当的增大。在气体保护焊时,做好安全工作也非常重要。应该预防触电,预防弧光,预防有害气体和烟尘的危害,做好用气安全。按照焊接工艺的操作规范去作业,佩戴好安全防护装备,以减少对焊工的身体危害。(三)埋弧焊焊接工艺埋弧焊是利用电弧作为焊接热源
15、的焊接方法,由于埋弧焊熔深大、焊速快、机械化操作生产率高等优点,因而特别适用于焊接船体结构中中等厚度板的长焊缝,是船舶建造过程中使用最为广泛的一种机械化焊接方法。埋弧焊可焊接低合金钢、不锈钢、碳素钢、耐热钢等。埋弧焊示意图如下:埋弧焊焊接时,电弧在颗粒状焊剂下层燃烧而完成焊接过程,由于电弧不外露,因而叫埋弧焊。在自动焊接时,有引弧、维持电弧稳定燃烧、送进焊丝、电弧的移动以及结束时填满弧坑等几项重要操作环节,完全是利用机械化操作完成。半自动时,焊机只能完成向焊接区给送焊丝和保持电弧稳定燃烧,但电弧的移动要靠手动来完成。埋弧焊时焊缝的形成过程示意图如下:埋弧焊焊接工艺的主要工艺参数有焊接电流、电弧
16、电压、焊接速度和焊丝直径等。一般焊接电流越大,熔深就越大,生产率就越高。电流过大熔深就越大,易产生高温裂纹。其它工艺参数也一样,要合理选择参数的值,以保证焊接过程中电弧的稳定。为了提高生产效率,在增加焊接速度的同时必须加大焊接电弧的功率,才能保证焊缝的质量。二、船舶在建造过程中的质量检验和质量控制(一)船舶在建造过程中的质量检验船舶焊接检验及其重要性:焊接接头的质量好坏直接影响产品的安全使用。在船舶主要焊接接头存在焊接缺陷时,船舶在航行过程中如遇恶劣天气,在海浪冲击等作用力下很可能会使船舶结构发生破坏,甚至导致整个船舶结构断裂。同样,在其它焊接结构存在焊接缺陷时,也会造成重大的损失。因此,我们
17、认识到对焊接接头进行必要的检验,是保证焊接质量的一项有效举措。船舶焊接检验是近代物理学、化学、力学、电子学和材料科学为基础的焊接学科之一,其先进的检测方法是实现现代船舶在建造过程中的焊接质量控制和船舶安全运行的重要保证。焊接检验过程,基本上可以看做由焊前检验、焊接过程检验及焊后检验等组成。1焊前检验焊前检验主要是对焊前准备工作的检验,坚持以预防为主的方针,目的是最大限度的避免和减少焊接缺陷的产生,保证焊接工艺时的焊接质量。2焊接过程检验焊接过程也是形成焊缝的过程,还应包括后热及焊后热处理的过程。在使用焊接设备时,操作人员应充分接近焊接区域并随时调整焊接参数,以适应焊接参数的要求,因为焊工的积极
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