船舶焊接技术的应用及其发展
阐述船舶焊接新技术的发展

阐述船舶焊接新技术的发展1 概述在现代造船模式中的一项重要内容就是船舶焊接技术,尽可能压缩造船周期是在船舶工业领域中所面临的永恒主题。
我国已经是世界焊接大国,借助现代化先进船舶焊接技术,可以有效控制造船成本,提升造船效率,确保船舶质量,对于促进企业经济效益的进一步提升具有重要现实意义。
现代化先进船舶高效焊接技术涉及船舶制造工艺设计、计算机数控下料、大中小合拢、平面分段、曲面分段以及管线法兰焊接等内容,除此之外,还会牵动诸如钢铁、金属热切割以及保护气体等焊接产业链,总而言之,船舶焊接技术在船舶制造过程中的地位不容小觑,是一项具有极强专业性及技术性的系统性工程。
2 船舶焊接技术及发展我国船舶工业“十一五”计划目标于2010年顺利实现,并积极着手“十二五”规划。
我国当前已经制订了一系列有关船舶制造焊接的政策及指导规范,为确保我国造船焊接技术的健康迅猛发展提供可靠性保障。
我国造船工业高效焊接技术在主管部门及相关技术人员的共同努力之下已经取得阶段性进展,并以统筹规划、分类指导以及整体推进为指导方针,积极推广高效、节能及环保焊接新技术及新设备,并已经取得阶段性进展。
2.1 焊接材料及设备我国积极推进船舶焊接材料及设备的研发工作,当前已经在船舶专用高强钢厚板焊接抗裂药芯焊丝方面取得一定成绩,已经有一批拥有自主知识产权的高新焊接技术项目,并在实践中得以应用,国产高强钢厚板专用焊接材料靠进口的时代已经过去;单丝及双丝船舶专用气电垂直焊机等设备已经在实践中逐步得到推广,是当前我国船舶制造领域中不可或缺的重要设备之一;在船舶焊接领域中引入拥有自主知识产权的平面分段装焊流水线,开创我国大规模自动化焊接技术新时代;船舶制造领域中引进数字化逆变焊机,促进我国船舶焊接技术数字化进程的顺利推进。
船舶制造中,焊接时瞬间内应力、焊后残余应力的产生是不可避免的。
但在实际制造中,焊接变形控制往往是企业关注的焦点,通常采用一些支撑、卡具来强化刚性,进而达到变形控制的目的,但是这些支撑和卡具却往往会进一步增大焊后应力。
船舶结构焊接技术与工艺

船舶机械焊接
用于船舶机械设备制造和 维修,如发动机、齿轮箱、 泵等。
焊接工艺的优缺点分析
手工电弧焊优点
气体保护焊优点
设备简单、操作灵活、适应性强,可用于 各种位置的焊接。缺点:焊接效率较低, 质量受操作人员技能影响较大。
焊接效率高、质量稳定、熔深大、焊接变 形小。缺点:设备成本较高,操作技术要 求较高。
为了减少焊接过程中产生的污染,应采取有效的控制措施,如使用低烟尘焊接材料、安装烟尘净化装 置、降低噪音等,以保护环境并符合环保标准。
焊接废弃物的处理与再利用
焊接废弃物处理
在船舶结构焊接过程中产生的废弃物, 应根据其性质和数量进行分类处理,如 对焊条、焊丝等金属废弃物进行回收再 利用,对有害废弃物进行无害化处理。
焊接材料的质量控制
焊接材料的质量检验
对焊接材料的外观、尺寸、化学成分、 机械性能等进行检验,确保焊接材料 的质量符合标准要求。
焊接材料的管理
建立焊接材料的管理制度,对焊接材 料的采购、储存、保管、发放等环节 进行严格控制,确保焊接材料的质量 稳定可靠。
04
船舶结构焊接设备与工 具
焊接设备的种类与选择
焊接安全防护措施
为确保焊接过程中的安全,应采取一系列安全防护措施,如设置焊接防护屏、使用防溅剂、定期检查焊接设备等, 以降低焊接过程中可能产生的危险。
焊接环保要求与污染控制
焊接环保要求
在船舶结构焊接过程中,应遵循环保要求,控制有害气体的排放和噪音污染,确保焊接作业符合国家 和地方环保法规。
焊接污染控制
焊接设备的性能要求
稳定性
高效性
可操作性
安全性
焊接设备应具备稳定的 输出性能,以保证焊接 过程的稳定性和一致性。
船舶智能焊接技术

船舶智能焊接技术随着科技的不断进步,船舶智能焊接技术在船舶制造业中的应用越来越广泛。
相比传统的人工焊接,智能焊接技术凭借其高效、精准、可靠的特点,为船舶制造业带来了革命性的变化。
首先,船舶智能焊接技术提高了焊接效率。
传统的焊接工艺需要人工操作焊接枪进行焊接,耗时且效率低下。
而智能焊接设备则将人的操作减少到最低限度,利用机器人或自动化设备完成焊接工作。
不仅如此,智能化设备还能执行高速焊接,大大提高了焊接速度,极大地节约了制造成本和时间。
其次,船舶智能焊接技术提高了焊接质量。
传统的焊接技术容易出现焊接缺陷,如焊接渣、气孔、裂纹等问题,这些缺陷对船舶的安全性和使用寿命造成了严重的威胁。
而智能焊接设备具有高精度控制系统和先进的焊接工艺,能够准确控制焊接参数,保证焊接质量和稳定性。
此外,智能化设备还能够自动检测焊接缺陷,提前预警,及时修复,从而保证船体的安全性和可靠性。
再次,船舶智能焊接技术降低了劳动强度。
传统的焊接操作需要工人长时间持续作业,不仅对身体健康有一定的影响,还容易出现焊接质量不稳定的问题。
而智能化设备能够自动执行焊接任务,减轻了工人的劳动强度,提高了工作效率。
工人只需对设备进行监控和管理,无需长时间直接参与焊接过程,可以转移劳动力至其他更加复杂的工作环节。
最后,船舶智能焊接技术推动了船舶制造业的升级换代。
智能化设备的投入使用,使得船舶制造业整体技术水平得到提升,提高了产品的竞争力和市场份额。
同时,智能化设备还能够适应复杂多变的船舶结构,实现精确焊接,满足船舶设计的需求。
船舶智能焊接技术为船舶制造业的发展带来了新的机遇和挑战。
综上所述,船舶智能焊接技术在船舶制造业中具有重要的应用价值。
它提高了焊接效率、焊接质量和工人的劳动条件,推动了船舶制造业的升级换代。
船舶制造企业应积极引进智能化设备,加大科研投入,推动智能焊接技术实现更大的突破和创新,为我国船舶制造业的发展贡献力量。
高效焊接技术在船舶建造中的应用及推广分析

高效焊接技术在船舶建造中的应用及推广分析随着船舶行业的不断发展,船舶建造领域对于焊接技术的要求也日益提高。
高效焊接技术作为焊接领域的一种新技术,其在船舶建造中的应用及推广具有重要意义。
本文将从高效焊接技术在船舶建造中的应用情况、优势及存在的问题以及推广应用的对策进行分析。
高效焊接技术是一种利用先进的焊接设备和工艺,实现焊接效率的提高、成本的降低以及焊接质量的保证的一种焊接方式。
在船舶建造中,高效焊接技术已经得到了广泛的应用。
一方面,利用高效焊接技术可以实现焊接工艺的自动化或半自动化,大大提高了焊接效率,缩短了船舶建造周期。
采用高效焊接技术可以减少焊接变形,提高焊接质量,有效保障了船舶的使用寿命。
在船舶建造中,高效焊接技术主要应用于船体结构、船舶设备以及船用管道等方面。
对于船体结构而言,高效焊接技术可以实现船体结构的大板段焊接,加快了焊接速度,提高了生产效率。
对于船舶设备而言,高效焊接技术可以实现设备的自动化安装和焊接,节省了人力成本,提高了建造速度。
对于船用管道而言,高效焊接技术可以提高焊接速度,节约了管材和人力成本,大大减少了焊接变形。
二、高效焊接技术在船舶建造中的优势及存在的问题高效焊接技术在船舶建造中也存在一些问题。
高效焊接技术的设备和工艺需要一定的投入成本,对于一些小型船厂而言存在一定的经济压力。
高效焊接技术需要专业技术人员进行操作和维护,对于一些技术水平较低的船厂而言存在一定的技术门槛。
高效焊接技术在一些特殊场景下存在一定的适用性问题,需要进行针对性的优化和改进。
针对高效焊接技术在船舶建造中的应用及存在的问题,可以采取一些对策来推广其应用。
可以加强高效焊接技术的研发和改进,降低其设备和工艺的成本,提高其适用性和普适性。
可以加强高效焊接技术的推广和培训,培养更多的高效焊接技术人才,提高整个行业的应用水平。
可以加强高效焊接技术与船舶建造企业的合作,共同研发定制化的高效焊接技术解决方案,满足不同船厂的需求。
焊接技术在船舶修造中的应用

消 除应 力 的措 施 等( 要 时) 如需 ;
9 )施 焊 环境 f 如在 现场 施焊 、 间施焊 或试 验 室施 车 焊) ;
23 焊接 工艺 评定 现场试 验 .
焊 接工 艺评 定现 场试 验按 照 审查 后 的焊 接工 艺评
定试 验方 案进 行 , 常 验船师 须见 证试 验全 过程 。 通 在试 验 开始 前 , 验船 师要 核查 待 焊母 材 与焊 接材 料 , 否 与 是 方 案 中材 料 的等 级 、 规格 一 致 ; 查 待 焊试 件 的装 配情 检 况, 是否 符合 方案要 求 ; 流 电源焊接 时 , 直 还要 检查 电源 极 性 是否 正确 。在试 验 过程 中 ,要 记 录每 一 焊道 的布 置、 焊接 参 数 以及 是 否 预 热 、 问温 度 控制 情 况 、 道 层 焊 打底及 清根情 况 等 , 对焊缝 外 观质 量进 行评定 。 焊 并 如 接 试 板焊缝 外 观检 查合 格 ,则还 需 对 焊缝 进 行无 损 探 伤, 以及 按 照规 范 要 求 , 在 焊 接 试 板 上确 定拉 伸 、 并 弯
接工艺评定的要求 , 以及在 实际焊接作业实施过程 中焊接缺陷类别和产生的原因及 防止措施 、 应注意的一些问题 , 供修造
船时参考 。
关键词 : 船舶制造 ; 焊接工艺 ; 评定 ; 实施
焊接技术是现代工业 的基础技术之一 ,而造船焊
接 技术则 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 3 % 一4 % 。 0 0 焊接 质量 是评 价造船 质量 的重 要指标 ,焊 接效 率则直 接影 响到造 船周 期 和船舶 建造 成本 。船体 的结 构强度
船舶焊接自动化的研究与应用

船舶焊接自动化的研究与应用摘要:伴随社会的不断发展及科技的快速进步,在船舶工业中自动化焊接技术发挥了重要的作用,同时也是当前船舶生产中较重要的一种模式,自动化焊接技术的诞生促进船舶生产质量及效率的提升,所以在此情况下,对船舶焊接自动化的应用进行深入研究有着重要的意义。
关键词:船舶;焊接;自动化船舶生产与焊接技术密不可分,焊接技术精密度对船舶制造具有重要的影响,我国现时期的船舶制造与国外发达国家相比存在较大差距,为了使这种差距能有效缩短,我国焊接技术应不断向自动化、智能化方向发展。
本文首先阐述了船舶焊接自动化的发展及优势,论述了船舶焊接自动化的应用,并探讨了焊接自动化技术的思考。
一、船舶焊接自动化的研究1、发展。
自动化焊接技术是利用现代先进的电子机械设备代替原始的人工手动焊接。
我国的焊接技术正在实现转型的过程中,正努力发展成为“自动化、智能化、机械化、高效化”的焊接产业,我国作为世界大型焊接设备的进出口国之一,目前焊接设备处于供大于求的状态,国内市场出现行业利润率普遍下降的现象,若无足够资金去进行焊接设备的制造与研发,大型企业的优势和核心竞争力将被小企业取代,技术得不到及时完善。
2、优势。
船舶焊接自动化的优势主要针对传统的焊接方式加以说明。
由于焊接设备基本都具有体积大且机械结构复杂的特点,传统的焊接无法满足焊接精准度,生产中效率低,它是一种需大量劳动力的密集型任务,大量使用劳动力会增加生产企业成本,总之,传统焊接对企业在市场中的竞争力有一定的抑制作用,降低了企业的发展速度。
1)焊接的质量水平高:我国的自动化焊接技术距发达国家还存在一定差距,技术水平的发展也不均衡,数字电子系统直接控制着焊机的装配,在机械生产制造中,目前使用的焊接设备可提高电弧性能和焊接点,与手工焊接技术相比,自动化焊接能有效提高焊接中的生产效率,同时,因焊接的整个过程都靠自动控制系统实现,因此,要严格控制焊接速度和范围,根据实际需求调整好焊接参数,使焊接效果更完美。
船舶焊接技术的应用及其发展

船舶焊接技术的应用及其发展船舶焊接技术的应用广泛且至关重要,它在船舶建造和维护过程中扮演着重要角色。
本文将探讨船舶焊接技术的应用领域以及其发展趋势。
一、船舶焊接技术的应用领域1. 船体结构焊接船体的焊接是船舶建造过程中最常见的焊接应用之一。
通过船体结构的焊接,可以确保船舶具备足够的强度和刚度,以应对恶劣海况下的挑战。
船体结构焊接的应用范围涵盖船体外壳、船体骨架及框架等关键部位。
2. 船舶机械设备焊接船舶机械设备焊接包括船舶引擎、推进器和船舶设备的安装。
这些机械设备的焊接质量直接影响到船舶性能和操作的安全性。
对于涉及高温、高压等严苛条件的焊接,船舶机械设备焊接要求必须更加严格。
3. 船舶管道焊接船舶管道系统包括供水管道、排水管道、油水分离器管道等。
船舶管道焊接要求具备良好的密封性能和耐腐蚀性能,以确保船舶各项功能的正常运行。
船舶管道焊接技术的应用也涉及到各种特殊材料的焊接,例如高强度钢材和高温合金材料。
4. 船舶维修焊接船舶在使用过程中需要定期进行维护和检修,在船舶维修过程中,焊接技术是必不可少的。
对于船体损坏、设备故障或管道破裂等情况,船舶维修焊接工艺可以有效修复,并保证船舶的正常运行。
二、船舶焊接技术的发展趋势1. 自动化和机器人焊接的应用随着科技的进步,船舶焊接逐渐向自动化和机器人化方向发展。
自动化和机器人焊接技术克服了传统手工焊接的劳动强度大、生产效率低的问题,提高了焊接质量和生产效率。
自动化和机器人焊接技术的应用将大幅度减少人为操作的失误,并确保焊接质量的一致性和稳定性。
2. 新材料的应用新材料的出现为船舶焊接技术带来了挑战和机遇。
船舶建造领域不断需要新型材料以满足更高的性能要求,而这些材料往往需要采用新的焊接工艺才能实现。
对于高强度钢材、铝合金和复合材料等新材料的焊接需求逐渐增加,船舶焊接技术也在不断进步和创新。
3. 焊接质量监测和控制焊接质量监测和控制是船舶焊接技术发展的重要方向之一。
焊接技术在船舶制造中的应用

焊接技术在船舶制造中的应用第一章引言焊接技术是船舶制造中不可或缺的技术手段之一,它是将金属材料通过高温熔化的方式连接起来的一种方法,在船舶的建造、修造和改造中占有重要的地位。
从20世纪初开始,随着航海技术的发展,人们对于船舶的要求也越来越高,传统的船舶制造工艺已经无法满足需求,焊接技术的应用也随之不断发展和改进。
本文将围绕焊接技术在船舶制造中的应用进行探讨。
第二章焊接技术分类及特点2.1 焊接技术分类根据工艺流程的不同,焊接技术可以分为气焊、电弧焊、氩弧焊、等离子焊、激光焊、电子束焊等多种类型。
其中,电弧焊是船舶制造中应用最为广泛的一种技术,主要包括手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和自动化电弧焊等。
2.2 焊接技术特点焊接技术具有以下特点:(1)焊接速度快、效率高;(2)焊缝质量高、密封性好;(3)可以焊接各种材料,适用于各种形状、尺寸的工件;(4)焊接工艺简单,操作容易学习;(5)焊接适用于制造、修造、改造等多个环节。
第三章焊接技术在船舶制造中的应用3.1 焊接在船舶制造中的发展历程在20世纪初,船舶制造主要采用钉接和铆接工艺,由于这种工艺存在接口的开裂、松动和漏水等问题,无法满足新时期船舶性能和质量的要求。
为了提高船舶的结构密闭性和可靠性,焊接技术逐渐被引入到船舶制造中。
在20世纪30年代,美国首次采用电弧焊将船体焊接起来,这一新技术极大地提高了船体的结构强度和耐久性,同时也推动了焊接技术的发展和进步。
到了20世纪70年代,焊接技术得到了进一步改进和完善,不断推动着船舶制造工艺的更新换代。
当前,焊接技术已经成为船舶制造中的核心技术之一,广泛应用于船体、桥架、艉部、船舶管道及船舶设备上。
3.2 焊接技术在船舶制造中的应用(1)船体焊接在现代船舶制造中,船体的焊接是最为常见和最重要的焊接工艺之一。
对于船体焊接工艺,一般会采用电弧焊、气保焊和埋弧焊等多种焊接方式,通过有效组合使用不同类型的焊接方式,达到船体焊接的优化效果。
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网络教育学院本科生毕业论文(设计)需要完整版请点击屏幕右上的“文档贡献者”题目:船舶焊接技术的应用及其发展内容摘要船舶焊接技术是现代造船模式中的关键技术之一。
先进的船舶高效焊接技术,在提高船舶建造效率,降低船舶建造成本,提高船舶建造质量等方面具有重要的作用,也是企业提高经济效益的有效途径。
先进的船舶高效焊接技术涉及到船舶制造中的工艺设计、计算机数控下料、小合拢、中合拢、大合拢、平面分段、曲面分段、平直立体分段、管线法兰焊接、型材部件装焊等工序和工位的焊接工程。
同时也会牵动与之相关的焊接产业链,如焊接材料、焊接设备和专用工装、焊接辅器具、金属的加工、焊接接头设计、焊接接头性能与质量控制、焊接标准与规范等。
关键词:船舶工业;船舶焊接技术;发展;应用目录内容摘要 (I)引言 (1)1 船舶焊接技术应用及发展 (2)1.1 船舶焊接工艺的应用及发展 (2)1.1.1电弧焊 (2)1.1.2手弧焊 (2)1.1.3埋弧焊 (2)1.1.4钨极气体保护电弧焊 (2)1.1.5等离子弧焊 (2)1.1.6熔化极气体保护电弧焊 (2)1.1.7管状焊丝电弧焊 (2)1.1.8电阻焊 (3)1.2 船舶焊接材料的应用 (3)1.2.1手工电焊条 (3)1.2.2气保护实芯焊丝 (3)1.2.3气保护药芯焊丝 (3)1.2.4其他焊接材料 (4)1.2.5可持续发展的高效焊材 (4)1.3 船舶焊接设备的应用 (4)1.4 船舶焊接质量控制 (4)1.5 船舶焊接规范与节能环保 (5)2 船舶焊接技术的发展目标与措施 (6)2.1 船舶焊接技术的发展目标 (6)2.2 船舶焊接技术的发展措施 (6)3 结论 (7)参考文献 (8)引言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。
应用面之广也是非常广泛的。
在短短的几十年中焊接已在许多工业部门的金属结构中,如建筑结构,造船,车辆,压力容器以及航空工程中几乎全部取代了铆焊。
在船舶的建造中,焊接是其中的关键和支撑技术,焊接的总工时和成本各占船体建造的总工时和成本的30-40%,在各种产品制造工业中,焊接与切割(热切割)是一种十分重要的加工工艺。
据工业发达国家统计,每年仅需要进行焊接加工后使用的钢材就占钢总产量的45%左右。
焊接不仅可以解决各种钢材的连接,而且还可以解决铝、铜等有色金属及钛、锆等特种金属材料的连接,因而已广泛应用于机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门。
1 船舶焊接技术应用及发展1.1 船舶焊接工艺的应用及发展1.1.1电弧焊电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。
它包括有:手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等[1]。
绝大部分电弧焊是以电极与工件之间燃烧的电弧作热源。
在形成接头时,可以采用也可以不采用填充金属。
所用的电极是在焊接过程中熔化的焊丝时,叫作熔化极电弧焊,诸如手弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、管状焊丝电弧焊等;所用的电极是在焊接过程中不熔化的碳棒或钨棒时,叫作不熔化极电弧焊,诸如钨极氩弧焊、等离子弧焊等。
1.1.2手弧焊1.1.3埋弧焊1.1.4钨极气体保护电弧焊1.1.5等离子弧焊1.1.6熔化极气体保护电弧焊1.1.7管状焊丝电弧焊1.1.8电阻焊1.2 船舶焊接材料的应用我国船舶建造焊接材料基本实现了国产化,然而仍有部分焊接材料依赖进口,如船厂大型平面分段流水线上的多丝埋弧焊焊丝和焊剂,气电垂直自动焊工艺上的药芯焊丝,双丝MAG焊的焊丝以及建造特种船舶如LNG、LPG船、化学品船等所用的焊接材料。
高效焊材在船舶建造中发挥极其重要的作用,因此引起了世界各国的重视,不断研究开发出新的高效焊接材料。
进入新世纪,根据我国造船工业发展的需要,高效焊接材料会有更大的发展空间。
从发展的方向来看,可有以下几方面值得重视。
1.2.1手工电焊条向下立焊焊条:与立向上焊相比,效率提高1~2倍。
铁粉焊条:熔敷效率可提高130%~240%,生产效率提高50%以上。
重力焊条:采用高效铁粉焊条(一般直径为Φ5~Φ8mm,长度为550、700、900mm)。
生产效率是常规手工焊的6倍[2]。
1.2.2气保护实芯焊丝我国气保护实芯焊丝的品种太少(E49-1、E50-6),今后应大力扩大品种,同时也应进一步改进实芯焊丝的工艺性能,降低飞溅,成型美观。
如研制开发的活性实芯焊丝,表面活化处理,并具备防锈、润滑功能等。
1.2.3气保护药芯焊丝从发展的趋势来看,药芯焊丝将是21世纪船舶企业的主要焊材,目前应用率已达到60%以上。
其特点为焊道成型美观、电弧稳定、焊接飞溅小、全位置焊接工艺性能良好、焊接熔敷速度快、生产效率高等。
为此,国内大部分船厂均实现了集中储罐式供气和焊接工位的焊丝盘托盘供应。
目前我国的药芯焊丝,无论是数量、质量、品种与国外相比均有较大的差距,应大力开发与研究:如碱性药芯焊丝、自保护药芯焊丝、金属型药芯焊丝,以及水下药芯焊丝和不锈钢、耐热钢、耐酸钢、低温钢药芯焊丝等。
1.2.4其他焊接材料随着我国焊接自动化程度的提高,将大力发展多丝MAG焊、垂直立焊、全位置管线MAG焊,以及机器人MAG焊等。
无论是实芯焊丝和药芯焊丝,在适应性方面都要进行大量的工作。
多丝埋弧焊也将有很大的发展空间,焊丝、焊剂,特别是烧结焊剂需大力发展。
单面焊双面成型的各类衬垫在高效焊接中也是不可忽视的。
1.2.5可持续发展的高效焊材1.3 船舶焊接设备的应用1.4 船舶焊接质量控制在焊接过程中,由于焊接热源和焊接热循环的特点,使构件受热不均匀,从而使构件各部分金属在受热时的膨胀和冷却时的收缩各不相同,这样在构件中就产生了应力和变形。
例如:在焊接钢制船体时,会引起船体结构的局部变形和总体变形。
如果焊后构件的变形超过了精度要求的允许值,就需进行焊后矫正变形处理。
有的变形经矫正后虽然可以达到精度要求,但耗资较大,有的干脆无法矫正,只好报废,造成浪费。
另一方面,焊后构件内部还会产生焊接残余应力,这种应力会影响结构的承载能力,影响焊后机械加工的精度,而且是引起焊接裂纹和脆断的主要因素。
焊接应力可以按不同的方法来进行划分:按引起应力的原因可分为温度应力凝缩应力和组织应力;按应力存在的时间可分为瞬时应力和残余应力;按按应力作用的方向可分为纵向应力和横向应力;按应力在空间作用的方向可分为单向应力、双向应力和三向应力[3]。
焊接变形的分类:按结构的残余变形可分为局部变形和整体变形;按变形的基本形式可分为纵向变形、横向变形、弯曲变形、角变形、扭曲变形和波浪变形。
防止和减小焊接应力和变形可以从设计和工艺两方面着手解决。
在焊接结构设计时,不仅要考虑到结构的强度、稳定性以及经济性,而且还应考虑到制造工艺性,必须充分考虑焊接的特点来进行结构设计:对称布置焊缝,并尽可能靠近结构中心线,以防止弯曲和翘曲变形;在保证结构强度的前提下,尽量减少焊缝长度和尺寸;适当采用冲压结构代替焊接结构;将焊缝布置在最大工作区域以外,以减小焊接残余应力对结构强度的影响;要考虑在装配焊接时,使用简单的装焊胎夹具的可能。
在焊接工艺的选择上,要采取合理的装配和焊接顺序:尽可能让焊缝自由收缩;先焊收缩量大的焊缝;焊接平面交叉焊缝时应先焊横向焊缝。
其次要选择合理的焊接工艺参数:根据焊接结构的具体情况,尽可能采用较小的焊接工艺参数,如采用小直径的焊条和偏低的电流,或虽电流较大但焊速较快,以减小焊件受热范围,从而减小焊接应力和焊接变形。
除此以外还可以采用“预热法”(在焊接前对焊件进行全部或局部加热,减少焊接区域与结构整体的温差,使焊缝区域与结构整体尽可能地均匀冷却,从而可减小内应力。
)、加热“减应区”法(在焊接或补焊刚性较大的焊接结构时,选择结构的适当部位进行加热使之伸长,然后再进行焊接。
)、敲击法(焊缝金属由于在冷却收缩时受阻会产生拉伸应力,为减小这种应力,在焊后的冷却过程中,用锤敲击焊缝金属,使焊缝金属产生塑性变形,以抵消焊缝的部分收缩量,从而起到减小焊接应力的作用。
1.5 船舶焊接规范与节能环保船舶电焊工要涉及电和高温明火作业,在工作过程中,首先要使用电器设备和焊枪,就有可能发生触电事故,电弧的强光、高热及飞溅,会引起灼伤、火灾、爆炸,还有在船体建造中焊工要登高作业,有坠落危险。
为了防止事故的发生,必须牢固树立“安全第一”的观念,严格遵守各项安全操作规程,做到在安全条件下生产。
船舶制造是综合性作业的过程,许多工种的工人同时施工,因此焊工在焊接前必须对周围情况了解清楚并做到“十不焊”:焊工无安全操作证,又没有正式焊工在场指导,不能单独焊接;凡属禁火区,未经审批,又无安全措施,消防人员未到场,不能擅自焊接;不了解作业现场及周围情况,不能盲目焊接;不了解焊接物内部情况,不能焊接;盛装过易燃易爆、有毒物质的容器,未经彻底清洗,不能焊接;用可燃材料做隔层的设备、部位,未采取可靠措施,不能焊接;有压力或密封的管道、容器,不能焊接;附近堆有易燃易爆物品,在未经彻底清理或采取有效安全措施,不能焊接;作业部位与外单位相接触,在未搞清对外单位是否有影响,或明知危险而未采取有效的安全措施,不能焊接。
作业场所附近有与明火相接触的作业,不能焊接。
船舶焊接技术中的可持续发展2 船舶焊接技术的发展目标与措施2.1 船舶焊接技术的发展目标进入21世纪以来,随着国际船舶市场的复苏,给我国船舶工业带来了新的发展机遇,尤其是我国加入了WTO以后给我国船舶制造业带来了更激烈的竞争和机遇,我们必须清醒地认识到我国船舶焊接技术还严重地制约着造船的产量、质量、成本、周期。
我国的船舶焊接技术与国外同行业先进水平相比,差距不是缩小,而是在继续拉大,日本已在20世纪末初步完成了造船焊接的机械化与自动化改造计划,20世纪90年代后期焊接机器人已批量应用。
以日本NKK(日本钢管)津船厂为例,造船车间小合拢工作站,设置了10个机器人,工作站占地8m×16m,1995年投入使用;中合拢焊接工作站设置了16个机器人, 占地8m×32m, 1994年投入使用;桥梁钢结构车间有3条机器人生产线,各配置6~8台机器人,1991~1994年投入使用。
该船厂已成为一个文明生产的场所,生产效率大大提高,造船周期不断缩短,从以上例子可以说明,国外船厂采用高新技术的决心和成效同样也给船舶焊接带来了新概念。
2.2 船舶焊接技术的发展措施要实现船舶焊接技术更新、更快地发展船舶工业要处理好以下几个关系。
1.处理好发展常规船舶与发展高技术、高附加值船舶的关系。
在船舶市场中油船、散货船和杂货船属常规船型,约占整个市场的70%,集装箱船约占15%~20%,而其余高新技术、高附加值船舶仅占少数。