解析铝合金船体变形控制
船体结构焊接变形预测与控制

船体结构焊接变形预测与控制摘要:船体结构焊接变形控制是复杂船舶的重要组成部分,对提高船舶质量、缩短船舶循环和降低成本具有重要意义。
焊接是制造船体结构中不可缺少的粘合剂,焊接和装配的工作负荷占船体结构总负荷的三分之二以上。
在汗液中,汗液变形是最难控制的。
因此,焊接质量直接影响船舶的精度和制造周期,焊接引起的结构变形仍是船舶在施工过程中遇到的严重问题,不仅降低了焊接质量,而且由于变形过大而影响到下一阶段的装配和焊接。
焊接变形的不断积累使船体部分的密封变得困难。
对于更复杂的变形,广泛的焊后变形校正不仅降低了生产效率,而且增加了生产成本。
此外,加热以校正焊接变形经常导致结构材料的腐蚀,导致低应力损伤等。
目前,在焊接变形预测和控制方面取得了重大的理论和实践突破。
关键词:船体结构;焊接变形预测;控制引言船舶结构的焊接变形管理是高精度造船的关键,对于改善造船品质、缩短造船周期、降低成本等方面都有着重要作用。
在造船期间,焊接变形问题的发生不但会使得焊接品质下降,同时变形严重还会给接下来的装焊工作造成一定的干扰。
焊接变形的持续累积造成的直接后果是船体分段之间无法紧密合拢,并且若变形情况复杂,则需要在解决这一问题时耗费大量的时间与精力,不但干扰生产效率,而且不利于成本的节约。
1船舶焊接部分出现构件变形的主要因素船舶制造过程中主要采用钢板焊缝、热弯曲钢焊缝和钢结构焊接,是造成船舶结构热应力变形的主要原因,焊缝热应力引起的焊接变形的外部扰动和自然应力主要发生在实际焊接过程中;其中热态和热态的不均匀性是由金属材料引起的,热态和冷态会导致焊缝位置周围的区域变形,而冷态的钢板焊接所需的所有热能量都来自于高温下的热射线,当焊缝的热源被去除时,钢板拉伸到焊道上,焊缝处的压力会发生变形,研究表明,船体结构的焊接变形与传热成正比。
焊接区域变形的另一个原因是在钢板内产生自然应力和变形应力,而热收缩对焊接后局部焊接后的焊缝金属范围有一定的影响。
铝合金焊接变形的控制与矫正

铝合金焊接变形的控制与矫正
首先,铝合金焊接变形的原因主要包括热应力、残余应力和塑性变形三个方面。
因此,控制焊接过程中的热输入、优化焊接序列和采用预热等方法可以减少热应力的产生;选择合适的焊接参数和材料可以减少残余应力的产生;而采用自动化控制技术和机器人焊接等方法可以减少塑性变形的产生。
其次,对于已经产生的变形,可以采用以下方法进行矫正:拉伸、压缩、弯曲和热矫正等。
其中,拉伸和压缩可以通过机械力学加工进行,弯曲可以通过弯曲机进行,而热矫正则需要采用加热、冷却等方法进行。
在矫正过程中需要注意控制矫正力度和温度,避免引入新的变形。
最后,本文还介绍了一些辅助方法,如采用补偿焊接、采用支撑杆等方法进行变形控制和矫正。
总之,铝合金焊接变形的控制和矫正需要综合考虑多种因素,采用多种方法进行处理,以获得最佳的焊接效果和工件形状。
- 1 -。
铝合金高速船建造特点

铝
2 . 7
6 5 0
普通碳素钢
7 . 8 6
l 4 0 0 1 5 0 0
1 、 铝 合 金 的 焊接 准 备
焊 前 处 理 。 由于 氧 化 膜 的 存 在 ,焊 前 必 须 去 除 焊 道 内 及 坡 口边 缘 2 0 a r m 内 的 氧 化 膜 ,通 常 采 用 不 锈 钢 刷 打 磨 方 式 , 钢 丝 轮应 为打磨 铝材专 用 。打磨掉 氧化膜 后应 尽快进 行施 焊 作业 ,
理 。焊接前 做好清洁工作 ,不允许 水分 、油脂 、灰 尘或其 它污
染 物 存 在 于 焊 接 区域 ( 必要 时 采 取 化 学 方 法 清 洁 ) 。 坡 口 的 制 备 。根 据 板 厚 及 焊 接 工 艺 的 要 求 进 行 制 备 ,确 保 焊 接 坡 口角 度 和 间 隙 尺 寸 是 保 证 焊 接 质 量 的 主要 因 素 。 板 材 端
熔点 ( ℃)
凝固时体积收缩率 )
6 . 6
2 . 1  ̄ 2 . 3
一
般应 在 2 4小 时 内 完 成 ,如 果 时 限 内 未 能 施 焊 ,要 在 焊 接 区
域 贴 上 真 空 膜 隔 绝 空 气 进 行 保 护 ,否 则 应 重 新 进 行 去 氧 化 膜 处
线膨胀系数 ( m / ( m・ K ) ) 2 3 . 5  ̄ 2 5 . 6 1 0  ̄ 1 1 . 6
引 言
铝 元 素 在 地 球 中 的 含 量 丰 富 位 居 第 三 位 ,仅 次 于 氧 和 硅 , 是 地 壳 中 含 量 最 丰 富 的 金 属 元 素 。 迄 今 为 止 ,在 金 属 品 种 中 , 铝 制 品 仅 次 于 铁 ,是 我 们 使 用 的 第 二 大 类 金 属 。 铝 及 其 合 金 因
某船3_mm铝合金甲板焊接变形控制工艺

GUANGDONG SHIPBUILDING 广东造船2023年第4期(总第191期) 材料与工艺作者简介:陈 军(1983-),男,高级工程师。
主要从事船体结构焊接技术与工程工作。
李华平(1978-),男,助理工程师。
主要从事船体结构焊接技术与工程工作。
收稿日期:2022-03-22某船3 mm 铝合金甲板焊接变形控制工艺陈 军,李华平,肖圣亮,霍利武,尧孝君(中船黄埔文冲船舶有限公司,广州510715)摘 要:铝合金材料导热快、熔点低、焊接变形大,特别是薄板焊接变形更是难于控制。
某船舷侧区域的甲板为3mm 的薄板,在首制船制作中,按常规的工艺方法焊接变形大,火工矫正后仍产生明显的下凹变形。
在后续船建造中,通过梳理整个工艺流程,分别从拼板、装配方法、增加加强、调整舾装件安装时机、局部仰焊变形控制、火工矫正方法等工艺措施进行了优化,取得较好的效果。
关键词:铝合金;3mm 甲板;薄板;变形控制;工艺优化中图分类号:U672 文献标识码:A3 mm Aluminum Alloy Deck Welding DeformationControl Process of a ShipCHEN Jun, LI Huaping, XIAO Shengliang, HUO Liwu, YAO Xiaojun( CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co., Ltd., Guangzhou 510715 )Abstract: Aluminum alloy materials have fast thermal conductivity, low melting point, welding thermal deformation and big shrinkage. Especially, it is more difficult to control the deformation when welding the thin plates. In the manufacture of the first ship, the deck in side area is made of 3 mm thin plate. According to the conventional process, the 3 mm deck has large deformation after welding, and there is still obvious concave deformation after the distortion correction by flame, and impossible to correct. In the construction of subsequent ships, the whole process flow is sorted out, and the process measures are optimized from splicing, assembling, strengthening, adjusting installation time of outfitting parts, local overhead welding deformation control and distortion correction by flame etc.Key words: aluminum alloy; 3 mm deck; thin plates; deformation control; process optimization1 前言某船801分段舷侧结构,如图1所示:(1) 甲板面为3 mm 薄板,由8条纵横对接缝拼成8050 mm×4 555 mm 的甲板,拼板焊接量大;(2) 整体为锲形结构,中间高度为1 300 mm、外侧高度为420 mm,空间狭小,施工困难;(3) 甲板区域安装有30块6 mm×100 mm×600 mm 的座椅垫片。
解析铝合金船体变形控制

解析铝合金船体变形控制摘要:随着国内铝合金船舶市场发展,铝合金船舶开始广泛应用到到国内高性能公务船、执高性能法船、高速客船、军用船舶领域等。
本文针对铝合金船舶建造的常见船体变型控制,根据多年的实际生产管理经验进行分析总结,希望为国内不断发展的铝合金船舶建造,提供参考。
关键词:铝合金;船体;变形控制1.变形产生的原因和控制措施:1)焊接的热输入量是引起变形的根本所在。
焊接时,施工人员应严格按照焊接规格表进行施工,施工时应减少热输入量即控制好焊接参数,在满足规范要求和焊接规格表的前提下减小焊脚,或采用间断焊。
2)预留出反变形余量,焊接结束后坡口一侧焊缝冷却收缩变形与预留余量相互抵消。
3)在焊接板材的纵向对接缝时,采用逐段退焊的方式减小变形量,每段焊接的长度不小于600mm,首尾重叠20mm-30mm,在进行下一段施焊前应铣掉上一段的起弧点。
4)控制焊接顺序,先焊对接焊缝,再焊角接焊缝。
从中间区域往四周施焊。
先焊船体内侧,再焊外侧。
先焊收缩量大的焊缝。
对称结构必须两名焊工同时进行对称工作。
2.焊缝设计对船舶性能和变形的影响1)铝合金高速船建造的一个非常重要的指标就是要达到合同中规定的设计航速。
为了达到这个目标,在同样的船体线型和同等的主机功率下,空船重量越轻意味着船舶的航速越快油耗越低,由铝合金材料特性我们知道铝合金的密度只有钢材的1/3,这个特性决定了其可以较大的减轻空船重量,同时使得铝合金非常适合作为建造高速船的材料。
除了在建造中对上船材料的重量进行严格控制外,铝合金船舶在焊接设计上及尽可能的采用间断焊,不仅可以减轻空船重量,还能控制焊接变形。
但由于间断焊不适用于高应力或特殊区域,因此还应注意到下列焊缝设计要求:①规范要求双面连续焊的连接焊缝如下:中桁材与平板龙骨、机器基座与支撑结构、油密水密结构周界、舵机处所有结构、处于冲击区域内的底部和首部结构、扶强材、支柱、横撑材和桁材的支承及端部、螺旋桨上方处,至少为螺旋桨直径的1.5倍的半径区域范围内的所有构件、肘板与邻接桁材或其他结构部件、承受较大剪应力的桁材腹板端部、肘板与舱壁板;②焊脚高度除了按照规范中的焊接系数进行计算外,还要求不论采用何种焊缝形式和焊接方法,角焊缝的焊脚要≥3mm,但不必超过较簿构件厚度的1.5倍。
船体结构焊接变形控制技术分析

船体结构焊接变形控制技术分析摘要:在实际的船舶建造过程中,船体结构的焊接非常重要。
相关的工作人员应加强对焊接变形问题的有效控制,这样才能够从根本上保证在现代化科学技术手段的有效引导下,船体结构焊接工作的稳定性推进。
长期在完善的船体焊接变形控制技术的引导下,我国船舶制造领域也必然会朝着更加良好的方向发展。
关键词:船体结构;焊接;变形控制技术1影响焊接变形的主要因素(1)焊接方法与工艺参数。
不同的焊接方法和工艺参数会导致不同的热输入和热分布,从而影响焊接变形。
例如,焊接电流、电压、焊接速度等参数的选择会影响焊接热量的输入和分布,进而影响焊接变形的程度。
(2)焊缝位置。
焊缝的位置也会对焊接变形产生影响。
如果焊缝位于船体结构的边缘或角部,由于结构刚度较低,焊接时容易发生较大的变形。
而如果焊缝位于结构中心或刚性较高的部位,焊接变形可能会较小。
(3)装配和焊接程序。
船体结构的装配过程和焊接程序也会对焊接变形产生影响。
例如,装配时的间隙、夹具的设计和使用、焊接顺序等因素都会影响焊接变形的程度。
合理的装配和焊接程序可以减小焊接变形的影响。
2船体结构焊接变形的主要控制技术2.1船体的合理设计为了能够更加全面地保证现阶段船体结构设计的合理性,在实际的焊接变形管理工作中,也应该从多个不同的维度加强对其具体设计方式的管理。
其中最主要的是需要相关的工作人员详细地了解焊接变形的基本规律。
这样也就能够很好地在之后的焊接施工管理中采取更为有效的治理与解决措施。
更为现代化的新型设计与管理方式在一定的层面上也为船体焊接结构变形管理工作提供了更为完善地基础引导与帮助。
此外,如果想要保证船体焊接结构的稳定性以及提升价值,也需要基层工作人员更加注重对船体结构强度和性能的稳定性管理。
只有这样,才能够在之后的焊接施工中避免出现比较严重的变形现象。
通过对船体分段建造方法的有效运用,也能够在很大的层面上减要船体结构在焊接中出现变形的力度,这对于之后船体自身的稳定性有着非常重要的引导和帮助。
铝合金船体焊接变形及其控制措施探讨

铝合金船体焊接变形及其控制措施探讨随着工业技术的高速发展,市场上出现铝合金材料,由于铝合金材料拥有密度低、强度高、塑性好等特点,可以经过加工转变为各种型材,所以在船舶工业中被广泛应用。
在船舶工业中,主要利用铝合金材料来建造全焊接铝合金船体,但是由于铝合金材料在焊接时会发生变形、翘曲等问题,这导致建造全焊接铝合金船体相较于建造其他船体更加困难。
在全焊接铝合金船体建造技术中,主要研究方向就是焊接防变形技术和精度控制技术,这两项技术是全焊接铝合金船体建造技术的重要组成部分,想要建造一艘质量高的全焊接铝合金船体,就必须熟练掌握这两项技术。
文章主要通过研究铝合金船体焊接过程中铝合金变形的原因,来分析出铝合金船体焊接变形的控制措施。
标签:铝合金船体;焊接变形;控制措施引言铝合金材料在船舶中被广泛应用,主要是由于它比重较小,而且耐腐蚀性很强,在船舶航行时,它可以加快船舶的航速。
并且由于它的密度较小,所以能够有效减轻船舶的重量,保证船舶的稳定性,对于造船工业而言,属于一种利用价值较高的材料。
在建造铝合金船体过程,需要注意的是铝合金船体的焊接,这也是建造铝合金船体目前最大的障碍。
铝合金材料相较于钢材料,导热系数比钢材料高许多,热膨胀是钢材料的2.5倍,但是弹性模数却仅为钢材料的1/3。
这些材料特性使得铝合金材料相较于钢材料,在焊接时容易出现较大的材料变形。
文章通过铝合金船体焊接时容易产生变形的特点,对铝合金焊接变形进行分析,并研究出铝合金焊接变形控制措施,为铝合金船舶能够大量生产积累经验。
1 导致铝合金船体焊接变形的原因在利用铝合金材料造船时,经常在焊接过程中发生铝合金变形的现象,那么导致其在焊接时发生变形的主要原因有哪些呢?这值得我们去研究探讨。
只有找到了铝合金船体焊接变形的原因,才能找到焊接变形控制措施,下面将为大家详细解释利用铝合金材料造船焊接时的变形原因。
1.1 铝合金自身的金属特性铝合金本身的金属特性有硬度小、导热系数大、热膨胀系数大的特点,这对于铝合金焊接来讲,容易出现幅度较大的材料变形,这对铝合金船体结构来讲,会带来巨大的安全隐患。
温载及持久应力作用下铝合金船体结构变形研究

摘
要
铝合金船在长 时间坐墩 时,受环境温度和持久应力的共同作用 而产 生超 常规的应变增 量,使船体结构 变 形 增大。通过两种典 型的船用铝. 镁合金和铝. 镁一 硅合金 的母材和焊材的长时 间拉伸试验,讨论 铝合金材料 由 于温度 载荷 和持久应力共 同作用 而产 生的应 变增 量与作用应力水平和作用 时间的关系。试验结果表 明,变温
南 部驻 排长 达 半年 时间 后 ,船体 某些 局 部位 置产 生较 严重 的变 形和 轴 系振 动噪 声 增大 等现 象 。进坞 维 修 、上 岸坐 墩 是船 舶生 命周 期 内经 常发 生 的一种 工况 。对 铝合 金 为主 要船 体材 料 的船 舶而 言 , 当船 舶 长 时 间进坞 坐 墩 时 ,船 体 结构从 静 水均 布受 力状 态变 为 局部 多 点支撑 的 集 中受力 状态 ,在 自重和 墩木 反 力 的作用 下 ,船 体局 部 结构将 长 期处 于较 高应 力状 态 ,将 容 易发 生永 久 的变 形 ,直 接影 响 船用 设备 的正 常使用 。铝质 船不 适 宜用 钢质 船 的规范 和 经验 进行 设计 和 制造 。 目前 ,相关 部 门对 于铝 合金 材料 高性 能船在 某 些特殊 工 况下 的载荷 设计 方法 仍然 没有 可参考 的指南 、规 范 。 现 阶 段对 上 述 问题开 展 了相 关研 究 ,认 为船体 在 船 台上受 船体 结构 蠕变 和应 力 松驰 的综 合 作用 将 造成 船 体 结构 变形 L 1 j 。此 外高温 条件 下铝 合 金材 料在 应 力不变 长 时 间作 用下 的特 性 已经 有 部分 研究 成 果r 2 】 。但对 于 从 室温 升温 至船 舶 服役 最高 温 度这 恒 定值 后再 降温 的循环 温度 载荷 下 ,铝 合 金材 料 长 时 间拉伸 特 性 的研 究 , 国内的研 究 还较 少 。前 苏联 的一项研 究 显示 ,铝合 金材 料在 静 载 负荷 超过 2 0 0 0 个 小 时之后 ,其 强度 特性 降低 1 0 %~ 2 0 % j ; 日本 某机 构开 展实船 试验 研 究表 明 ,在 阳 光直射 作 用下 由 于 温度 作 用会 使 船 体产 生一 定变 形 J 。结合 实 际 的工程 背 景 ,如铝 合金 材 料船 舶进 坞 修 理或 存 放 ,船
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解析铝合金船体变形控制
发表时间:2019-07-29T11:38:40.593Z 来源:《基层建设》2019年第14期作者:王亚军
[导读] 摘要:随着国内铝合金船舶市场发展,铝合金船舶开始广泛应用到到国内高性能公务船、执高性能法船、高速客船、军用船舶领域等。
招商局(深圳)重工广东深圳 518000
摘要:随着国内铝合金船舶市场发展,铝合金船舶开始广泛应用到到国内高性能公务船、执高性能法船、高速客船、军用船舶领域等。
本文针对铝合金船舶建造的常见船体变型控制,根据多年的实际生产管理经验进行分析总结,希望为国内不断发展的铝合金船舶建造,提供参考。
关键词:铝合金;船体;变形控制
1.变形产生的原因和控制措施:
1)焊接的热输入量是引起变形的根本所在。
焊接时,施工人员应严格按照焊接规格表进行施工,施工时应减少热输入量即控制好焊接参数,在满足规范要求和焊接规格表的前提下减小焊脚,或采用间断焊。
2)预留出反变形余量,焊接结束后坡口一侧焊缝冷却收缩变形与预留余量相互抵消。
3)在焊接板材的纵向对接缝时,采用逐段退焊的方式减小变形量,每段焊接的长度不小于600mm,首尾重叠20mm-30mm,在进行下一段施焊前应铣掉上一段的起弧点。
4)控制焊接顺序,先焊对接焊缝,再焊角接焊缝。
从中间区域往四周施焊。
先焊船体内侧,再焊外侧。
先焊收缩量大的焊缝。
对称结构必须两名焊工同时进行对称工作。
2. 焊缝设计对船舶性能和变形的影响
1)铝合金高速船建造的一个非常重要的指标就是要达到合同中规定的设计航速。
为了达到这个目标,在同样的船体线型和同等的主机功率下,空船重量越轻意味着船舶的航速越快油耗越低,由铝合金材料特性我们知道铝合金的密度只有钢材的1/3,这个特性决定了其可以较大的减轻空船重量,同时使得铝合金非常适合作为建造高速船的材料。
除了在建造中对上船材料的重量进行严格控制外,铝合金船舶在焊接设计上及尽可能的采用间断焊,不仅可以减轻空船重量,还能控制焊接变形。
但由于间断焊不适用于高应力或特殊区域,因此还应注意到下列焊缝设计要求:
①规范要求双面连续焊的连接焊缝如下:中桁材与平板龙骨、机器基座与支撑结构、油密水密结构周界、舵机处所有结构、处于冲击区域内的底部和首部结构、扶强材、支柱、横撑材和桁材的支承及端部、螺旋桨上方处,至少为螺旋桨直径的1.5倍的半径区域范围内的所有构件、肘板与邻接桁材或其他结构部件、承受较大剪应力的桁材腹板端部、肘板与舱壁板;
②焊脚高度除了按照规范中的焊接系数进行计算外,还要求不论采用何种焊缝形式和焊接方法,角焊缝的焊脚要≥3mm,但不必超过较簿构件厚度的1.5倍。
间断焊缝的焊脚高度一般不大于7mm;③在采用间断焊时,肘板趾端包角长度应不小于连接骨材的高度,且不小于75mm;型材端部特别是端部削斜时,包角的长度应为型材的高度或不小于削斜长度,取大者;各种开孔、切口处端部和相互垂直的连接构件的垂直交叉处,应不小于75mm;间断焊缝连续长度一般不小于15倍板厚或者75mm取小者。
2)在满足建造规范要求的前提下,船厂还根据设计公司要求、多年的生产经验和运营船东的信息反馈加以补充:①舷侧防撞护舷材对应船壳内的纵骨应双面连续焊;②海水压载舱内所有构件的角焊缝应双面连续焊;③上建舱壁对应的甲板下骨材或横梁应双面连续焊;④系泊设备、吊机、艇架、立柱、桅杆与船体连接的结构及附近构件应双面连续焊;⑤甲板上通风筒,注入口,空气管等穿舱件的厚度应不小于其所在船体处的板厚;⑥可能长期附着冷凝水的区域应双面连续焊;⑦所有的角隅圆弧和斜切角处需要双面连续焊;⑧肘板处的焊缝都是双面连续焊;⑨甲板或舱壁开口的周界结构应双面连续焊。
3)特别说明:
铝合金船焊接特性在于铝的易氧化性,低熔点,导热迅速,线性膨胀系数大,高温下强度低且形成低熔点共晶等特性,给焊接工作带来很多困难:①铝及其合金耐腐蚀的原因是基于其在空气中易氧化而产生氧化膜Al2O3,这层致密的氧化膜熔点高达2050℃,密度大于母材不易排出导致在焊接中产生未熔合或夹渣缺陷;②液态的铝可以溶解大量的氢(0.69ml/100g),固态却很少(0.036ml/100g),这样的特性使得焊接过程由液态转化为固态时,氢大量释放无法析出时造成焊缝产生气孔;③铝的线性膨胀系数是铁的一倍,收缩率是铁的两倍,直接导致铝材焊接易产生构件变形;④铝在高温下强度很低,且铝熔融后无明显的颜色变化,焊接时容易焊穿而形成焊接缺陷。
4)铝合金船的焊接及其准备
铝合金的焊接方式一般分为如下几大类:TIG焊(钨极氩弧焊)、MIG焊(熔化极氩弧焊)、摩擦搅拌焊、爆炸焊等。
目前我国铝合金船舶制造行业中最常用的焊接方式为MIG焊,MIG焊特点是去膜和熔敷效率高,使用成本较低的氩气做为保护气体。
①铝合金的焊接准备
焊前处理:由于氧化膜的存在,焊前必须去除焊道内及坡口边缘20mm内的氧化膜,通常采用不锈钢刷打磨方式,钢丝轮应为打磨铝材专用。
打磨掉氧化膜后应尽快进行施焊作业,一般应在24小时内完成,如果时限内未能施焊,要在焊接区域贴上真空膜隔绝空气进行保护,否则应重新进行去氧化膜处理。
焊接前做好清洁工作,不允许水分、油脂、灰尘或其它污染物存在于焊接区域(必要时采取化学方法清洁)。
②坡口的制备:根据板厚及焊接工艺的要求进行制备,确保焊接坡口角度和间隙尺寸是保证焊接质量的主要因素。
板材端头处应设置引弧板避免起熄弧在船体焊缝上。
③作业环境:作业要求焊接区域温度在5℃以上,湿度小于80%,风速不大于0.5m/s。
当温度较低或者湿度超标时,如仍需进行施焊作业,应采取预热和除湿机除湿等方式改善作业环境。
④铝合金的焊接操作:在准备工作完成后,按照CCS认可的焊接工艺评定(WPS)调整好电流电压及送丝速度,检查保护气体的种类及余量,就可以开始施焊了。
焊接过程中,一般采取左焊法,焊枪喷嘴下端与焊接构件距离掌握在8~15mm之间。
⑤由于铝材的导热率高,对于厚度达到8mm以上的厚板对接,或者厚度达到16mm以上的结构角接,应进行焊前预热,预热温度为50℃±10℃。
为了排除预热时烘枪中氧气乙炔火焰可能带来的不利,预热可以采用风筒热风加热方式。
对于需要进行多道焊的厚板焊接,除了预
热外还要控制焊接过程中的层间温度,一般控制在60℃以下。
3.焊后变形的矫正措施
1)水火矫正。
铝合金水火矫正要求对加热温度进行严格的控制,防止过热造成构件的性能改变。
火焰一般控制在260℃~425℃的范围内,或按照铝合金制造厂的说明进行。
由于5000系的铝合金在65℃~200℃温度区间内会降低其耐腐蚀性能,所以火工过程中加热应迅速,采用水冷快速冷却,不宜在空气中时效冷却。
2)焊接矫正。
骨材与板材角接后焊缝冷却收缩,造成板材弯曲,此矫正法是在背向骨材的板材表面开槽后烧焊带来反变形对构件进行校正,一般开槽深度不超过1/3板厚,矫正结束后再磨平焊缝,因焊接式校正是通过焊接的热量让工件产生新的塑性变型,且填充高于母材强度的金属,使母材在受热后的抗拉强度降低减少到最少,同时焊机精密的电子控制设备能够对输出温度进行更好控制,现代铝合金船舶建造已经逐渐取代水火矫正。
3)冷加工矫正。
采用校平机、折弯机等机加工设备进行矫正,只适用于简单的板材或型材的矫平,5000系的铝合金冷加工矫正应在52°以下进行。
结语:
铝合金船体变型的控制来着于多个建造过程中的控制,合理的安装间隙,适宜的焊接参数和焊接循序对船体变型的影响至关重要。
本文根据实际工作经验进行分析总结,希望能够对国内铝合金船体建造提供宝贵的参考意见。