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船舶结构焊接工艺编制 武汉船舶职业技术学院 船舶工程系 2008年10月 项目七 船体结构焊接原则工艺 一、知识目标 1．掌握船舶结构整体焊接的原则工艺； 2．掌握船舶结构特殊部位的焊接要求； 3．掌握船体结构焊接顺序的基本原则。 二、能力要求 1．能根据船舶结构焊接的基本原则，编制具体船舶结构的焊接工艺； 2．能根据船舶焊接的特殊要求，制定船舶结构专项焊接要求； 3．能根据船舶结构焊接顺序的基本原则，提出具体船舶结构的焊接程序。 第一节 船体结构焊接特点及焊接工艺基本原则 一、 船体结构焊接特点 1．船体结构的零部件数量多，焊接量大。据统计，焊接工时一般约占船体建造工时的30%~40%，焊接成本约占船体建造成本的30%~50%，因此，对船体各部位的构件合理选用各种高效焊接技术是船舶焊接的特点之一，也是提高焊接生产效率、缩短造船周期，提高焊接质量，降低制造成本的重要途径。 在推扩高效焊的时候，要尽量减少熔敷金属量和焊接变形，同时特别注意以下几点： （1）船体结构中角焊缝的数量占焊缝总量的80%~90%。在规定各种角焊缝的焊脚尺寸时，要按各船级社的规范要求，不宜随意加大尺寸，以节约焊接材料、减少焊接变形和焊接工作量。 （2）在一些受力不大的结构中，加强材与板的角焊缝，规范允许采用间断角焊缝。但为推广全自动角焊，重力焊等高效焊接方法，必要时可根据等强度原则，将间断角焊缝改为：a一侧连续焊缝，另一侧两端包角焊缝（长度为200mm）；b两侧连续角焊缝，将焊角尺寸相应地减少。 （3）承受较大拉伸应力的角焊缝，其焊接尺寸需为板厚的1/2。当板厚大于20mm时，则宜采用开坡口（坡口角为45o~50o）角焊。这种部分焊透的角焊缝可减少熔敷金属量近50%并改善接头中的应力流。如图7-1所示。更重要的一点是提高了焊缝疲劳强度，在受到交变应力时不易产生裂纹（如：主机基座的焊缝），保证了船舶的安全，施工时千万要注意这一点，不要因为疏忽或怕麻烦而漏开坡口。 2. 使用的钢材品种多。如船用碳钢、高强钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、低温用钢等。 对于货船、集装箱和油船而言，船体结构用钢主要是碳钢、高强度钢。这些钢的焊接性良好，一般的焊条电弧焊、埋弧自动焊、CO2气体保护焊、垂直气电焊等均可焊接。另外，还有一些铸钢件的焊接。因此，焊接船舶结构时除特殊材料外，主要就是要控制好船舶的焊接变形。随着造船量的加大，更要注意焊接变形的控制，不要因为工期紧就一味加大焊接进度忽视焊接质量和变形的控制。 二、焊接工艺基本原则 1．焊接顺序的基本原则 在船体建造中，为了减小船体结构的变形和应力，正确选择和严格遵守焊接顺序，是保证船体焊接质量的重要措施。由于船体结构复杂，各种类型的船体结构也不一样，因此焊接顺序也有所不相同。船体结构焊接顺序的基本原则是： （1）船体外板、甲板的拼缝，一般应先焊横向焊缝（短焊缝），后焊纵向焊缝（长焊缝）。 （2）构件中如同时存在对接焊缝和角接焊缝时，则应先焊对接缝，后焊角焊缝。如同时存在立焊缝和平焊缝，则应先焊立焊缝，后焊平焊缝。 （3）凡靠近总段和分段合拢处的对接缝和角焊缝应留出200~300毫米暂不焊，以利船台装配对接，待分段、总段合拢后再进行焊接。否则，合拢时的装配质量就不能保证，焊接质量就会下降。 （4）手工焊时长度≤1000毫米可采用连续直通焊，≥1000毫米时采用分中逐步退焊法或分段逐步退焊法等方法。 （5）具有对称中心线的构件由双数焊工对称地焊接。 （6）在结构中同时存在厚板与薄板构件时，先焊收缩量大的厚板多层焊，后焊薄板单层焊缝。多层焊时，各层的焊接方向最好要相反，各层焊缝的接头应互相错开。因为该处由于焊接残余拉应力而非常容易产生裂纹，在此处若有焊缝接头会促使裂纹的产生。 （7）刚性较大的接缝，如立体分段的对接焊缝（俗称大接头），焊接过程不应间断，应力求迅速连续完成。 （8）象Tab这样的焊缝先焊a、再焊b。如图7-4所示 图7-4交叉对接焊缝的焊接顺序 （9）船台大合拢时，先焊接总段中未焊接的外板、内底板、舷侧外板和甲板等的纵向焊缝。同时焊接靠近大接头处的纵横构架的对接焊缝。再焊接大接头环形对接焊缝，最后焊接构件与船体外板和甲板的连接角焊缝。 （10）整体建造船舶或平面分段和立体分段建造时，应从结构的中央向左右和前后逐格对称地进行焊接。 2.焊接材料使用范围的要求 造船规范中明确规定下列结构和构件必须使用低氢型焊条： （1）船体大合拢时的环形对接缝和纵桁材对接焊缝 （2）具有冰区加强级的船舶，船体外板端接缝和边接缝。 （3）桅杆、吊货杆、吊艇架、系缆桩等承受强大载荷的舾装件及其它所有承受高应力的零部件； （4）要求具有较大刚度的构件，如首框架、尾框架、尾轴架等及其与外板