焊接結構-第六單元課件

1、 學習目標： 通過學習了解起重機橋架、壓力容器、船舶及建筑用桁架結構等典型焊接產(chǎn)品的結構。 掌握其制造難點、技術關鍵及其生產(chǎn)工藝，以便進一步鞏固和運用前面所學的理論知識，提高分析和解決實際問題的能力。 起重機作為運輸機械在國民生產(chǎn)各個部門的應用十分廣泛，其結構形式多樣，如橋式起重機、門式起重機、塔式起重機、汽車起重機等。 其中，以橋式起重機應用最廣，其結構的制造技術具有典型性，掌握了它的制造技術，對于其它起重機結構的制造都可借鑒。 1橋式起重機的結構 橋式起重機由橋架1，運移機構2和載重機構3組成，如圖6-1所示。 可移動的橋架由主梁和兩個端梁組成，端梁的兩端裝有車輪，由車間兩旁立柱懸臂上鋪設

2、的軌道支承； 橋架的移動機構用來驅動端梁上的車輪，使其沿著車間長度方向的軌道移動； 橋架上的載重小車裝有起升機構和小車的移動機構，能沿鋪設在橋架主梁上的軌道移動。 橋式起重機的橋架結構如圖6-2所示。 1主梁 2欄桿 3端梁 4走臺 5軌道 6操縱室 橋式起重機橋架常見的結構形式如圖6-3所示。 a）中軌箱形梁橋架 b)偏軌箱形梁橋架 c)偏軌空腹箱形梁橋架 d)箱形單主梁橋架 如圖6-3a所示： 該橋架由兩根主梁和兩根端梁組成； 主梁外側分別設有走臺，軌道放在箱形梁的中心線上； 小車載荷依靠主梁上翼板和肋板來傳遞； 該結構工藝性好，主梁、端梁等部件可采用自動焊接，生產(chǎn)率高，制造過程中主梁的變

3、形量較大。 如6-3b所示： 它由兩根偏軌箱形梁和兩根端梁組成。 小車軌道安裝在上翼板邊緣主腹板處，載荷直接作用在主腹板上。 主梁多為寬主梁形式，依靠加寬主梁來增加橋架水平剛性，同時可省掉走臺，主梁制造變形較小。 如圖6-3c所示： 該橋架與偏軌箱形梁橋架基本相似； 副腹板上開有許多矩形孔洞，自重減輕； 利于梁內(nèi)通風散熱，對梁內(nèi)放置運行機構和電器設備提供了有利條件； 便于內(nèi)部維修； 制造比偏軌箱形梁麻煩。 如圖6-3d所示： 由一根寬翼緣偏軌箱形主梁與端梁不在對稱中心連接，以增大橋架的抗傾翻力矩能力； 小車偏跨在主梁一側使主梁受偏心載荷； 最大輪壓作用在主腹板的頂面軌道上； 主梁上要設置一到兩

4、根支承小車反滾輪的軌道； 該橋架制造成本低，主要用于起重量較大、跨度較大的門式起重機。 主梁是橋式起重機橋架中的主要受力部件，它的制造是橋架結構制造的關鍵， 對主梁嚴格的技術要求是保證橋架技術條件得到滿足的前提。 箱形主梁的一般結構如圖6-4所示，它由左右兩塊腹板，上下兩塊翼板以及若干長、短肋板組成。1-上翼板 2-腹板 3-下翼板 4-長肋板 5-短肋板 L梁長 LK跨距 H梁高 B梁寬 1）主梁的長、寬、高都有一定的公差要求。 2）主梁的垂直平面內(nèi)要求的上拱度=L/700L/1000（L主為梁的跨度）。 3）主梁向走臺一側應有一定的旁彎，約為L/1500L/2000。 4）腹板凸凹不平（即

5、波浪變形或失穩(wěn)）應小于4/10006/1000。 5）上翼板水平度CB/250，腹板垂直度aH/200。 另外，各肋板之間距離公差應在5mm范圍之內(nèi)。 （1）拼板對接焊工藝 主梁構造形狀并不復雜，但因其長度大，主梁長度一般為1040m，上、下翼板及左右腹板需要拼接。 翼板的拼接焊縫要注意保證質量，特別是受接翼緣的接縫要求必須焊透、無裂紋及嚴重咬肉等缺陷； 要求通過超聲波或射線檢驗，其質量應滿足起重機技術條件中的規(guī)定。 為避免應力集中，保證梁的承載能力，翼板與腹板的拼接接頭不應布置在同一截面上，錯開距離不得小于200mm； 同時，翼板及腹板的拼板接頭不應安排在梁的中心附近，一般應離中心2m以上。

6、 肋板是一個長方形，長肋板中間一般開有減輕孔。 由于肋板尺寸影響到裝配質量，要求其寬度差不能大，只能小1mm左右；長度尺寸允許有稍大一些的誤差。 肋板的四個角應保證90，尤其是肋板與上蓋板接觸處的兩個角更應嚴格保證直角，這樣才能保證箱形梁在裝配后腹板與上蓋板垂直，并且使箱形梁在長度方向不會產(chǎn)生扭曲變形。 主梁截面的焊縫分布對稱于Z-Z軸。 對X-X軸而言，焊縫集中于上部，將由于焊縫收縮而產(chǎn)生下?lián)希?這與主梁要保證上撓的技術要求正好相反，這是主梁制造的關鍵問題之一。 考慮主梁的自重和焊接變形的影響，為滿足技術規(guī)定的主梁上撓要求，腹板應預制出數(shù)值大于技術要求的上撓度。 預制腹板上撓度的具體數(shù)值可根

7、據(jù)生產(chǎn)條件和所用的工藝程序等因素來確定； 一般跨中上撓度的預制值fm可取L /350L /450。 腹板上撓度的制備方法多采用先劃線后氣割，切出具有相應的曲線形狀，在專業(yè)生產(chǎn)時，也可采用靠模氣割。 由于主梁長度大，相對剛度較小，在裝配與焊接中容易產(chǎn)生變形。 因此，除要求零件的備料加工要有一定的精度外，還必須選擇合理的裝配焊接方案和恰當?shù)暮附庸に嚧胧?，以保證主梁幾何尺寸的技術要求。 根據(jù)主梁的結構特點，一般先將上翼板與兩腹板裝成形梁，最后裝下翼板，組成封閉的箱形梁。 形梁的裝配焊接順序是影響主梁上撓度的關鍵。 形梁由上翼板、腹板和肋板組成。 該梁的組裝定位焊分為機械夾具組裝和平臺組裝兩種， 目前

8、應用較廣的是采用平臺組裝工藝，又以上翼板為基準的平臺組裝居多。 裝配時，先在上翼板上的劃線定位的方式裝配肋板。 用90角尺檢驗垂直度后進行點固。 為減小梁的下?lián)献冃?，裝好肋板后應進行肋板與上翼板焊縫的焊接。 組裝腹板時，首先要求在上翼板和腹板上分別劃出跨度中心線， 然后用吊車將腹板吊起與上翼板、肋板組裝， 使腹板的跨度中心線對準上翼板的跨度中心線， 然后在跨中點定位焊。 腹板上邊用安全卡1（圖6-5）將腹板臨時緊固到長肋板上， 可在翼板底下打楔子使上翼板與腹板靠緊， 通過平臺孔安放溝槽限位板3，斜放壓桿2，并注意壓桿要放在肋板處。 當壓下壓桿時，壓桿產(chǎn)生的水平力使下部腹板靠緊肋板。1安全卡 2

9、壓桿 3溝槽限位板 為了使上部腹板與肋板靠緊，可用專用夾具式腹板裝配胎夾緊。 由跨中組裝后，定位焊至腹板一端，然后用墊塊墊好（圖6-6），再裝配定位焊另一端腹板。 腹板裝好后，即應進行肋板與腹板的焊接。 焊前應檢查變形情況以確定焊接次序。 如旁彎過大，應先焊外腹板焊縫； 如旁彎不足，應先焊內(nèi)腹板焊縫隙。 對形梁內(nèi)壁所有焊縫，就國內(nèi)生產(chǎn)而言，大多還是采用焊條電弧焊。 較理想的是用CO2氣體保護焊，以減小變形，提高生產(chǎn)效率。 為使型梁的彎曲變形均勻，應沿梁的長度方向由偶數(shù)焊工對稱施焊。 裝配時先在下翼板上劃出腹板的位置線。 將型梁吊裝在下翼板上，兩端用雙頭螺桿將其壓緊固定（如圖6-7所示） 。 用

10、水平儀和線錘檢驗梁中部和兩端的水平和垂直度及拱度，如有傾斜或扭曲時，用雙頭螺桿單邊拉緊。 下翼板與腹板的間隙應不大于1mm，點焊時應從中間向兩端同時進行。 主梁兩端彎頭處的下翼板可借助起重機的拉力進行裝配定位焊。 主梁有四條縱縫，盡量采用自動焊焊接。 焊接順序視梁的拱度和旁彎的情況而定。 利用四條縱縫的焊接方向和次序來調節(jié)主梁的撓度和旁彎，如圖所示。 四條縱縫焊接是必須控制的關鍵工藝。 a)上撓偏大、旁彎左拱時采用； b)上撓偏小、旁彎右拱時采用； c)上撓偏小、旁彎適中時采用； d)上撓過大、旁彎適中時采用； 箱形主梁裝焊完畢后應進行檢查。 每根箱形梁在制造時均應達到技術條件的要求，如果變形

11、超過了規(guī)定值，應進行矯正。 矯正時，應根據(jù)變形情況采用火焰矯正法，選擇好加熱的部位與加熱方式進行矯正。 1端梁的技術要求端梁的技術要求 端梁是橋式起重機橋架組成部分之一，按其受載情況可分為下述兩類： 1）端梁受有主梁的最大支承壓力，即端梁上作用有垂直載荷。結構特點是大車車輪安裝在端梁的兩端部，如圖6-9a所示。 此類端梁應計算彎矩，彎矩的最大截面是在與主梁連接處的A-A截面、支承截面B-B和安裝接頭螺孔削弱的截面。 2）端梁沒有垂直載荷，結構特點是車輪或車輪的平衡體直接安裝在主梁端部，如圖6-9b所示。 此類端梁只起聯(lián)系主梁的作用，它在垂直平面幾乎不受力，在水平面內(nèi)仍屬剛性連接并受彎矩的作用。

12、 1）蓋板水平傾斜bB/250（B為蓋板寬度）。 2）腹板垂直偏斜hH/250（H為腹板高度）。 3）端梁兩端彎板直角偏差，折合最外端間隙不大于1.5mm，如圖6-10 a所示。 4）同一端梁兩端彎板高低差5mm。 5）要求同一車輪兩彎板高低差g2mm，如圖6-10 b所示。 箱形主梁橋架的端梁都采用鋼板焊成的箱形結構，并在水平面內(nèi)與主梁剛性連接。 依據(jù)橋架寬度和運輸條件，在端梁上設置12個安裝接頭（圖6-9b中為兩個接頭），即將端梁分成23段，安裝接頭目前都采用高強螺栓連接板。 安裝接頭有兩種形式：一種是連接板連接，另一種是角鋼連接，如圖6-11所示。 a)連接板連接 b)角鋼連接 端梁與主

13、梁連接的焊縫均在端梁內(nèi)側， 因此在組裝焊接端梁時應注意各焊縫的焊接方向與順序， 使端梁與主梁在裝焊前有一定的外彎量。 端梁制造的工藝過程如下： 包括上、下翼板、腹板、肋板及兩端的彎板。 彎板采用壓制成形，各零件應滿足技術規(guī)定。 首先肋板與上翼板裝配并焊接， 再裝配兩腹板并定位， 然后裝彎板（彎板是整個端梁的關鍵，裝焊中必須嚴格保證彎板的角度）。 為保證一端的一組彎板能在同一平面內(nèi)，可預先在平臺上用定位胎將其連成一體。 組裝彎板后，要用水平尺檢查彎板水平度并調節(jié)兩端彎板的高度公差在規(guī)定范圍內(nèi)。 接著進行端梁內(nèi)壁焊縫的焊接，先焊外腹板與肋板、彎板的焊縫，再焊內(nèi)腹板與肋板、彎板的焊縫，然后裝配下翼板

14、并定位焊。 最后焊接端梁四條縱焊縫，并且下翼板與腹板縱縫應先焊。 端梁制好后對主要技術要求進行檢查，不符合規(guī)定的應進行矯正。橋架組裝焊接工藝包括： 制好的主梁與端梁組裝焊接； 組裝焊接走臺； 組裝焊接小車軌道； 焊接軌道壓板； 主梁的外側焊有走臺； 主梁腹板上焊有縱向角鋼與走臺相連。 橋架連接指已經(jīng)制作好的主梁與端梁的連接。 橋架連接方法有螺栓連接和焊接連接兩種。 下面介紹焊接連接的方法。 為避免梁的自重對主梁撓度的影響， 主梁墊架位置應選擇在主梁的跨端或接近跨端的位置。 起重量較小的橋架在最后測量調整時應盡量墊在端梁處。 為使橋架安裝車輪后能正常運行，兩個端梁上的四組彎板組裝時應在同一水平面

15、內(nèi)； 以該水平面為組裝調整橋架各部件的基準。 如圖612所示，一個端梁上的兩組彎板裝配時，可穿過端梁上翼板的吊裝孔立T形標尺； 四個T形標尺的下部分別固定到四組彎板上； 用水平儀測量四個T形標尺上的測量點； 將各測量點調整至同一水平面上，即可保證四組彎板在同一水平面內(nèi)。 將經(jīng)過檢驗合格的兩根主梁擺放到墊架上， 通過調整，應使兩主梁中心線距離、對角線差及水平高低差等均在規(guī)定的范圍之內(nèi)。 然后，在端梁上翼板劃出縱向中心線，用直尺將彎板垂直面的位置引到上翼板， 與端梁縱向中心線相交得基準點， 以基準點為依據(jù)劃出主梁裝配時的縱向中心線； 而后將端梁吊起，按劃線部位與主梁裝配，用夾具將端梁固定于主梁上翼

16、板上， 調整端梁使端梁上翼板兩端的A、C、B、D四點水平度差及對角線AD與BC之差在規(guī)定的數(shù)值內(nèi)，如圖6-13所示。 1端梁 2主梁 同時，穿過吊裝孔立T形標尺，用水準儀測量調整， 保證同一端梁彎板水平面的標高差及跨度方向標高差不超過規(guī)定數(shù)值， 所有這些項目檢查合格后，再進行定位焊。 主梁與端梁采用的焊接連接方式有直板連接和三角板連接兩種，如圖6-14所示。 a)直板連接 b)三角板連接 主要焊縫有主梁與端梁上下翼板焊縫、直板焊縫或三角板焊縫。 為減小變形與應力，應先焊上翼板焊縫，再焊下翼板焊縫，最后焊直板或三角板焊縫； 先焊外側焊縫，后焊內(nèi)側焊縫。 為減小橋架的整體變形，走臺的斜撐與連接板（

17、圖6-15）要按圖樣尺寸預先裝配焊接成組件，再進行橋架的組裝焊接。 組裝時，按圖樣尺寸劃走臺的定位線， 走臺應與主梁上翼板平行，即具有與主梁一致的上撓曲線。 裝配橫向水平角鋼時，用水平尺找正，使外端略高于水平線并定位焊于主梁腹板上，然后組裝定位焊斜撐組件，再組裝定位焊走臺邊角鋼。 走臺邊角鋼應具有與走臺一致的上撓度。 走臺板應在接寬的縱向焊縫完成后進行矯平，然后組裝定位焊在走臺上。 焊接走臺焊縫時，為減小應力與變形，應選擇好焊接順序，水平外彎大的一側走臺焊縫應先焊，走臺下部焊縫應先焊。 小車軌道用電弧焊方法焊接成整體，焊后磨平焊縫。 小車軌道應平直，不得有扭曲和明顯的局部彎曲。 軌道與橋架組裝

18、時，應預先在主梁的上翼板劃出軌道位置線，然后裝配，再定位焊軌道壓板。 為使主梁受熱均勻，從而使下?lián)锨€對稱，可由多名焊工沿跨度方向均勻分布，同時焊接。 橋式起重機橋架組裝焊接后應進行全面檢測，符合技術要求的規(guī)定。 能力知識點能力知識點1 壓力容器的基礎知識壓力容器的基礎知識 壓力容器是承受一定溫度和壓力作用的密閉容器，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。 壓力容器不僅結構形式較多，同時也是一種比較容易發(fā)生事故、生產(chǎn)技術和焊接水平要求較高的特殊設備。 目前，工業(yè)生產(chǎn)中最典型和最常用的結構形式是圓筒形和球形容器。 根據(jù)結構特點和工作要求，圓筒形壓力容器主要由筒體、封頭及附件等部分組成，如圖6-17所示。 筒

19、體是圓筒形壓力容器的主要承壓元件，它構成了儲存物料或完成化學反應所需要的空間。 當筒體直徑較小（小于500mm）時，可用無縫鋼管制作。 當直徑較大時，筒體一般用鋼板卷制或壓制（壓成兩個半圓）后焊接而成。 筒體較短時可做成完整的一節(jié)，當筒體的縱向尺寸大于鋼板的寬度時可由幾個筒節(jié)拼接而成。 根據(jù)筒體的承載要求和鋼板厚度，其縱向焊縫和環(huán)向焊縫可采用開坡口或不開坡口的對接接頭。 封頭即是容器的端蓋。 根據(jù)幾何形狀的不同，壓力容器的封頭可分為球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭、錐形封頭和平板封頭等結構形式，如圖6-18所示。 其中橢圓形和球形封頭應用最為廣泛。 除錐形封頭和平板封頭外，其余凸形封頭均是將鋼板

20、通過沖壓或爆炸成形等方法制作的。 法蘭按其用途不同，分為管法蘭和容器法蘭。 用于管道連接和密封的法蘭叫管法蘭； 用于容器頂蓋與筒體連接的法蘭叫容器法蘭。 法蘭與法蘭之間一般加密封元件，并用螺栓連接起來。 由于工藝要求和檢修時的需要，常在石油化工容器的封頭上開設各種孔或安裝接管，如人孔、手孔、視鏡孔、物料進出接管，以及安裝壓力表、液位計、流量計、安全閥等接管開孔。 手孔和人孔是用來檢查容器的內(nèi)部并用來裝拆和洗滌容器內(nèi)部的裝置。 手孔的直徑一般不小于150mm。 直徑大于1200mm的容器應開設人孔。 筒體與封頭上開孔后，開孔部位的強度被削弱，一般應進行補強。 壓力容器靠支座支承并固定在基礎上。

21、根據(jù)圓筒形容器的安裝位置不同，有立式容器支座和臥式容器支座兩類。 對臥式容器主要采用鞍形支座。 對于薄壁長容器也可采用圈形支座。 GB1501998鋼制壓力容器中規(guī)定，按其所在的位置不同，將壓力容器受壓部分的焊縫分為A、B 、C 、D 四類，如圖6-19所示。 受壓部分的縱向焊縫（多層包扎壓力容器層板的層間縱向焊縫除外）； 各種凸形封頭的所有拼接焊縫； 球形封頭與圓筒連接的環(huán)向焊縫； 嵌入式接管與圓筒或封頭的對接焊縫。 受壓部分的環(huán)形焊縫； 錐形封頭小端與接管連接的焊縫； （已規(guī)定為A、C、D類的焊縫除外） 法蘭、平封頭、管板等與殼體、接管連接的焊縫； 內(nèi)封頭與圓筒的搭接填角焊縫； 多層包扎壓

22、力容器層板的層間縱向焊縫。 插管、人孔、凸緣等與殼體連接的焊縫； （已規(guī)定為A、B類的焊縫除外）。 在GB1501998鋼制壓力容器中，還對壓力容器制造、檢驗等提出了要求和規(guī)定。 （1）坡口表面要求 坡口表面不得有裂紋、分層、夾渣等缺陷； 施焊前，應清除坡口及母材兩側表面20mm范圍內(nèi)的氧化物、油污、熔渣及其他有害雜質。 封頭各種不相交的拼焊焊縫中心線距離至少應為封頭鋼材厚度s的3倍，且不小于100mm。 封頭由成形的瓣片和頂圓板拼接制成時，焊縫方向只允許是徑向和環(huán)向的，如圖6-20所示； 先拼板后成形的封頭拼接焊縫，在成形前應打磨至與母材平齊。 A、B類焊接接頭對口錯邊量b，如圖6-21所示

23、，應符合相應規(guī)定。 圖6-21 焊接接頭對口錯邊量 鍛焊容器B類焊接接頭對口錯邊量b不應大于對口處鋼材厚度s的1/8，且不大于5mm； 筒節(jié)長度應不小于300mm。 組裝時，相鄰筒節(jié)A類焊縫中心線與相鄰筒節(jié)A類焊縫中心線間外圓弧長應大于鋼材厚度s的3倍，且不小于100mm。 壓力容器焊接前的焊接工藝評定，應按JB4708進行； C、D類焊縫的焊腳，在圖樣無規(guī)定時，取焊件中較薄的厚度； C、D類焊縫與母材呈圓滑過渡； 焊縫表面不得有裂紋、氣孔、弧坑和飛濺物。 中低壓壓力容器結構及制造較為典型，應用也最為廣泛。 這類容器一般為單層筒形結構； 其主要受力元件是封頭和筒體。 下面以圖6-22所示的壓力

24、容器為例介紹其具體的生產(chǎn)工藝過程。 圖6-22 圓筒形壓力容器制造工藝流程 目前廣泛采用沖壓成形工藝加工封頭，現(xiàn)以橢圓形封頭為例來說明其制造工藝。 封頭制造工藝大致如下：原材料檢驗劃線下料拼縫坡口加工拼板的裝焊加熱壓制成形二次劃線封頭余量切割熱處理檢驗裝配。 橢圓形封頭壓制前的坯料是一個圓形； 封頭的坯料盡可能采用整塊鋼板，如直徑過大，一般采用雙面埋弧焊工藝進行拼接。 封頭成形有熱壓和冷壓之分。 采用熱壓成形時，為保證成形質量，必須控制始壓和終壓溫度。 低碳鋼始壓溫度一般為10001100，終壓溫度為850750。 加熱的坯料在壓制前應清除表面的雜質和氧化皮。 封頭的壓制是在水壓機（或油壓機）

25、上用凸凹模一次壓制成形，不需要采取特殊措施。 已成形的封頭還要對其邊緣進行加工，以便與筒體裝配。 一般應先在平臺上劃出保證直邊高度的加工位置線，用氧氣切割的方法割去加工余量。 也可采用圖6-23所示的封頭余量切割機，在切割余量的同時，可直接割出封頭邊緣的坡口（V形），經(jīng)修磨后直接使用。 如對坡口精度要求高或其它形式的坡口，一般是將切割后的封頭放在立式車床上進行加工，以達到設計圖樣的要求。 封頭加工完后，對主要尺寸進行檢查，合格后才可與筒體裝配并焊接。 1封頭 2割矩 3懸臂 4立柱 5傳動系統(tǒng) 6支座 當筒體直徑在800mm以下時，可以采用單張鋼板卷制而成，這時筒節(jié)上只有一條縱向焊縫； 當筒體

26、直徑為8001600mm時，可用兩個半圓筒焊接而成，筒節(jié)上有兩條縱焊縫； 若筒體直徑為10003000mm或更大時，應視鋼板的規(guī)格確定筒節(jié)上采用一條或兩條縱焊縫。 筒節(jié)制造的一般過程為： 原材料檢驗劃線下料邊緣加工卷制縱縫裝配縱縫焊接焊縫檢驗矯圓復檢尺寸裝配 筒節(jié)可采用剪切或半自動切割下料； 下料前先劃線，包括切割位置線、邊緣加工線、孔洞中心線及位置線等； 其中管孔中心線距縱縫及環(huán)縫邊緣的距離不小于管孔直徑的0.8倍，并打上樣沖標記。 圖6-24為筒節(jié)劃線示意圖 中低壓壓力容器的筒節(jié)可在三輥或四輥卷板機上冷卷而成，卷制過程中要經(jīng)常用樣板檢查曲率，卷圓后其縱縫處的棱角、徑縱向錯邊量應符合技術要求

27、。 筒節(jié)卷制好后，在進行縱縫焊接前應先進行縱縫的裝配，主要是采用杠桿螺旋拉緊器、柱形拉緊器等各種工裝夾具來消除卷制后出現(xiàn)的質量問題，滿足縱縫對接時的裝配技術要求，保證焊接質量。 裝配好后即進行定位焊。 筒節(jié)的縱環(huán)縫坡口是在卷制前就加工好的，焊前應注意坡口兩側的清理。 筒節(jié)縱縫焊接的質量要求較高，一般采用雙面焊，順序是先里后外。 縱縫焊接時，應做產(chǎn)品的焊接試板； 同時，由于焊縫引弧處和熄弧處的質量不好，故焊前應在縱向焊縫的兩端裝上引弧板和熄弧板。 筒節(jié)縱縫焊接后還須按要求進行無損探傷，再經(jīng)矯圓，滿足圓度的要求后才送入裝配工序。 容器的裝配是指各零部件間的裝配； 接管、人孔、法蘭、支座等的裝配較為

28、簡單，在此不介紹； 下面主要分析筒節(jié)與筒節(jié)以及封頭與筒節(jié)之間的環(huán)縫裝配工藝。 環(huán)縫要比縱縫裝配困難得多，其裝配方法有立裝和臥裝兩種。 立裝適合于直徑較大而長度不太大的容器，一般在裝配平臺或車間地面上進行。 臥裝一般適合于直徑較小而長度較大的容器，多在滾輪架或V形鐵上進行。 筒節(jié)與筒節(jié)裝配前，可先測量周長，再根據(jù)測量尺寸采用選配法進行裝配，以減少錯邊量； 或在筒節(jié)兩端內(nèi)使用徑向推撐器，把筒節(jié)兩端整圓后再進行裝配。 另外，相鄰筒節(jié)的縱向焊縫應錯開一定的距離，其值在周圍方向應大于筒節(jié)壁厚的3倍以上，并且不應小于100mm。 該環(huán)縫裝配也可采用立裝和臥裝； 當封頭上無孔洞時，也可先在封頭外臨時焊上起吊

29、用吊耳，便于封頭的吊裝。 立裝與前面所述筒節(jié)之間的立裝相同。 臥裝時，如是小批量生產(chǎn)，一般采用手工裝配的方法，如圖6-25所示。 1封頭 2筒體 3吊耳 4吊鉤 5滾輪架 6形馬 在滾輪架上放置筒體，并使筒體端面伸出滾輪架外400500mm； 用起重機吊起封頭送至筒體端部； 對準后橫跨焊縫焊接一些剛性不太大的小板，固定封頭與筒體間的相互位置； 起重機移開后，用螺旋壓板將環(huán)向焊縫逐段對準到適合的焊接位置； 再用“形馬”橫跨焊縫并定位焊。 批量生產(chǎn)時，一般是采用專門的封頭裝配臺來完成封頭與筒體的裝配。 封頭與筒體組裝時，封頭拼接焊縫與相鄰筒節(jié)的縱焊縫也應錯開一定的距離。 容器環(huán)縫焊接時，可采用各種

30、焊接操作機進行內(nèi)外縫的焊接； 在焊接容器最后一條環(huán)縫時，只能采用手工封底的或帶墊板的單面埋弧焊。 容器的其他部件，如人孔、接管、法蘭、支座等，一般采用焊條電弧焊焊接。 容器焊接完以后，還必須用各種方法進行檢驗，以確定焊縫質量是否合格。 1球形容器的結構形式 球形容器一般稱作球罐，它主要用來儲存帶有壓力的氣體或液體。 球罐按其瓣片形狀分為橘瓣式、足球瓣式及混合式，如圖6-26所示。 a)足球瓣式 b)橘瓣式 c)混合式 橘瓣式球罐因安裝方便，焊縫位置規(guī)則，目前應用最為廣泛。 按球罐直徑大小和鋼板尺寸分為三帶、四帶、五帶和七帶橘瓣式球罐。 足球瓣式的優(yōu)點是所有瓣片的形狀、尺寸都一樣，材料利用率高，

31、下料和切割比較方便，但大小受鋼板規(guī)格的限制； 混合式球罐的中部用橘瓣式，上極和下極用足球瓣式，常用于較大型的球罐。 一個完整的球罐，往往需要數(shù)十或數(shù)百塊的瓣片。 球罐工作條件及結構特征決定了球罐的技術條件是相當高的。 首先球罐的各球瓣下料、坡口加工、裝配精度等均要符合技術要求，這是保證球罐質量的先決條件。 另外，由于工作介質和壓力、環(huán)境的要求，且返修困難，對焊接質量要嚴格控制，保證球罐受壓均勻。 焊接變形也要嚴格控制，這必須有合適的工裝夾具來配合，同時采用正確的裝焊順序。 一般球罐多在廠內(nèi)預裝，然后將零件編號，再到工地上組裝焊接。 球罐的焊縫多數(shù)采用焊條電弧焊； 要求焊工的技術水平較高； 并要

32、有嚴格的檢驗制度，對每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)都要認真對待。 （1）瓣片制造 一次下料法：通過計算法放樣展開為近似平面，然后壓延成球面，再經(jīng)簡單修整即可成為一個瓣片。 二次下料法：可以按計算周長適當放大，切成毛料，壓延成形后進行二次劃線，精確切割，此法目前應用較廣。 如果采用數(shù)學放樣，進行數(shù)控切割，可大大提高精度與加工效率。 對于球瓣的壓制成形，一般方法為： 直徑小、曲率大的瓣片采用熱壓； 直徑大、曲率小的瓣片采用冷壓； 壓制設備為水壓機或油壓機等。 冷壓球瓣采用局部成形法，具體操作方法是： 鋼板由平板狀態(tài)進入初壓時不要壓到底，每次只沖壓坯料的一部分，壓一次移動一定距離，并留有一定的壓延重疊面，這可避免工件

33、局部產(chǎn)生過大的突變和折痕。當坯料返程移動時，可以壓到底。 球罐支柱形式多樣，以赤道正切式應用最為普遍。 赤道正切支柱多數(shù)是管狀形式，小型球罐選用鋼管制成； 大型球罐由于支柱直徑大而長，所以用鋼板卷制后拼焊而成。 如考慮到制造、運輸、安裝的方便，大型球罐的支柱制造時分成上、下兩部分，其上部支柱較短。 上、下支柱的連接，是借助一短管，使安裝時便于對攏。 球罐的裝配方法很多，一般采用以赤道帶為基準來安裝的分瓣裝配法。 圖6-27所示是橘瓣式球罐的裝配流程簡圖。 圖6-27 橘瓣式球罐的裝配流程圖 球罐裝配時，在基礎中心一般都要放一根中心柱作為裝配和定位的輔助裝置。 它由300mm400mm的無縫鋼管

34、制成，分段用法蘭連接。 裝赤道板時，用中心柱拉住瓣片中部，用花籃螺絲調節(jié)并固定位置。 溫帶球瓣可先在胎具上進行雙拼，胎具制成與球瓣具有相同形狀的曲面。 裝下溫帶時，先把下溫帶板的上口掛在赤道板下口，再夾住瓣片下口，通過鋼絲繩吊在中心柱上，如圖6-28所示。 鋼絲繩中間加一倒鏈裝置，把溫帶板拉起到所需位置。 裝上溫帶時，它的下口擱在赤道板上口，再用固定在中心柱上的頂桿頂住它的上口，通過中間的雙頭螺絲調節(jié)位置。 也可以在中心柱上面做成一個倒傘形架，上溫帶板上口就擱在其上。 溫帶板都裝好后，拆除中心柱。 球罐制造時，一般裝配與焊接交替進行，其安裝、焊接及焊后的各項工作為： 支柱組合吊裝赤道板吊裝下溫

35、帶板吊裝上溫帶板裝里外腳手赤道縱縫焊接下溫帶縱縫焊接上溫帶縱縫焊接赤道下環(huán)縫焊接赤道上環(huán)縫焊接上極板安裝上極板環(huán)縫焊接下極板安裝下極板環(huán)縫焊接射線探傷和磁粉探傷水壓試驗磁粉探傷氣密性試驗熱處理油漆、包保溫層交貨。 球罐的焊接大多數(shù)情況下采用焊條電弧焊完成； 焊前應嚴格控制接頭處的裝配質量，并在焊縫兩側進行預熱。 焊條電弧焊焊接球罐工作量大，效率低，勞動條件差，因此，一直在探索應用機械化焊接方法，現(xiàn)已采用的有埋弧焊、管狀絲極電渣焊，氣體保護電弧焊等。 球罐焊后是否要進行熱處理，主要取決于材質與厚度。 球罐熱處理一般進行整體退火，火焰加熱退火裝置如圖6-29所示。 加熱前將球罐連帶地腳螺絲從基礎上

36、架起，浮架在輥道上，以便熱處理過程中自由膨脹。1保溫氈 2煙囪 3熱電偶布置點4指針和底盤5柱腳 6支架 7千斤頂 8內(nèi)外套筒9點燃器 10燒嘴 11油路軟管12氣路軟管 13油罐 14泵組 15貯氣罐 16空壓機 17液化氣貯罐 在球殼板外包上保溫層并安裝測溫熱電偶。 燃料可用液化石油氣、天燃氣或柴油，在罐內(nèi)點燃后進行加熱。 另外，在球罐下極板外側一般還要安裝電熱器，作為罐體低溫區(qū)的輔助加熱措施。 加熱溫度一般為620左右，當達到溫度要求即停止加熱，并保溫24h后緩慢冷卻。 球罐熱處理也可采作履帶式電加熱和紅外線電加熱。 電加熱法比較簡便、干凈，熱處理過程可以用電腦自動控制，控制精度高，溫差

37、小。 能力知識點能力知識點1 船舶結構的類型及特點船舶結構的類型及特點 船舶是一座水上浮動結構物； 而作為其主體的船體則由一系列板架相互連接而又相互支持構成的。 船體結構的組成及其板架簡圖，如圖6-30所示。 a）船體結構簡圖 b）板架結構簡圖 1-尾部 2-煙囪 3-上層建筑 4-貨艙口 5-甲板 6-舷側 7-首部 8-橫艙壁 9-船底 10-桁材 11-骨材 12-板（1）縱骨架式 結構特點：板架中縱向（船長方向）構件較密、間距較小，而橫向（船寬方向）構件較稀、間距較大 ； 適用范圍：大型油船的船體；大中型貨船的甲板和船底；軍用船舶的船體 （2）橫骨架式 結構特點：板架中橫向構件較密、間

38、距較小，而縱向構件較稀、間距較大 ； 適用范圍：小型船舶的船體；中型船舶的弦側、甲板；民船的艏艉部 （3）混合骨架式 結構特點：板架中縱、橫向構件的密度和間距相差不多 適用范圍：除特種船舶外，很少使用 1）零部件數(shù)量多。 一艘萬噸級貨船的船體，其零部件數(shù)量在20000個以上。 2）結構復雜、剛性大。 船體中縱、橫構架相互交叉又相互連接，尤其是艏艉部分還有不少典型結構。 這些構件用焊接方法連成一體，使整個船體成為一個剛性的焊接結構。 3）鋼材的加工量和焊接工作量大。 焊接工時一般占船體建造總工時的30%40%。 4）使用的鋼材品種少。 各類船舶所使用的鋼材見表6-2。船舶類型船舶類型使用鋼種使用

39、鋼種備備 注注一般中小型船舶船用碳鋼大中型船舶、集裝箱船和油船船用碳鋼S=320400MPa船用高強鋼用于高應力區(qū)構件化學藥品船船用碳鋼和高強鋼奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼用于貨艙液化氣船船用碳鋼和高強鋼低合金高強鋼0.5Ni 、3.5Ni 、5Ni 和9Ni鋼，36Ni， 2A12鋁合金用于全壓式液罐、半冷半壓和全冷式液罐和液艙 整體造船法目前在船廠中用得較少，只有在起重能力小、不能采用分段造船法和中小型船廠才使用，一般適用于噸位不大的船舶。 整體造船法，就是直接在船臺上由下至上，由里至外先鋪全船的龍骨底板，然后在龍骨底板上架設全船的肋骨框架、艙壁等縱橫構架，最后將船板、甲板等安裝于構架上，待全

40、部裝配工作基本完畢后，才進行主船體結構的焊接工作。 1）先焊縱橫構架對接焊縫，再焊船殼板及甲板的對接焊縫，最后焊接構架與船殼板及甲板的連接角焊縫，前兩者也可同時進行。 2）船殼板的對接焊縫應先焊船內(nèi)一面，然后在外面碳弧氣刨扣槽封底焊。 甲板對接焊縫可先焊船內(nèi)一面（仰焊），反面刨槽進行平對接封底焊或采用埋弧焊。 也可采用外面先焊平對接焊縫，船內(nèi)刨槽仰焊封底?；蛘咧苯硬捎孟冗M的單面焊雙面成形工藝。 3）船殼板及甲板對接焊縫的焊接順序是：若是交叉接縫，先焊橫縫（立焊），后焊縱縫（橫焊）；若是平列接縫，則應先焊縱縫，后焊橫縫，如圖6-31所示 。 a）平列板縫 b）錯開板縫 4）船艏外板焊縫的焊接順序

41、：待縱橫焊縫焊完后，再焊船艏柱與船殼板的接縫。順序如圖6-32所示。 5）所有焊縫均采用由船中向左右，由中向艏艉，由下往上的焊接順序，以減少焊接變形和應力，保證建造質量。 分段造船法的制造工藝流程一般為： 鋼材下料（切割焊接坡口）加工成形 拼板焊接成形 小合攏（T形排焊接，平面構架焊接）中合攏（分段焊接）大合攏（船臺裝焊）下水。 鋼材下料是按下料草圖或軟件程序，將鋼板、型鋼等加工成零件。 大型船廠多采用數(shù)控和機械化（半自動）切割機進行切割下料，其切口精度高，并可按要求同時切割出焊接坡口。 盡可能將坡口加工與下料同時進行，這樣既可提高效率，又可以保證坡口加工精度。 大型造船廠常用的拼板焊接方法有

42、三種： （1）龍門架埋弧焊 可進行厚度為335mm的平板對接。 16mm厚度以下的鋼板采用I形坡口，直接對接； 厚度為1735mm的鋼板采用開坡口的對接接頭。 （2）三絲埋弧焊 單面焊雙面成形的三絲埋弧焊是拼板流水生產(chǎn)線的關鍵工序之一，其生產(chǎn)率高，焊接質量穩(wěn)定。 （3）胎架拼板 在船體分段建造中，通常需將多張曲形板進行拼焊，為保證拼板的圓滑，要求在胎架上進行拼焊（如圖6-33）。 焊接可采用單面CO2氣體保護焊、雙面埋弧焊或CO2氣體保護焊打底、埋弧焊蓋面的組合工藝。 組件合攏是將零件組焊成簡單的部件。船舶結構中的零件有T形排及平面構架。 （1）T形排的焊接 T形排焊接時應先焊非定位邊，從中間

43、向兩邊分段退焊。 對于可能產(chǎn)生較大焊接變形的T形排，可增加臨時支撐來剛性固定或將面板軋制出反變形。 （2）平面構架的焊接 平面構架一般由鋼板和型鋼（或T形排）組焊而成，其中包括上層建筑圍壁、各種平臺板、縱橫隔艙壁等。 平面構架的焊接應盡量采用CO2氣體保護焊，以減少波浪變形； 焊接順序應采取對稱、分段退焊。 某些組件要求端部留出200mm的緩焊區(qū)，以利分段組裝時方便對準組件，如圖6-34所示。 部件合攏是指將零件、組件在胎架上組裝焊接成部件的過程。 部件合攏通常包括艉部機艙、艏部、貨艙區(qū)內(nèi)底、上層建筑部件、上下邊水艙部件、分段甲板、隔艙部件以及舵、掛舵臂等部件。 分段建造法有正造法、反造法和側

44、造法。 擬定焊接工藝時應盡量考慮將艙內(nèi)作業(yè)在艙外完成，變仰焊、立焊為平焊，擴大高效焊接的范圍。 底部分段包括內(nèi)、外底板，中、副縱桁及其加強肋、縱骨、肋板及肋骨，連接肋板及補板等。 最常用的分段建造法為反造法。圖6-35所示為底部分段建造流程。 其中內(nèi)外底拼板可部分采用龍門架焊接裝置或三絲埋弧焊；其余對接焊縫可采用雙面埋弧焊或單面CO2氣體保護焊。 中、副縱桁框架焊接后需火焰矯正。 在以內(nèi)底為基面焊接框架間的立角焊縫時，可采用CO2氣體保護焊向下立焊。 如采用向上立焊，則需采取分段退焊法，以防止分段四周上翹。 舷側分段一般為上下邊水艙分段。 下邊水艙分段以斜底板為基面反造， 數(shù)控切割的肋骨框經(jīng)組

45、件合攏、組焊矯正后作為外板內(nèi)模面，然后分裝外板（見圖6-36 ）。 下邊水艙以斜板與肋骨框、甲板、傍板分別組裝成平面分段。 將組裝后的這些部件再以傍板為基面組成上邊水艙分段。 其甲板、斜板、傍板的拼板方法相似于內(nèi)（外）底板拼焊方法。 下邊水艙外板因有曲形板而常采用CO2氣體保護單面焊。 船體的艏、艉分段通常為立體分段； 由甲板（或平臺板）、傍板等平面分段組成，并以甲板為胎架面進行反造。 榜板在胎架上裝焊矯正后吊到甲板胎架上組裝成整體分段。 甲板、傍板的對接縫采用埋弧焊或平面CO2氣體保護焊。 在某些情況下，甲板的胎架面焊縫留在大合攏時平焊。 船體大合攏一般采用單島式或雙島式建造法； 定位分段，

46、可不留余量，后接留余量端的分段與定位分段。 為縮短造船周期，在平行舯體分段中，除嵌補分段外，其余可實現(xiàn)無余量上船臺，艏艉分段可部分無余量上船臺。 圖6-37所示為16500立方米液化氣船的平行舯體船臺焊接。 其中甲板、外底板、斜板對接焊縫、內(nèi)底板橫縫、舷側橫縫均采用單面CO2氣體保護焊。 外板縱縫采用自動CO2氣體保護垂直立焊。 內(nèi)底縱縫按板厚可采用雙絲埋弧焊或單面CO2氣體保護焊。 外板轉角處及構架對接縫則采用焊條電弧焊。 艏艉曲面分段，外板及構架對接焊縫均采用焊條電弧焊。 甲板對接縫則采用單面CO2氣體保護焊。 先焊外板、甲板焊縫； 再焊內(nèi)底板、斜板焊縫； 最后焊接構架及角焊縫。 焊接過程

47、中應注意對稱施焊。 能力知識點能力知識點1 桁架的結構特點及技術要求桁架的結構特點及技術要求 桁架是主要用于承受橫向載荷的梁類結構，可以做機器骨架及各種支承塔架，特別在建筑方面尤為廣泛，其結構如圖6-38所示。 一般來說，當構件承載小、跨度大時，采用桁架制作的梁具有節(jié)省鋼材、重量輕、可以充分利用材料的優(yōu)點。 a）、b）建筑桁架 c）起重機桁架 同時，桁架運輸和安裝方便，制造時易于控制變形。 但桁架節(jié)點處均用短焊縫連接，裝配費工，難于采用自動化、高效率的焊接方法。 因此，一般認為跨度大于30m、載荷較小時，使用桁架是比較經(jīng)濟的。 1）呈平面結構或由幾個平面桁架組成空間構架。 2）桿件多，焊縫多而且短，難于采用自動化焊接方法。 3）整體看來，對稱于長度中心；在受力平面內(nèi)有較大的剛度，在水平平面內(nèi)，剛度小，易變形，特別容易彎