船體局部分段CO焊的焊接工藝原則課件

1、船舶氣體保護(hù)焊工藝設(shè)計(jì)與實(shí)作船體局部分段CO2焊的焊接工藝原則主 要 內(nèi) 容一、船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)及生產(chǎn)過程二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的 焊接工藝船體局部分段CO2焊的焊接工藝原則一、船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)及生產(chǎn)過程 一、船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)及生產(chǎn)過程 1.船體結(jié)構(gòu)形式 鋼船船體結(jié)構(gòu)的形式，按板架結(jié)構(gòu)中主向梁布置的方向可分為三種形式： （1）縱骨架式 其主向梁沿船長方向布置縱向強(qiáng)度占突出地位的船舶如較大型的運(yùn)輸船等通常采用縱骨架式結(jié)構(gòu)。 （2）橫骨架式 其主向梁沿船寬方向布置，主要考慮施工方便與橫向強(qiáng)度的船舶如小型船舶，內(nèi)河船舶和大型船舶的首尾端結(jié)構(gòu)，通常采用橫骨架式結(jié)

2、構(gòu)。一、船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)及生產(chǎn)過程 （3）混合骨架式 船上的結(jié)構(gòu)部分采用橫骨架式，部分采用縱骨架式。例如，上甲板和船底采用縱骨架式，舷側(cè)和下甲板采用橫骨架式這種骨架型式在一些大型的干貸船結(jié)構(gòu)中常被采用。一、船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)及生產(chǎn)過程2. 船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)和焊縫類型（1）船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)質(zhì)量高；焊接量大；焊縫種類多；焊接位置復(fù)雜；焊接輔助裝置多；焊接工藝條件復(fù)雜；焊接操作技術(shù)要求高。（2）船體結(jié)構(gòu)焊縫類型船板平焊類型；填角焊類型；船板橫焊類型；船板仰焊類型；管子焊接類型一、船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)及生產(chǎn)過程 3. 船舶結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝過程（1）焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝流程一、船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)及生產(chǎn)過程（2）焊接工

3、藝規(guī)程 1）母材的牌號(hào)、級別、厚度和交貨狀態(tài)； 2）焊接材料（焊條、焊絲、焊劑和保護(hù)氣體）的型號(hào)等級和規(guī)格； 3）焊接設(shè)備的型號(hào)和主要性能參數(shù)； 4）坡口設(shè)計(jì)和加工要求； 5）焊道的布置和焊接的順序； 6）焊接位置（平、立、橫、仰焊等）； 7）焊接規(guī)范參數(shù)（電源極性、焊接電流、電弧電壓、焊接速度和保護(hù)氣 體流量）； 8）焊前預(yù)熱和道間溫度、焊后熱處理及焊后消除應(yīng)力的措施等； 9）施焊環(huán)境，現(xiàn)場施焊或車間施焊。 10）其它有關(guān)的特殊要求。 一、船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)及生產(chǎn)過程一、船體結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)及生產(chǎn)過程 二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 1. 船體結(jié)構(gòu)焊接工藝的基本原則 1）船體外板、甲板的拼縫，一般應(yīng)

4、先焊橫向焊縫（短焊縫），后焊 縱向焊縫（長焊縫），如下圖。 二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 2）構(gòu)件中如同時(shí)存在對接焊縫和角接焊縫時(shí)，則應(yīng)先焊對接縫，后焊角焊縫。如同時(shí)存在立焊縫和平焊縫，則應(yīng)先焊立焊縫，后焊平焊縫。二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 3）凡靠近總段和分段合攏處的對接縫和角焊縫應(yīng)留出200300毫米暫不焊，以利船臺(tái)裝配對接，待分段、總段合攏后再進(jìn)行焊接。否則，合攏時(shí)的裝配質(zhì)量就不能保證，焊接質(zhì)量就會(huì)下降。二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 4）手工焊時(shí)長度1000毫米可采用連續(xù)直通焊，1000毫米時(shí)采用分中逐步退焊法或分段逐步退焊法等方法。 5）具有對稱中心線的構(gòu)件由雙數(shù)焊工對稱地焊接。二、

5、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 6）在結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在厚板與薄板構(gòu)件時(shí)，先焊收縮量大的厚板多層焊，后焊薄板單層焊縫。多層焊時(shí)，各層的焊接方向最好要相反，各層焊縫的接頭應(yīng)互相錯(cuò)開?；虿捎梅侄瓮撕阜ǎ缦聢D所示。以免出現(xiàn)變形。焊縫的接頭不應(yīng)處在縱橫焊縫的交叉點(diǎn)處。因?yàn)樵撎幱捎诤附託堄嗬瓚?yīng)力而非容易產(chǎn)生裂紋，在此處若有焊縫接頭會(huì)促使裂紋的產(chǎn)生。二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 7）剛性較大的接縫，如立體分段的對接焊縫（俗稱大接頭），焊接過程不應(yīng)間斷，應(yīng)力求迅速連續(xù)完成。 8）像Tab這樣的焊縫先焊a、再焊b。如下圖所示。 二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則平面交叉焊縫的焊接順序二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 9）船臺(tái)大

6、合攏時(shí)，先焊接總段中未焊接的外板、內(nèi)底板、舷側(cè)外板和甲板等的縱向焊縫。同時(shí)焊接靠近大接頭處的縱橫構(gòu)架的對接焊縫。再焊接大接頭環(huán)形對接焊縫，最后焊接構(gòu)件與船體外板和甲板的連接角焊縫。 10）整體建造船舶或平面分段和立體分段建造時(shí)，應(yīng)從結(jié)構(gòu)的中央向左右和前后逐格對稱地進(jìn)行焊接。二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 課堂討論與練習(xí)二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則（1）（3）（4）（2）標(biāo)出下圖的焊接順序二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則（5）（6）（7）二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則（8）二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則（9）標(biāo)出長方形或圓形工藝孔封板焊接順序。二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則（3）（1）（4）（2）參考答案：

7、二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則（5）（6）（7）二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則（8）二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則（9）二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 2.焊接材料使用范圍的要求 造船規(guī)范中明確規(guī)定下列結(jié)構(gòu)和構(gòu)件必須使用低氫型焊條： （1）船體大合攏時(shí)的環(huán)形對接縫和縱桁材對接焊縫 （2）具有冰區(qū)加強(qiáng)級的船舶，船體外板端接縫和邊接縫。 （3）桅桿、吊貨桿、吊艇架、系纜樁等承受強(qiáng)大載荷的舾裝件及其它所 有承受高應(yīng)力的零部件； （4）要求具有較大剛度的構(gòu)件，如首框架、尾框架、尾軸架等及其與外 板和船體骨架的接縫； （5）主機(jī)基座及其相連接的構(gòu)件； （6）當(dāng)焊接高強(qiáng)度鋼或碳當(dāng)量大于0.40%鋼材時(shí)，建議采用低

8、氫型焊接材 料。 現(xiàn)在各大船廠普遍采用CO2氣體保護(hù)焊,而CO2氣體保護(hù)焊由于電弧氣氛的氧化性，使焊縫中氫含量很少，因此，是一種低氫型焊接方法，也普遍適合焊接上述部位。二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 3.采用雙面連續(xù)焊的部位及采用間斷焊時(shí)的加強(qiáng) （1）當(dāng)建造內(nèi)河船舶等較低小船舶時(shí)，CCS等船級社規(guī)范規(guī)定下列船體 結(jié)構(gòu)部位應(yīng)采用雙面連續(xù)角焊縫； 1）風(fēng)雨密甲板和上層建筑外圍壁邊界的角焊縫，包括艙口圍板、升降 口和其它開口處； 2）液體艙、水密艙室的周界； 3）機(jī)座和機(jī)器支承結(jié)構(gòu)的連接處； 4）尾尖艙內(nèi)所有結(jié)構(gòu)（包括艙壁扶強(qiáng)材）的角焊縫； 5）裝載化學(xué)品和食用液體貨艙內(nèi)的所有角焊縫； 6）液艙內(nèi)所有

9、的搭接焊縫；二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 7）船首0.25L區(qū)域內(nèi)，主要、次要構(gòu)件與船底板連接處的所有角焊縫； 8）中桁材與平板龍骨的連接角焊縫； 9）廚房、冷凍庫、配膳室、盥洗室、浴室、廁所和蓄電池室等處的周 界角焊縫；10）其它特殊結(jié)構(gòu)或在高強(qiáng)度鋼板上安裝附件和連接件時(shí)的角焊縫應(yīng)特 殊考慮；11）船體所有主要、次要構(gòu)件端部與板材連接的角焊縫和肘板端部與板 材連接的搭接焊縫；12）散裝貨船的貨艙肋骨及其上下肘板與舷側(cè)外板、上下邊艙的底板之 間的所有角焊縫；13）高強(qiáng)度鋼角焊縫通常應(yīng)為雙面連續(xù)焊縫。 二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 （2）當(dāng)船體構(gòu)件采用斷續(xù)角焊縫時(shí)，對下列部位的規(guī)定長度內(nèi)應(yīng)采用雙

10、面 連續(xù)角焊縫的加強(qiáng)焊。 1）凡焊縫長度在300mm以內(nèi)者； 2）肘板趾端應(yīng)為連續(xù)包角焊縫,其長度應(yīng)不小于連接骨材的高度，且不小 于75mm； 3）桁材、肋板、強(qiáng)橫梁、強(qiáng)肋骨的端部應(yīng)不小于腹板高度；且不小于削斜 長度； 4）縱骨切斷處端部削斜時(shí)，不小于1個(gè)肋距； 二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則5）骨材端部削斜時(shí)，應(yīng)不小于削斜長度；骨材端部以焊接固定時(shí)，應(yīng)不小 于骨材高度；6）各種構(gòu)件的切口、切角、開孔（如流水孔、透氣孔等）的兩端，應(yīng)按下 述規(guī)定： 當(dāng)板厚t12mm時(shí)，長度75mm；當(dāng)板厚t12mm時(shí)，長度50mm.。7）各種構(gòu)件對接縫的兩側(cè)，長度不小于75mm；8）構(gòu)件上堵漏孔至密性艙壁的角焊縫

11、；9）甲板機(jī)械下構(gòu)件的角焊縫。二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 4. 船體水密構(gòu)件焊接時(shí)常常要采取焊縫堵漏工藝措施 常用方法有： （1）雙層底分段內(nèi)的海底閥箱、污水井、測深儀艙、計(jì)程儀艙等要求水密的艙室其周圍貫通構(gòu)件應(yīng)開堵漏孔； （2）雙層底分段內(nèi)的水密肋板尤其兩舷呈尖角型的區(qū)域，除了焊雙面連續(xù)角焊縫外，在內(nèi)底邊板邊緣的水密肋板位處應(yīng)開堵漏孔，以便焊接時(shí)，在孔內(nèi)將內(nèi)底板厚度堆焊堵漏； （3）外板縱縫若為襯墊焊，如果縱縫里面設(shè)有水密艙壁，則其水密艙壁兩側(cè)的襯墊不得墊至艙壁，應(yīng)留空一層墊板板厚的空隙，以便水密艙壁兩側(cè)能通焊堵漏； （4）尾軸支架等船體附件若支腳伸入船體又裝焊在水密艙壁上，則外板上的覆板

12、應(yīng)在水密艙壁位置處間斷，以便在間斷處堆焊堵漏。二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 5. 焊接時(shí)的一般工藝要求 （1）構(gòu)件的坡口加工、裝配次序、定位精度及裝配間隙應(yīng)符合認(rèn)可的工藝規(guī)程的要求，并應(yīng)避免強(qiáng)制裝配，以減少構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力。若因焊縫坡口或裝配間隙過大必需修正時(shí)，其修正方法應(yīng)征得驗(yàn)船師的同意。 （2）焊縫坡口區(qū)域的鐵銹、氧化皮、油污和雜物等應(yīng)予清除，并保持清潔和干燥。 （3）涂有底漆的鋼材，如在焊接之前未能將底漆清除，則應(yīng)證明該底漆對焊縫的質(zhì)量沒有不良的影響，并應(yīng)經(jīng)船級社認(rèn)可。 （4）當(dāng)焊接需要在潮濕、多風(fēng)或寒冷的露天場地進(jìn)行時(shí)，應(yīng)對焊接作業(yè)區(qū)域提供適當(dāng)?shù)恼诒魏头雷o(hù)措施。 在下列情況下應(yīng)考慮對焊件采

13、取適當(dāng)?shù)念A(yù)熱和（或）緩冷措施，以防焊件內(nèi)產(chǎn)生過大的應(yīng)力或不良的組織： 施工環(huán)境的溫度低于0時(shí)； 材料的碳當(dāng)量Cep大于0.45%時(shí)，要考慮進(jìn)行焊后熱處理； 結(jié)構(gòu)剛性過大，構(gòu)件板厚較厚或焊段較短時(shí)。 二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 （5）定位焊的數(shù)量應(yīng)盡量減少，定位焊縫應(yīng)具有足夠高度。其長度按CCS規(guī)定，對一般強(qiáng)度鋼，應(yīng)不小于30mm；對高強(qiáng)度鋼，應(yīng)不小于50mm。定位焊的質(zhì)量應(yīng)與施焊的焊縫質(zhì)量相同。有缺陷的定位焊應(yīng)在施焊前清除干凈。(定位焊的長度,不同船級社其規(guī)定長度不一樣)； （6）凡是擔(dān)任船體焊接的焊工，必須按相對應(yīng)的船級社（如BV，GL，ABS,LR,DNV等）規(guī)則進(jìn)行考試（包括定位焊工）

14、，并取得考試合格證； （7）為了保證焊透和避免產(chǎn)生弧坑等缺陷，在埋弧焊焊縫兩端應(yīng)安裝引弧和熄弧板。引弧與熄弧板的尺寸，最小為150150毫米，厚度與焊件相同； （8）所有對接焊縫（包括T型構(gòu)件的面板、腹板）正面焊好后，反面必須碳弧氣刨清根，未出金屬光澤的焊縫不得焊接；二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 （9）缺陷未補(bǔ)，不上船臺(tái)。分段建造產(chǎn)生的焊接缺陷和焊接變形，應(yīng)修正和矯正完畢后，再吊上船臺(tái)； （10）焊條、焊劑等材料的烘焙、發(fā)放應(yīng)按有關(guān)技術(shù)要求嚴(yán)格執(zhí)行，一次使用不得超過4小時(shí)，而且回收烘焙允許重復(fù)二次； （11）在焊接時(shí)，不允許在焊縫的轉(zhuǎn)角處或焊縫交叉處起弧或收弧，焊縫的接頭應(yīng)避開焊縫交叉處。引弧

15、應(yīng)在坡口中進(jìn)行，嚴(yán)禁在焊件邊緣引弧。因?yàn)槠鸹?，收弧都易產(chǎn)生缺陷，這些缺陷若產(chǎn)生在上述應(yīng)力較大的部位，易留下安全隱患； （12）裝配使用的定位焊條必須與焊工施焊焊條牌號(hào)相同。在施焊過程中，遇到接頭定位焊開裂，使錯(cuò)邊量超過標(biāo)準(zhǔn)要求，須修正后再焊接。如果坡口間隙過大，可采用堆焊坡口方法，以及采用臨時(shí)墊板工藝。切不可以嵌焊條或用切割余料等作為填充嵌補(bǔ)金屬材料。這樣易造成假焊，未熔合等缺陷；二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 （13）在去除臨時(shí)焊縫、定位焊縫、焊縫缺陷、焊疤和清根時(shí)，均不應(yīng)損傷母材； （14）焊縫未端收口處應(yīng)填滿弧坑，以防止產(chǎn)生弧坑裂紋。進(jìn)行多道焊時(shí)，在下道焊接之前，應(yīng)將前道焊渣清除； （15

16、）若全焊透對接焊縫因結(jié)構(gòu)原因而無法進(jìn)行封底焊時(shí)，經(jīng)驗(yàn)船師同意，允許加固定墊板進(jìn)行對接焊。此種接頭的坡口形式及裝配間隙應(yīng)保證其在墊板上能完全熔合； （16）船體構(gòu)件的角焊縫和板材的對接焊縫在交叉處，應(yīng)符合下列規(guī)定： 應(yīng)將交叉處的對接焊縫的余高鏟平，或?qū)⒖邕^對接焊縫的構(gòu)件腹板邊緣挖孔（通焊孔），以使構(gòu)件與板材能貼緊，保證焊接質(zhì)量； 連續(xù)角焊縫的構(gòu)件腹板上如有對接焊縫時(shí)，應(yīng)先焊好對接焊縫，并將角焊縫處的余高鏟平，然后進(jìn)行連續(xù)角焊接。二、船體結(jié)構(gòu)焊接工藝基本原則 三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 （一） 雙層底結(jié)構(gòu) 小型貨船的雙層底多采用橫骨架式，大中型貨船則多為縱骨架式結(jié)構(gòu)，如下圖所示就

17、是縱、橫骨架式雙層底的典型結(jié)構(gòu)。 三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 （二）雙層底分段的焊接工藝 根據(jù)雙層底分段結(jié)構(gòu)和鋼板厚度不同，有兩種建造方法：一種是以內(nèi)底板為基面的“倒裝法”，對于結(jié)構(gòu)強(qiáng)，板厚的或單一生產(chǎn)的船舶，多采用“倒裝法”建造；另一種是以船底板為基面的“順裝法”，它是在胎架上建造，由于胎架的固定作用，“順裝法”更能保證分段外板的正確線型。三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 1.“倒裝法”的裝配焊接工藝 （1）在裝配平臺(tái)上鋪設(shè)已拼好的內(nèi)底板。 （2）在內(nèi)底板上裝配中桁材、旁桁材和縱骨。定位焊后，用重力焊、自動(dòng)角焊機(jī)或CO2氣體保護(hù)焊等方法，對稱進(jìn)行平角焊。焊接順序

18、如下圖所示。 三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 （3）在內(nèi)底板上裝配肋板，定位焊后，焊條電弧焊或CO2氣體保護(hù)焊焊接肋板與中桁材、旁桁材的立角焊，其焊接順序如圖所示。然后焊接肋板與縱骨的立角焊縫。焊接順序的原則就是由中間向四周；并由雙數(shù)焊工對稱進(jìn)行；立角焊長度大于1米時(shí)，要分段退焊即先從中間往上焊，再從底向中間進(jìn)行立角焊焊接。三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 （4）焊接肋板與內(nèi)底板的平角焊，焊接順序是由雙數(shù)焊工從分段中間向四周對稱焊接。 （5）有的船廠是把縱、橫構(gòu)件裝好后，再進(jìn)行先立角焊、后平角焊的焊接。焊接順序相同。主要原則是從中間往四周逐格焊接。 （6）在內(nèi)底構(gòu)架上

19、裝配船底板，定位焊后，焊接船底板對接內(nèi)縫（仰焊）焊畢，外縫碳刨清根封底焊（盡可能采用埋弧焊）。這種方法適合于外板曲度大的分段如船艏、艉部分。對于平直分段可以先拼好，再上分段或分幾塊板上分段用CO2陶質(zhì)襯墊焊焊接。焊接順序如下圖所示。三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 （7）為了總段裝配方便，只焊船底外板與內(nèi)底板的內(nèi)側(cè)角焊縫，外側(cè)角焊縫待總段總裝后再焊。 （8）將雙層底分段翻身，焊接船底外板的內(nèi)縫封底焊（翻身前焊的外縫），然后焊接船底外板與肋板、中桁材、旁桁材、縱骨的角焊縫，其焊接順序如下圖所示。 三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 雙層底分段的反造法裝焊工藝流程： 內(nèi)底板定

20、位焊接內(nèi)底板劃縱橫構(gòu)架線裝焊縱橫構(gòu)架修齊縱橫構(gòu)架裝焊外底板安裝吊環(huán)、加強(qiáng)劃分段水平線、分段中心線和肋骨檢驗(yàn)線吊離胎架翻身、外板接縫封底焊接同時(shí)進(jìn)行內(nèi)底板與內(nèi)底縱橫構(gòu)架接縫的焊接火工矯正密性試驗(yàn)及完工測量。 三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 2.“順裝法”的裝配焊接工藝 （1）在胎架上裝配船底板，并用定位焊將它與胎架焊牢固定，然后用碳弧氣刨刨焊接坡口，用CO2氣體保護(hù)焊或焊條電弧焊焊接船底外板內(nèi)側(cè)對接焊縫。如果船底外板比較平直，也可先用CO2氣體保護(hù)焊或焊條電弧焊焊兩道打底，上面用埋弧自動(dòng)焊蓋面的辦法，如下圖所示。三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 （2）在船底外板上裝配中桁材、旁桁材、船底縱骨，定位焊后，用自動(dòng)角焊機(jī)或重力焊、CO2氣體保護(hù)焊等方法進(jìn)行船底外板與縱向構(gòu)件的角焊縫焊接，如下圖所示。焊接原則還是由雙數(shù)焊工從分段中間向兩邊進(jìn)行對稱焊接。三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 （3）在船底外板上裝配肋板，定位焊后，先焊肋板與中桁板、旁桁板、船底縱骨的立角焊，然后再焊接肋板與船底外板的平角焊縫，如下圖所示。焊接順序同“倒裝法”焊接順序。三、典型船體結(jié)構(gòu)焊接工藝雙層底分段的焊接工藝 （4）在平臺(tái)上裝配焊接內(nèi)底板，對接焊縫采用埋