一种船舶厚板分段搭载装配方法与流程

本发明涉及船舶制造技术领域，具体涉及一种船舶厚板分段搭载装配方法。

背景技术：

焊接是通过加热、加压或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛且种类多，厚板焊接也是焊接的一种，它通常是指需要进行三层或三层以上多层焊的板材焊接。厚板的碳含量比较高，焊接冷裂纹特别敏感，焊接难度大。厚板在船体结构中一般用于较重要的部位，如船壳板、主机基座等。而船体结构中的铸钢件通常具有较大的厚度和刚度，且形状复杂，一般用于承受较大载荷的构件，如主机座、艏柱、艉柱、舵杆和艉轴架等。如何控制好厚板的焊接质量是钢结构产品制造成功与否的关键之一，也是难点之一。传统的焊接工艺存在以下缺陷：焊接收缩量大，焊接应力与变形控制难度大；多层多道焊，容易产生缺陷且不易返修；若出现返修则需要将焊接工艺流程重新走一遍，增大了作业人员的劳动强度，降低了分段搭载作业效率；焊接收缩量大，一旦发生变形，矫形难度就比较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种船舶厚板分段搭载装配方法，可减小后续焊接变形量，提高焊接质量及效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种船舶厚板分段搭载装配方法，包括焊前装配，所述焊前装配包括：

提供若干由厚板制成的子分段，确定所述子分段的装配间隙并安装引弧板、熄弧板；

在相邻两个所述子分段焊接有骨材的结构面上且位于两个所述子分段的合拢缝处焊接第一加强件，使所述第一加强件分别与两个所述子分段固定连接；在所述结构面上且位于所述合拢缝的端部分别焊接第二加强件，使所述第二加强件分别与两个所述子分段固定连接，形成若干个分段；

在所述结构面上且位于每四个所述分段的十字形合拢缝处焊接第三加强件，使所述第三加强件分别与相邻的两个所述分段固定连接，形成总段。

作为船舶厚板分段搭载装配方法的一种优选方案，所述第一加强件包括若干平行设置的第一卡码，将若干所述第一卡码沿垂直于所述骨材长度方向的所述合拢缝间隔满焊固定。

作为船舶厚板分段搭载装配方法的一种优选方案，在相邻两个所述骨材之间满焊至少两个所述第一卡码，并使相邻两个所述第一卡码之间的距离为200～300mm。

作为船舶厚板分段搭载装配方法的一种优选方案，所述第一加强件还包括若干平行设置的第二卡码，将若干所述第二卡码沿平行于所述骨材长度方向的所述合拢缝间隔满焊固定。

作为船舶厚板分段搭载装配方法的一种优选方案，所述第一加强件还包括若干平行设置的加强板，在相邻两个所述第二卡码之间焊接一个所述加强板，并使所述加强板的两端分别与其两端的骨材焊接固定。

作为船舶厚板分段搭载装配方法的一种优选方案，所述第二加强件包括若干第一长排，在平行于所述骨材长度方向的每个所述合拢缝的端部各焊接两个所述第一长排，并使邻近所述子分段的板边的所述第一长排与所述子分段的板边之间的距离不超过50mm。

作为船舶厚板分段搭载装配方法的一种优选方案，所述第二加强件包括若干第二长排，在垂直于所述骨材长度方向的每个所述合拢缝的端部各焊接两个所述第二长排，并使邻近所述子分段的板边所述第二长排与所述子分段的板边之间的距离不超过50mm。

作为船舶厚板分段搭载装配方法的一种优选方案，所述第三加强件包括若干平行设置的第三长排，将若干所述第三长排沿平行于所述骨材长度方向的所述合拢缝间隔满焊固定，并使垂直于所述骨材长度方向的所述合拢缝两侧的所述第三长排相对于所述合拢缝对称。

作为船舶厚板分段搭载装配方法的一种优选方案，靠近垂直于所述骨材长度方向的所述合拢缝的两个所述第三长排与所述合拢缝之间的距离不超过50mm。

作为船舶厚板分段搭载装配方法的一种优选方案，装配之前还包括坡口的切割和修正，所述坡口切割时的切割参数为：氧气压力为0.6～0.8Mpa/cm²，精丙烯压力为0.12～0.15Mpa/cm²，切割速度为200～250mm/min。

本发明的有益效果：本发明通过在搭载合拢阶段对厚板分段的合拢位置焊接加强件进行加强处理，为焊接接头增加强力约束，提高了厚板分段大批量搭载合拢装配作业效率，降低作业人员的劳动强度，降低了成本，减小了后续焊接变形量，提高焊接质量及效率。本发明通过严格控制子分段和分段的焊前装配状态，为后续高效自动焊接提供了保障。

附图说明

图1为本发明实施例的垂直于骨材长度方向的合拢缝处的第一卡码的安装示意图。

图2为本发明实施例的平行于骨材长度方向的合拢缝处的第二卡码和加强板的安装示意图。

图3为本发明实施例的垂直于骨材长度方向的合拢缝两端的第一长排的安装示意图。

图4为本发明实施例的平行于骨材长度方向的合拢缝两端的第二长排的安装示意图。

图5为本发明实施例的十字形合拢缝处的第三长排的安装示意图。

图6为图5的局部放大图。

图中：

10、子分段；20、骨材；30、合拢缝；40、分段；51、第一卡码；52、第二卡码；53、加强板；54、第一长排；55、第二长排；56、第二长排；60、肋板。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至6所示，本发明的实施例提供一种船舶厚板分段搭载装配方法，包括焊前装配，所述焊前装配包括：提供若干由厚板制成的子分段10，确定所述子分段10的装配间隙并安装引弧板、熄弧板；在相邻两个所述子分段10焊接有骨材20的结构面上且位于两个所述子分段10的合拢缝30处焊接第一加强件，使所述第一加强件分别与两个所述子分段10固定连接；在所述结构面上且位于所述合拢缝30的端部分别焊接第二加强件，使所述第二加强件分别与两个所述子分段10固定连接，形成若干个分段40；在所述结构面上且位于每四个所述分段40的十字形合拢缝30处焊接第三加强件，使所述第三加强件分别与相邻的两个所述分段40固定连接，形成总段。本实施例通过在搭载合拢阶段焊接之前对厚板子分段10或者分段40的合拢位置及合拢缝30的端头焊接加强件进行加强处理，为焊接接头增加强力约束，提高了厚板分段大批量搭载合拢装配作业效率，降低作业人员的劳动强度，降低了成本，减小了后续焊接变形量，提高焊接质量及效率。本实施例通过严格控制子分段10和分段40的焊前装配状态，为后续高效自动焊接提供了保障。

本实施例中，引弧板和熄弧板的板厚和坡口必须与待装配的厚板保持一致。

焊前装配时，作业精度要求为：厚板整体水平偏差≤±4mm；总段长度偏差≤±5mm；总段宽度偏差≤±5mm；对角线偏差≤±5mm；厚板对接错位≤2mm；平行骨材20方向的合拢缝30反变形量：(6～10)mm。

其中，所述第一加强件包括若干平行设置的第一卡码51，将若干所述第一卡码51沿垂直于所述骨材20方向的所述合拢缝30间隔满焊固定。本实施例中，第一卡码51的尺寸为(300*150*20)mm，第一卡码51安装于结构面，通过焊接第一卡码51，使第一卡码51分别与相邻的两个子分段10固定连接，从而可以实现对焊前的两个子分段10的预定位，可以减小后续该合拢缝30在焊接过程中产生的焊接变形量。

具体地，在相邻两个所述骨材20之间满焊至少两个所述第一卡码51，并使相邻两个所述第一卡码51之间的距离为200～300mm。如图1所示，相邻两个骨材20之间满焊有两个第一卡码51，两个第一卡码51之间的距离为200～300mm。

对于与骨材20对接的第一卡码51需要包角焊(图中未示出)，且与骨材20对接的第一卡码51的尺寸为(200*150*20)mm。

如图2所示，所述第一加强件还包括若干平行设置的第二卡码52，将若干所述第二卡码52沿平行于所述骨材10方向的所述合拢缝30间隔满焊固定。本实施例中，第二卡码52的尺寸为(300*150*δ)mm，第二卡码52安装于结构面，通过焊接第二卡码52，使第二卡码52分别与相邻的两个子分段10固定连接，从而可以实现对焊前的两个子分段10的预定位，可以减小后续该合拢缝30在焊接过程中产生的焊接变形量。其中，第二卡码52的厚度δ不小于20mm，以使焊接前的两个子分段10在第二卡码52的固定作用具有足够的相对位置的定稳定性。

如图2所示，所述第一加强件还包括若干平行设置的加强板53，在相邻两个所述第二卡码52之间焊接一个所述加强板53，并使所述加强板53的两端分别与其两端的骨材20焊接固定。本实施例中，加强板53两端分别与骨架20焊接固定，可以进一步增加分段40的结构稳定性，以进一步减小后续焊接过程中产生的焊接变形量。具体地，加强板53的尺寸为(L×150×δ)mm，其中，加强板53的长度L即为相邻两个骨材20的间距，加强板53的厚度δ不小于20mm，加强板53两端与骨材20的角对接处采用双面焊进行焊接固定，且该条合拢缝30坡口两侧进行双面焊(焊缝长度为200mm)。

可选地，所述第二卡码52与所述加强板53之间的距离为200～300mm，且加强板53位于相邻两个第二卡码52之间的中心位置处。

本实施例中，如图3所示，所述第二加强件包括若干第一长排54，在平行于所述骨材20方向的每个所述合拢缝30的端部各焊接两个所述第一长排54，并使邻近所述子分段10的板边的所述第一长排54与所述子分段10的板边之间的距离不超过50mm，即将第一长排54安装在子分段10的板边50mm范围内，通过在合拢缝30的端部设置第一长排54作为加强件，可以对两个子分段10的相对位置进行进一步固定加强；其中，第一长排54的尺寸为(1000*150)mm，第一长排54的厚度不小于25mm。每一端的两个所述第一长排54之间的距离为150mm；对于邻近肋板60的第一长排54，其一端与该肋板60抵接，也可以通过焊接与肋板60固定连接。该第一长排54在坞内搭载后再根据实际需要拆除。

所述第一长排54采用双面连续焊的方式固定在所述结构面上，以使第一长排54稳定固定在结构面上，提高两个子分段10之间的连接稳定性。

如图4所示，所述第二加强件还包括若干第二长排55，在垂直于所述骨材20方向的每个所述合拢缝30的端部各焊接两个所述第二长排55，并使邻近所述子分段10的板边的所述第二长排55与所述子分段10的板边之间的距离不超过50mm，即将第二长排55安装在子分段10的板边50mm范围内，通过在合拢缝30的端部设置第二长排55作为加强件，可以对两个子分段10的相对位置进行进一步固定加强；其中，第二长排55的尺寸为(L*150)mm，第二长排55的厚度不小于25mm，第二长排55的长度为相邻的两个骨材20之间的间距，每一端的两个所述第二长排55之间的距离为150mm；该第二长排55在坞内搭载后再根据实际需要拆除。

可选的，所述第二长排55采用满焊的方式固定在所述结构面上，以使第二长排55稳定固定在结构面上，提高两个子分段10之间的连接稳定性。

所述第三加强件包括若干平行设置的第三长排56，将若干所述第三长排56沿平行于所述骨材20方向的所述合拢缝30间隔满焊固定，并使垂直于所述骨材20方向的所述合拢缝30两侧的所述第三长排56相对于所述合拢缝30对称。如图5和图6所示，第三长排56的数量为四个，靠近垂直于所述骨材20方向的所述合拢缝30的两个所述第三长排56与所述合拢缝30之间的距离a不超过50mm；沿远离该合拢缝30的方向，该第三长排56和与其相邻的第三长排56之间的距离b为300mm，以保证分段40焊接前的相对位置的稳定性。

本实施例的船舶厚板分段搭载装配方法中，装配之前还包括坡口的切割和修正，所述坡口切割时的切割参数为：氧气压力为0.6～0.8Mpa/cm²，精丙烯压力为0.12～0.15Mpa/cm²，切割速度为200～250mm/min，对于厚度为40～60mm的厚板分段，可以先根据模拟搭载结果划出余量线，再以余量线为基准划出坡口边线，切割后的坡口边要求在坡口边线±2mm以内，在上述切割参数下进行切割，可以获得线型良好的坡口。

本实施例中，坡口的修正和切割余量均适用半自动切割机按照上述切割参数进行切割，可以保证切割时的切割质量，切割时及时清理开设坡口时遗留的挂渣，以保证坡口面光顺。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。