畢業(yè)論文：船舶構(gòu)件安裝和焊接工藝設(shè)計

1、 船舶構(gòu)件安裝和焊接工藝設(shè) 船舶構(gòu)件安裝和焊接工藝設(shè)學生：李經(jīng)平指導教師：王燕機械與材料學院摘要： 摘要：船舶構(gòu)件是船舶的主要支撐構(gòu)件，有成千上萬個零件構(gòu)成。構(gòu)件的裝配與焊接是造船的主要任務之一，船體裝配和焊接的工作量，占船體建造總工 作量的 75％以上，其中焊接又占一半以上。故焊接是造船的關(guān)鍵性工作，它不但直接關(guān)系船舶的建造質(zhì)量，而且關(guān)系造船效率。本課題首先介紹了國內(nèi)外船 舶焊接技術(shù)現(xiàn)狀及最新進展情況，論述了船舶建造過程中的船體裝配與

2、焊接主要工序，目前主要應用的焊接方法,并研究了此技術(shù)在現(xiàn)代造船業(yè)中的合適的焊接方法，焊接材料，焊接工藝參數(shù)，制定了合理的焊接工藝，因此證明本文所 設(shè)計的焊接工藝是適用的，最后并制定了工藝卡。關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞：船舶構(gòu)件 裝配 焊接工藝設(shè)計 前言 前言近代造船技術(shù)的發(fā)展過程是由手工操作向機械化、自動化邁進的過程。自50 年代起，船體建造用焊接取代了鉚接，使船體建造由過去長期使用的零星散裝方式改進為分段裝配方式，大大提高了造船效率。焊接方法

3、從全手工焊接發(fā)展為埋弧自動焊(見埋弧焊)、半自動焊、電渣焊、氣體保護電弧焊。自 60 年代中 期起，又有單面焊雙面成形、重力焊、自動角焊以及垂直焊和橫向自動焊等新技術(shù)。焊接設(shè)備和焊接材料也有相應發(fā)展。由于船體結(jié)構(gòu)比較復雜，在難以施行自動焊和半自動焊的位置仍需要采用手工焊。結(jié)合焊接技術(shù)的發(fā)展,自 60 年代起,在船體部件和分段裝配中開始分別采用 T 型材裝焊流水線和平面分段裝焊流水線。T 型材是構(gòu)成平面分段骨架的基本構(gòu)件。平面分段在船體結(jié)

4、構(gòu)中占有 相當?shù)谋戎兀缭诖笮蜕⒀b貨船和油船上，平面分段可占船體總重的 50％以 上。平面分段裝焊流水線包括各種專用裝配焊接設(shè)備，它利用輸送裝置連續(xù)進行進料、拼板焊接以及裝焊骨架等作業(yè)，能顯著地提高分段裝配的機械化程 度，成為現(xiàn)代造船廠技術(shù)改造的主要內(nèi)容之一。充分認識船舶構(gòu)件在船舶建造中的作用，合理選擇船舶結(jié)構(gòu)用的材料，利 用合理的焊接方法，制定焊接工藝，同時指導生產(chǎn)實踐，作為船舶建造的生產(chǎn)指導書。緒論 緒論1.1 1.1 課題研究的

5、目的和意義 課題研究的目的和意義“產(chǎn)品的質(zhì)量是企業(yè)的生命”,良好的船舶建造質(zhì)量是保證船舶安全航行與作業(yè)的重要條件,船體的結(jié)構(gòu)強度要求焊縫保證一定的強度,能承受強風浪的 沖擊,如果焊接接頭存在嚴重的焊接缺陷,在惡劣的環(huán)境下,就有可能造成部分結(jié)構(gòu)斷裂;甚至引起斷船沉沒的重大事故.據(jù)對船舶脆斷事故調(diào)查表明,40%的脆斷在曲形外板上的裝焊尚在研究中 ；大合攏除舷側(cè)旁板平直部分對接縫采用垂直 氣電焊外，還采用橫向自動氣電焊。船體內(nèi)底板和上甲板對接

6、焊采用 FAB 單面埋弧自動化焊，或采用移動式軌道或無軌道焊接機器人進行單面 MAG 對接焊。 攪拌摩擦焊技術(shù)在日本許多船廠也獲得應用。三井造船廠于 2004 年將攪拌摩擦焊技術(shù)用于高速貨船上層建筑的建造，該船已投入使用多年且性能良好。日本 Sumitomo 輕金屬公司采用攪拌摩擦焊技術(shù)生產(chǎn)鋁質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)板件和耐海水的板材。 其中耐海水的板材由 5 塊寬度為 250mm 的 5083 鋁合金擠壓板連接成一塊尺寸為 1250 mm &

7、#215;500 mm 的鋁合金板。由于焊縫根部和背面具有良好的平 整性而被用作船艙的壁板。韓國造船工業(yè)在政府的大力支持和自身的努力下，通過引進國外先進技術(shù)和自主研發(fā)進行造船裝備的自動化改造，從而迅速崛起。大宇重工的玉浦船廠從新 1995 年起通過采用含有機器人的型平面分段生產(chǎn)線等各種現(xiàn)代化造船裝備，大 大提高了勞動生產(chǎn)率，走了一條不依 靠 擴 充 造 船 設(shè) 施 就 能 提 高 造 船能 力 的 捷 徑。 三 星 和

8、 現(xiàn) 代 兩 大 集 團，在船廠的平面分段流水線的拼板、骨材裝焊等環(huán)節(jié)也應用了機器人，以提高生產(chǎn)效率。三星重工采用 爬 行 式 機 器 人 自 動 焊 接 油 輪 側(cè)壁。大宇造船廠聯(lián)合韓國釜山國立大學采用離線編程、虛擬技術(shù)將焊接機器人應用于造船工業(yè)中。韓國 Pukyong 國立大學的 Kam Bo 等人研制了一種體積小巧、質(zhì)量輕的輪式智能焊接機器人，已用于船體“井字形構(gòu)件的焊接。美國船廠從 20 世紀 80 年代起

9、就將機器人列為船廠的適用技術(shù)。在新技術(shù)開發(fā)和應用方面，美國一直走在世界前列。由美國海軍資助，美國賓夕法尼亞州立大學聯(lián)合 國 家 鋼 鐵 與 造 船 公 司 開 發(fā) 的 激光 -MIG 復合焊技術(shù)成功地應用于 T-AKE 級戰(zhàn)斗后勤補給艦管系的焊接，為造船廠節(jié)省 50 萬美元的成本。美國海軍制造技術(shù)（ManTech）資助項目——移動式激光電弧復合焊系統(tǒng) （Mobile Hybrid Laser Arc

10、Welder）開發(fā)時間從 2007 年 11 月到 2008 年 12 月，開發(fā)出一套搭載激光復合焊接系統(tǒng)的移動設(shè)備，用船廠角焊縫的焊接。如圖 1 所示，此外，美國海軍 ManTech 項目對先進兩棲攻擊艇中 2519 鋁合金采 用攪拌摩擦焊也取得了成功。圖 1 移動式激光-電弧復合焊接系統(tǒng)在船舶焊接中的應用1.2.2 1.2.2 國內(nèi)船舶焊接技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 國內(nèi)船舶焊接技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 經(jīng)過 50 多年的發(fā)展，中

11、國已成為世界造船大國。目前，我國造船焊 接 工 藝 已 發(fā) 展 到 40 多 種典型焊接技術(shù)除了在散貨船、油船、集裝箱船等主力船型上應用之外，還在液化天然氣船（LNG） 、液化石油氣船（LPG） 、海洋浮式生 產(chǎn)儲油船（FPSO） 、超大型油船（VLCC） 、軍用船等高技術(shù)、高附加值船舶上獲得廣泛應用。 從最早的國外引進到自主開發(fā)，平面分段流水線已成為我國大中型船廠不 可 或 缺 的 生 產(chǎn) 線， 包 括平板拼接、構(gòu)件角接等焊接工