一万吨散货船船体的焊接工艺分析 - 图文

铜陵学院毕业设计

≤6mg／m3。然而，工厂里的实际焊接部位的烟尘含量超过这一规定，特别是在车间和一个封闭的容器内进行焊接时，如在客舱能达38 ~ 312mg／m3，烟尘碳弧气刨量更大，达到200 ~ 1300mg／m3。但各种焊接消耗品超过健康指南。因此，我们必须减少粉尘含量和开发各种高性能材料。减少飞溅，特别是碱性低氢焊接。金属粉芯焊丝，还可以减少粉尘和飞溅，提高生产力和提高焊接工艺性能。主要是可以提高焊接电弧稳定，飞溅减少。此外，该逆变器可减少飞溅，改善焊缝成形。为保护焊机的健康，焊接站应安装通风，除尘设备，尤其是焊接在密闭容器内进行的[3]。 1.2国外船舶当前的发展情况

1）激光-电弧混合焊接工艺 激光电弧复合焊具有焊接速度快，自动化程度高，焊接热变形小等优点，焊接技术是一项重要的新技术。这项技术已经被广泛的研究和应用。在日本，韩国和欧洲和美国造船场。欧洲的“激光”工程促进了欧洲造船厂的应用，造船激光电弧复合焊接过程中，船舶修理以提高生产效率和产品质量，开辟了一条新的途径来改善工作条件。与12kwco2激光和5mm，8mm数字电源相比，德国梅尔船厂，在12mm和15mm厚钢板上进行了焊接试验。实验结果表明，电弧焊接的激光焊接工艺优于焊接过程的其他综合能力。本厂将以激光电弧复合焊接装置，导线与自动生产线应用于大型船舶配件的实际生产中，焊接20m×20m组件没有转折。目前，该公司已广泛开展对CO2激光焊接工艺的研发。美国海军一直试图找到混合经济实用的激光焊接过程中，他们已经资助了一些研究项目。激光-MIG开展与国家钢铁和造船公司协会合作，美国宾夕法尼亚州立大学的应用研究实验室（laser2gmaw）技术经过3年多的研究和试验，研究船舶焊接线焊接已成功。该项目是在2004十一月推出，是以trumpfhld4506两级泵415kwnd开始的，YAG激光和林肯powerwave455sttgtaw焊机在连续工作电压下工作。2006年初，ARL被用来测试激光焊接。试验结果表明，复合焊接，激光1217mm厚236 / ABCA钢单道焊化学性质和A253管道材料类似。根据ASME规范压力容器无损X光技术焊接试验（RT），拉伸试验和弯曲试验。焊缝两端“针孔”现象，焊接接头的一部分不合格的RT测试，但通过优化可以消除“针孔”现象，所有焊缝的拉伸和弯曲试验都取得成功。2007年，焊接系统的技术由美国船级社的检验项目开发团队带领，正式进入美国造船业[4]。3个月的审核期后，国家钢铁和造船公司已开发出焊管的使用系统，焊接直接用于构建作战后勤补给船管系统。在经济方面，激光电弧复合焊接线可以节省船厂的成本为500000美元。

2）搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊是英国焊接研究所（TWI）在1991个新的固态连接技术发明。与传统的融合焊接相比，搅拌摩擦焊接弧光辐射少，无粉尘，在焊接过程中，飞行的低噪音，和所需的能量只有约20%的传统的焊接方法。采用搅拌摩擦焊技术的造船业起步较晚，但发展前景较好。目前，搅拌摩擦焊主要用于轻金属焊接。我们有发表过很多关于铝合金焊接的论文。美国海军希望海军船舶焊接材料应用搅拌摩擦焊接，如碳钢，不锈钢，钛合金，镍铝青铜。碳钢和奥氏体不锈钢是搅拌摩擦焊研究的主要对象。研究内容包括：技术和先进设备的应用；工具设计，刀具材料；焊接工艺，焊接工艺参数优化的微观结构和力学性能预测。目前，美国海军的搅拌摩擦焊工艺研究更加优化对HSLA-65钢的焊接，首先对6135mm（0125英寸）厚钢板的焊接过程不同，相比于钢板的焊接变形，焊接搅拌摩擦1217mm（015英寸）的水下冲击试验更为重要。总体上，与传统的焊接工艺相比，搅拌摩擦焊的焊接材料变形后由水引起的，抗冲击能力强[5]。美国海军制造技术方案在铝

- 1 -

陈成兵：一万吨散货船船体的焊接工艺分析

合金搅拌摩擦焊接上应用最成功的是先进两栖突击舰。许多日本船厂对搅拌摩擦焊技术产生了极大的兴趣，已经把该技术应用在船舶的建造，于2003十二月正式采用搅拌摩擦焊接厂。三井造船2004将搅拌摩擦焊接（TSL）应用在高速船的上层建筑，两个双搅拌头的焊接。对于搅拌摩擦焊焊接过程中的应用，川崎重工和三井造船提供技术指导在日本海事协会得到了了支持。日本第一艘TSL正式应用搅拌摩擦焊。船已使用多年，具有良好的性能。焊接设备具有很好的疗效，在搅拌摩擦焊接铝，日本日立公司在自主开发生产的镁合金和铜合金船只上取得了较大的成就。日本轻金属公司使用焊接铝蜂窝板、耐海水生产搅拌摩擦焊等方式进行焊接。把宽度的为250mm 大小为1250mm×5000mm铝合金板作为舱壁，因为它焊缝根部和背部光洁度好 。

- 2 -

铜陵学院毕业设计

第二章 船体概述

2.1 船型及主要尺寸

一万吨散货船体的散货轮，船体主要尺度如下：

船长:160.6m 型宽：20.6m 吃水：8.6m 船体主要部件和主要舱室如下图所示

图2-1船体主要部件和主要舱室

2.2船体材料

船体的主要材料以钢材为主,包括结构钢，铸钢，锻钢和铸铁等. 具体材料及焊接方法的选用见下表:

- 3 -

陈成兵：一万吨散货船船体的焊接工艺分析

表2-1 焊接材料选择

A-E、360、410对接角接 级管子 焊接 焊等 方法 GL2Y A-D、角接对接 试 CJ501FeA32/A36/D32/Z D36 GL3YA-E、铸钢、 CHE58-1 H10 A32/A36 角接 GL-4A-E、铸 J506Fe-1 YH5 A332/A3D32/D 36E36/E32 AWS 321或304等不 Ts-308L A5.4-锈钢与不锈钢 92E3之间焊接 08L-1 6 对接角接 AWS 321或304等不手工电TS-309 A5.4-锈钢与碳钢之弧焊92E3间焊接 （MW08L-1) 6 焊TWE- 丝 711 CO2 SF-71 焊 （co） GL3YSH10 A-E、铸钢 A332/A36D32/ D36E36/E32 A--D A332/A36、 对接 角接 D32/D36、E36/E32 410级管子 J422 GL3 全位置 焊 平焊 全位置 低碳钢专用焊条 全位置 不锈钢专用焊条 GL3YSH10 CO2焊 （CO2) 衬垫 TC-R-A1或JN40 CCS相应等级 全系列 全位置（不包括立向下焊） 平焊、 无线型直板 横焊、 对接 立焊 药芯焊丝

- 4 -