文档介绍：上建薄板焊接变形控制和火焰矫正研究
作者:霍利强
摘要:船舶上层建筑常常采用薄板建造,在焊接过程中,控制变形显得尤其重要,不可避免发生的变形,需要采用火焰矫正上层建筑主体结构可以作永久加强,以免拆卸的时候影响外壁平整度,充分发挥加强在上层建筑薄板中的使用,以达到控制变形的目的。
选择合理的焊接参数,采用合理的焊接顺序
船舶上层建筑的甲板骨架大多是在平台区域施工,实施手工焊,这就需要使用合适的焊接参数。如果使用手工电弧焊,焊后不可避免地形成波浪形,最大挠度可达9mm~11mm。现在一般的大型船厂有条件采用CO2气体保护焊焊接,这可以大大减少母材的热输入量,从而也使板材的波浪变形大大减小。CO2气体保护焊,成本低,生产效率高,焊接电流相对较小,电弧在保护气体的压缩下热量集中,焊接速度较快,加热面积小,热影响区窄,焊件焊后的变形小,不易产生裂纹,尤其适合薄板焊接,可大大降低薄板焊接的变形。
船舶上层建筑薄板结构焊接顺序应遵循下列原则,即先焊对接焊缝,后焊角接焊缝,先焊横向焊缝,再焊纵向地接缝;先立角焊,再平角焊;先焊分段中间,再焊四周;先焊构架与构架之间的角接缝,再焊构架与板之间的角接缝;尽量使用双人沿构件对称施工,或单个焊工采用以构件中心向两侧延伸的对称焊接法。这样的焊接顺序才能保证在同等条件下产生的焊后变形相对较小。
焊缝的控制
在上层建筑分段平台拼板过程中,尽量减少手工作业,采用埋弧焊和角焊机的方式施工。上层建筑非潮湿性房间区域,在保证有足够的承载力下,减小焊缝尺寸,应严格控制焊缝高度及宽度,特别是角焊缝的焊脚高度,尽量控制在标准高度6mm以内。在非潮湿性区域角焊缝的施焊尽可能采用跳焊法或者间断焊。在板缝的对接中,可采用对焊法或者分段退焊法,尽量形成宽而浅的焊缝,而不要窄而深的,焊缝接头处注意充分预热并形成连续焊。
3 上层建筑薄板结构的矫正
上层建筑薄板结构焊接完成后,需要对焊后变形进行矫正。通常情况下,一是采用机械矫正,用千斤顶等设备拉、拽、顶,发生物理变形以达到机械校正需求;二是采用火焰校正方法,在焊接完成以后,对薄板发生变形的位置进行集中加热,然后做冷却处理,以加热的方式导致内部应力迅速扩张,对局部作冷却引起结构变化,改变原有的残余应力,校正薄板形状。本文我们主要介绍在施工现场经常用到的火焰矫正法。
4 火焰矫正在船舶上层建筑薄板焊后变形中的应用研究
火焰矫正的原理
火焰矫正是金属零件局部加热释放张力,在已经变形的结构中寻找并形成新的塑性变形的过程,要达到板面矫正的目的,就必须在焊后变形的板面及相应构件上进行局部的加热,在加热冷却的过程中,金属加热膨胀受阻而产生压缩应力,在压缩应力的作用下使已经变形的结构产生新的应力分布,从而恢复平直,从而达到矫正的目的。
火焰矫正的常用方法
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线条加热法是沿着骨架线进行水火线性加热。加热时火焰要沿着骨材的边缘,对着硬档部位进行加热,这样做的目的是为了使板材充满张力,同时配合水浇,能最大限度地调整线性变形,使板拉紧拉平。这种方式在上层建筑分段施工