搜索
1毕业论文题目：黄岩吉祥船业焊接变形控制浅析分院：海运学院专业：船舶工程技术姓名：于霜霜指导教师：高积慧年月日2黄岩吉祥船业焊接变形控制浅析摘要在船舶工业生产中，焊接作业作为制造、修理的一种重要的工艺方法得到越来越广泛的运用。但是，由于焊接因在加热、冷却这种热变化在局部范围急速地进行必然可能会引起其焊接变形较大，如不对其变形的原因进行分析并针对其成因提出有效对策，必将对生产带来巨大的伤害，所以本文就是主要论述了焊接应力和变形的成因及相关的控制措施。关键词：焊接变形；焊接应力；控制措施；矫正措施AbstractInshipbuildingindustryproduction,weldingoperationsasmanufactureorrepairaimportantcraftwaystogetmoreandmoreextensiveuse.But,duetoweldingforheating,coolingthehotinthelocalarearapidchangesareinevitablemaycausetheweldingdeformationisbigger,ifnotitsdeformationanalysisofthecausesandproposestheeffectivecountermeasuresinviewofitscauseofproduction,willbringhugedamage,sothispaperismainlydiscussesthecausesofweldingstressanddeformationandrelatedcontrolmeasures.Keywords：weldingdeformation;weldingstress;controlmeasure;correctivemeasure3目录1引言....................................................................12焊接应力和变形的产生原因.........................................13焊接变形的基本形式.................................................24焊接变形产生的原因及措施.........................................24.1焊前预防措施.......................................................24.2焊接过程控制措施..................................................35焊接变形的矫正......................................................45.1机械矫正法.........................................................45.2火焰加热法.........................................................55.3手工锤击矫正法.....................................................55.4水火矫正法.........................................................66总结....................................................................6参考文献..................................................................7致谢.......................................................................811引言众所周知，船舶焊接已成为钢结构制作的主要连接方式，因此，因焊接而产生的焊接变形对钢结构质量的影响更加突出，防止焊接变形愈来愈成为钢结构制作的关键。就船体结构制作工程施工中存在的焊接变形问题进行分析与研究，指出防止焊接变形在结构制作中具有十分重要的作用。也是黄岩吉祥船业让我意识到了这一点。2焊接应力和变形的产生原因焊接应力是焊接构件由于焊接而产生的应力。在船舶焊接时，焊件受到不均匀的局部加热和冷却是产生焊接应力和焊接变形的最主要的原因。黄岩吉祥船舶修造有限公司，制造部工作人员在对31800吨散货船的甲板进行焊接时，由于对船体甲板的局部加热，使甲板出现了不均匀的热膨胀。因此，我们通常会选择一些方法避免焊接变形，如：合理的选择焊件的尺寸和形状，在钢结构建造过程中尽可能多的减少一些不必要的焊缝等。影响焊接变形的客观条件船体构件产品结构、生产规模、加工设备等诸多因素的不同，都会使结构件变形表现程度发生不同的变化。例如：黄岩吉祥船舶修造有限公司，要加工一批壁厚为16mm的对接焊缝，采取X形剖口的角变形的发生就比V形剖口小的多。产生焊接变形的主要来源，具体可见表1-1序号种类原因表现形式1材料钢材轧制精度偏低型材的不平、不直、轧制方向对成型影响2材料强度对曲率的影响过度弯曲产生裂纹，直至断裂3卷板局部应力差别明显，松、紧现象突出4轧制方向明显的各向异性，导致成型的裂纹与焊接的层状撕裂5设计结构的合理性焊缝的分布与形状6工艺的合理性焊接引发变形7生产材料轧制方向的选择裂纹，焊接的层状撕裂8下料时的焊缝分布焊缝的集中，变形的不均与加剧，错边量9成型的曲率控制变形的曲率不均，裂纹表1-1变形的主要来源了解了这些产生变形的主要原因之后，我对于自己所从事的工作有了更好的认识，也能够比较好的找出某些问题的根源，加以控制和修复。23焊接变形的基本形式1）收缩变形：即焊件沿焊缝的纵向和横向尺寸减少，是由于焊缝区的纵向和横向收缩引起的。一般在小组件的焊接上。2）角变形：即相连接的构件间的角度发生改变，一般是由于焊缝区的横向收缩在焊件厚度上分布不均匀引起的。3）弯曲变形：即焊件产生弯曲。通常是由焊缝区的纵向或横向收缩引起的。4）扭曲变形：即焊件沿轴线方向发生扭转，与角焊缝引起的角度，沿焊接方向逐渐增大有关。5）失稳变形（波浪变形）：一般是由沿板面方向的压应力作用引起的。波浪变形通常产生在薄板结构中。4焊接变形产生的原因及措施黄岩吉祥船业在控制焊接变形方面主要采用以下几种措施：4.1焊前预防措施1）收缩变形产生的原因及措施黄岩吉祥船厂，某一31800吨的散货船，品保部工作人员在对机舱门上一小件进行焊接时，由于热胀冷缩对钢板的影响大，以至于收缩变形的产生。（如图a所示）a)措施：预留收缩变形量，根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。2）弯曲变形产生的原因及措施黄岩吉祥船业制造部工作人员，在对船体外板进行焊接时，由于外板上的焊缝不位于其的中性轴上，并且相对于中性轴不对称，导致船体外板弯曲。（如图b所示）3b)措施：采用反变形法，根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后焊接时给予一个方向相反，大小相等的预置变形，以抵消焊接时的变形。刚度大的梁若难以采用预弯反变形，下料时可将其腹板预制出一定的挠度，以抵消焊接时的弯曲变形。另外减少焊缝的数量和尺寸，合理选用焊缝的截面形状，合理安排焊缝位置，也是船舶焊接预防工作工作中必不可少的。4.2焊接过程控制措施1）角变形产生的原因及措施黄岩吉祥船业，加工部一工作人员，在对31800吨的散货船的船体甲板进行焊接时，由于船体甲板截面的上宽下窄，因而横向收缩量在焊缝的厚度方向上分布不均匀，上面大、下面小，结果就形成了焊件的平面偏转，两侧向上翘起一个角度。(如图c所示)c)措施：刚性固定，焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定。2）扭曲变形产生的原因及措施黄岩吉祥船厂，制造部人员对四十客位快艇机舱焊接时，由于没有掌握好焊接顺序，造成个纵向焊缝产生的角变形叠加，使得断面扭曲超差。（如图d所示）d)4措施：选择合理的焊接顺序。尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时，应先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝，以防在焊缝交接处产生裂纹。如果焊缝较长，可采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀，从而减少了焊接应力和变形。3）失稳变形（波浪变形）产生的原因及措施薄板对接焊后，存在于板中的内应力，在焊缝附近是拉应力，离开焊缝较远的两侧区域为压应力，如压应力较大，平板失去稳定就产生波浪变形。（如图e所示）措施：刚性固定法，焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却打到室温后在去掉刚性固定，此方法会增大焊接应力，只适用于塑性较好的低碳钢结构。黄岩吉祥船业在对焊接变形方面的控制，不管是设备还是施工人员的技术都还是不错的，我也在这里学到了许多关于出现这些问题后应该怎样处理的方法。这在我以后的工作中都是不可多得的宝贵经验。5焊接变形的矫正对于已经焊好的船体构件，我们无法通过预防来改变其性状，我们可以通过焊接来矫正。因此焊接变形的矫正，也是船舶建造过程中必不可少的，以下是黄岩吉祥船舶修造有限公司，采取的矫正方法。5.1机械矫正法利用机械外力使船体构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使两者互相抵消，称为机械矫正法。当船体板壳结构的焊缝比较规则时（直焊缝或环形焊缝），采用碾压法消除焊接变形效率高、质量好，具有很大的优越性。碾压法是利用圆盘形滚轮来碾压焊缝及其两侧压缩塑性变形区，使之伸长来达到取消变形的目的。5机械矫正法5.2火焰加热法纵向收缩、横向收缩两种变形是不可逆的，无法矫正，只能在下料时考虑到焊接收缩余量。而扭曲变形较少，可不必考虑。矫正时应注意矫正位置的正确与矫正顺序的正确性，先矫正主要变形，后矫正次要变形。具体矫正方法是：1)扭曲变形的矫正：采用三角形加热，对水平板进行矫正，加热位置选在水平板外凸的一侧。2)弯曲变形的矫正：在立板上进行三角形加热。3)角变形的矫正：在梁背面的两道焊缝的对应位置作线状加热，加热宽度应小于焊角宽度，加热深度不应超过板厚，冷却后角变形即可消失。以上矫正方法在黄岩吉祥船厂焊接用得较多，不论何种钢材，在制作或安装前都必须经过严格的矫正成型才能使用。火焰加热法5.3手工锤击矫正法1）角钢的锤击矫形对于型号较小的角钢弯曲的情况，采用锤击具有很方便的方法，锤击时按照一定的方向和角度用力，就是所谓的推打和抱打。2）锤击垫当对不锈钢、钛等，对铁离子敏感的钢种或对被矫形的材料表面的要求较高，不允许出现裂痕时，可采用锤击垫。垫铁的材料应当和被矫形的材6质相同。3）双锤锤击矫正法双锤锤击矫正法是用一大一小两个锤进行矫正的方法。大一些的锤用来做砧铁，小一点的锤做矫正用。该方法有灵活，方便的特点，但只适用于较小锤就能够矫正的场合。5.4水火矫正法船体焊接结构的大型化，使焊接应力与变形的局部发生﹑出现，成为焊接结构变形的一大特点。由此，使矫形方法的适应性由整体转向局部。水火矫正法是适应这种结构变形的最普遍的、最佳的，几乎也是唯一的有效方法。水火矫正法6总结本文以黄岩吉祥船业的焊接工艺为例，介绍焊接工艺在整个造船施工中的重要性,整条船安全指数的高低取决于焊接质量的好坏,而如何很好的控制焊接变形就是其中最重要，最核心的一部分。选用合理的焊接方法,对焊接变形产生的原因作出分析并采取合理的措施,可以有效的减少和消除焊接过程中钢板产生的变形。对于焊好的构件,我们也可以通过后期矫正来达到我们所需要的性状。在实践过程中不断的总结、积累焊接经验，综合分析考虑各种因素，才可以保证施工过程中的焊接质量。7参考文献[1]陈祝年.焊接设计简明手册.北京；机械工业出版社，1999.[2]陈祝年.焊接工程师手册.北京；机械工业出版社，2004.[3]船舶焊接手册编写委员会.船舶焊接手册.北京；国防工业出版社，1995.[4]王文瀚.