船舶与海洋结构物制造技术-NO11

船舶与海洋结构物制造技术第十一课©2004MCAMTJUST2江苏科技大学先进制造技术中心本节课讲授内容第四章船体加工与装配第三节分段装配焊接技术4.3.1方式与施工原则4.3.2典型分段的装配与焊接4.3.3分段制造质量的控制4.3.4分段翻身工艺和吊环的设置原则©2004MCAMTJUST3江苏科技大学先进制造技术中心问题:1.按照分段装配时的状态，分段的制造方法可分为哪几类？2.按照构架的组装形式，分段的制造方法可分为哪几类？3.掌握双层底分段正造、反造、框架法的装配焊接工艺过程。4.总段组装中的分段定位作业的依据是什么？5.测量水平度的工具是什么？©2004MCAMTJUST4江苏科技大学先进制造技术中心4.3分段(BLOCK)装配焊接技术分段制造是造船工程中的主要工艺阶段，它也是船体建造中实施工程管理的重点对象，一个造船厂的船体建造能力，主要就是反映在分段的制造能力上。因此现代化造船厂，对分段制造的工艺、计划日程的安排和周期，都需要进行深入的研究，使分段制造工作充分地合理化。分段的划分不应该是单纯的工艺问题，而必须考虑生产管理时的工作量平衡。这就需要分段的同类型化，使作业人员经常重复操作而提高分段制造的工作效率。分段结构类型的标准化也是造船作业标准化的重要内容之一，因此就可以按标准型分段和部件组织起专业化生产作业线和机械化分段制造流水线，使分段制造的工艺流程充分合理化。©2004MCAMTJUST5江苏科技大学先进制造技术中心4.3.1.方式和施工原则分段是由零、部件、组件组装成的船体局部结构，其装配焊接工艺可归纳为四项内容：（1）选择分段装配基准面和工艺装备，决定分段制造方法；（2）决定合理的装配顺序；（3）决定合理的焊接顺序；（4）提出施工技术要求。分段装焊顺序合理与否，直接影响分段制造质量，装焊作业的难易，辅助材料消耗和分段制造周期等。由于一个分段可以有几种不同的制造方法和装焊顺序，而且不同的分段适合于它们的制造方法和装焊顺序也各不相同。一般的，分段装配中的焊接，应尽可能由双数焊工从中间逐渐向前后、左右对称进行，以保证构件的自由和均匀收缩。©2004MCAMTJUST6江苏科技大学先进制造技术中心分段结构的类型按分段结构形式进行分类可分为五类分段：(1)平面直线型分段(2)平面曲线型分段(3)曲面分段(4)立体分段和半立体分段(5)特殊分段©2004MCAMTJUST7江苏科技大学先进制造技术中心分段制造方法分段是由零件和部件按生产设计图经过装配、焊接等工序而制成的船体局部结构物，是船体建造过程中的重要单元体，其工作量平均要占整个船体装焊作业量的35％左右，因此选择良好的分段制造方法，对于完成船体建造工作是十分重要的，它是完成船体建造计划的关键。由于船体分段的结构型式以及各工厂的设备条件（如起吊能力）不同，其制造方法也各不相同。按照分段装配时的状态，分段的制造方法可分为：（1）正造法；（2）反造法；（3）侧造法；（4）卧造法；©2004MCAMTJUST8江苏科技大学先进制造技术中心分段制造方法按照构架的组装形式，分段的制造方法可分为：（1）分离装配法；（2）纵桁法；（3）框架法；©2004MCAMTJUST9江苏科技大学先进制造技术中心4.3.2.典型分段装配和焊接900TEU108底部分段中纵桁旁纵桁肋板管系铁舾3D©2004MCAMTJUST10江苏科技大学先进制造技术中心双层底分段装配焊接工艺过程（正造法）1.胎架的准备工作4.安装中纵桁5.纵横骨架的装配3.在外板上划出纵横骨架安装线6.焊前加压排7.焊接骨架之间和骨架与外板间的接缝8.拆排，矫正变形9.分段预舾装？10.吊装内底板2.外板的装配与焊接转下页©2004MCAMTJUST11江苏科技大学先进制造技术中心11.划出分段安装定位线12.装焊吊环13.分段的吊运和翻身14.焊接纵横骨架与内底板间的接缝，外板的封底焊15.分段变形的矫正16.分段焊缝质量的检验17.分段轮廓线的划线及切割余量18.分段结构性检验19.分段二次除锈和涂装©2004MCAMTJUST12江苏科技大学先进制造技术中心双层底分段装配焊接工艺过程（反造法）1.平台准备2.铺内底板拼板5.纵横骨架的装配3.在内底板上划出纵横骨架安装线6.安装外底纵骨7.构架焊接8.进行预舾装11.翻身焊接10.激光经纬仪划分段安装定位线4.安装中纵桁9.盖外底板15.完工测量和结构性验收13.分段焊缝质量的检验12.分段变形的矫正16.分段二次除锈和涂装14.分段轮廓线的划线及切割余量©2004MCAMTJUST13江苏科技大学先进制造技术中心双层底分段装配焊接工艺过程（框架法）1.构架部件制造2.框架制造5.框架吊装定位6.分段构架焊接7.分段预舾装8.盖外底板9.翻身后构架焊接3.分段内底板铺板4.划出纵横骨架安装线装配图10.分段变形的矫正13.完工测量和结构性验收12.分段轮廓线的划线及切割余量11.分段焊缝质量的检验14.二次除锈和涂装©2004MCAMTJUST14江苏科技大学先进制造技术中心舷侧分段装配焊接工艺过程(侧造法)900TEU205PS舷侧分段装配图©2004MCAMTJUST15江苏科技大学先进制造技术中心舷侧分段装配焊接工艺过程(反造法)900TEU209APS舷侧分段装配图两个子分段（Subblock)©2004MCAMTJUST16江苏科技大学先进制造技术中心横舱壁分段装配焊接工艺过程(卧造法)900TEU702横舱壁分段3D装配图©2004MCAMTJUST17江苏科技大学先进制造技术中心机舱分段装配焊接工艺过程(反造法)900TEU201PS机舱分段3D装配图©2004MCAMTJUST18江苏科技大学先进制造技术中心总段装配©2004MCAMTJUST19江苏科技大学先进制造技术中心总段装配中的定位依据总段组装中的分段定位作业是保证总段装配质量的技术关键。各分段的定位依据可概括为三个方向，一个水平。即长、宽、高三个方向的对准面外加前后左右水平。©2004MCAMTJUST20江苏科技大学先进制造技术中心软管水准仪（水平软管）——用于测量水平度的工具©2004MCAMTJUST21江苏科技大学先进制造技术中心总段装焊例1©2004MCAMTJUST22江苏科技大学先进制造技术中心总段装焊例2©2004MCAMTJUST23江苏科技大学先进制造技术中心总组方案的选择©2004MCAMTJUST24江苏科技大学先进制造技术中心(1)平面直线型分段分段的板材是平面，而边缘均是直线长方形分段。通常是船舶的平行中体区域的底板、外板、甲板、隔壁等分段。零件往往采用手工下料或门式切割机，经过加工、拼板自动焊接后直接进行构架安装，工作简单，因而可以采用平面分段流水线进行生产，提高作业效率。返回©2004MCAMTJUST25江苏科技大学先进制造技术中心(2)平面曲线型分段分段板材零件是平面型，而边缘是曲线的分段。一般是靠近艏艉部区域的纵、横隔壁等分段，零件由NC数控切割机加工成型，适宜在平台上进行装焊作业。返回©2004MCAMTJUST26江苏科技大学先进制造技术中心(3)曲面分段分段的外板是曲面，而边缘也是曲线的分段。如艏艉部带曲面外板的舷侧分段和底部分段。制造分段时，首先在支柱式胎架上按工作图的高度型值，调整支柱高度，组成所需的曲面型状，然后将外板在胎架上进行拼装焊接。返回©2004MCAMTJUST27江苏科技大学先进制造技术中心(4)立体和半立体分段由外板、甲板、隔壁等结构件组成的封闭和半封闭型的分段。立体分段可以由甲板、舷侧和隔壁等小分段进行组装而成，也可以由单一的外板零件贴装而成。立体和半立体分段的优点是船台安装方便，吊装效率高，分段上可以充分扩大预栖装和开展平行作业。返回©2004MCAMTJUST28江苏科技大学先进制造技术中心(5)特殊分段如艉柱、艏柱和烟囱等分段。由于结构的特殊性，一般都设置专用的侧胎架进行施工，制造时的完工精度要求比较高。返回©2004MCAMTJUST29江苏科技大学先进制造技术中心(1)正造法船体艏艉部分分段都带有曲面外板，制造时分段处于正态位置，以外板为基面在胎架上铺板焊接和划线后，构架在上面安装和焊接。优点：外板的主焊缝是俯位作业，不仅工作效率高，而且焊工的劳动条件好。在构架安装时，以外板为基准，操作简单，装配方便。缺点：如支承曲面的外板需要制造专用胎架或采用支柱式通用胎架，前者辅助材料耗量大。返回©2004MCAMTJUST30江苏科技大学先进制造技术中心(2)反造法某些立体和半立体分段上，除曲线型壳板外，还有平台、甲板和内底板等平面结构件。若以此作为基准面进行分段制造时，使分段处于反转的状态称为反造法。优点：以平面构件作为基面，在通用平台上就可以制造，省去了制作正造线型胎架的材料和工作量，而且在平板上进行构架划线和装焊工作，效率高。缺点：反造法时外板是以构架为基准进行单件贴装的，为了使外板主焊缝和封底焊缝都在俯位进行焊接，分段需要进行三次翻身，比正造法增加了一次翻身作业量，如果外板仰焊或整体拼焊后安装，可以只进行一次翻身，总的分段制造经济效益比正造法高，因此各船厂广泛采用。返回©2004MCAMTJUST31江苏科技大学先进制造技术中心(3)侧造法船舶艏艉柱分段和舵结构等由于形状尖削，一般采用以船中心线平面作为基面而制造外板线型胎架，达到控制焊接变形和提高分段完工精度的目的。返回©2004MCAMTJUST32江苏科技大学先进制造技术中心(4)卧造法艏艉大型立体分段的曲面外板，由于曲率小，安装工作难度高，特别是艉立体分段的舵轴中心线的几何精度高，允许的偏差值小，因此往往采用以隔壁为基准面进行安装工作。其优点是简化胎架的制造工作，构件安装定位方便，分段不需要翻身，完工后仅作90度角旋转后就可以上船台安装。返回©2004MCAMTJUST33江苏科技大学先进制造技术中心(1)分离装配法分段经过拼板焊接后，按工作图要求进行铺板构架划线，将纵材和横向构架分离后各自安装，根据交错节点的结构形式，通常是先装纵材，定位后再安装横向构件，组成格子型结构后，转入焊接工序，集中焊接。优点：纵横构架的装配误差在焊接前容易调整。生产管理较方便，装配和焊接工序互不交错，便于劳动力的调配，适用于分段制造工位固定、作业者流动的生产管理体系。缺点：不能采用连续的自动角焊机进行高效率焊接，由于分段工作量集中而制造周期较长。返回©2004MCAMTJUST34江苏科技大学先进制造技术中心(2)纵桁法分段铺板焊接经过划线以后，先安装纵材并进行连续自动角接焊，然后进行横构架的安装和焊接。优点：纵材的装焊效率高。缺点：纵材的间距、角尺度和定位时的精度要求高，如果横框架上的切口加工精度低时，会造成缝隙过大和装配作业的困难。如果采用加补板的节点型式会增加构架焊接工作量。返回©2004MCAMTJUST35江苏科技大学先进制造技术中心(3)框架法分段铺板焊接和划线在分段制造场地上进行，而构架在专用组装平台上制造，经过纵材和横构架的中组装，将框架装焊成一个整体后吊上分段进行安装和焊接。优点：充分减少了分段制造工序上的工作量，使分段和部装工作负荷相对均衡，有效地缩短了分段制造周期。缺点：对作业和管理水平及框架的组装精度要求较高。返回©2004MCAMTJUST36江苏科技大学先进制造技术中心预舾装就是将码头、船内舾装作业提前在地面上进行的一种舾装方法。返回