一、分段划分技术
原理与重要性
分段划分是船舶分段制造的重要环节。其主要依据船舶的结构特点、建造工艺要求和运输条件等来确定。合理的分段划分能够使船舶建造过程更加高效,便于施工管理和质量控制。例如,在大型油轮的建造中,根据其船体结构和功能区域,将其划分为货油舱段、机舱段、艏艉段等不同的分段。
从工艺角度看,分段划分要考虑后续的制造和装配难度。一般会尽量使每个分段的结构相对独立,减少相互之间的干扰。同时,还要考虑分段的尺寸和重量,以便于在船厂内的吊运和运输。例如,划分后的分段尺寸要适合船坞内的起吊设备的起吊能力,避免出现无法吊运的情况。
二、钢材切割技术
火焰切割
火焰切割是船舶分段制造中常用的切割技术之一。它利用燃气(如乙炔、丙烷等)与氧气混合燃烧产生的高温火焰,将钢材加热到燃点,然后通过高压氧气流将熔化的金属吹走,实现钢材的切割。火焰切割设备相对简单,成本较低,能够切割较厚的钢材。
然而,火焰切割也有其局限性。例如,切割后的边缘质量相对较差,需要进行后续的打磨处理。而且,切割速度相对较慢,在切割过程中会产生较大的热变形,对钢材的精度有一定影响。为了减少热变形,船厂在切割时会采用合理的切割顺序和工艺参数,如控制切割速度、氧气压力等。
等离子切割
等离子切割则是利用高温等离子弧来熔化和吹除钢材。它的优点是切割速度快,能够切割各种厚度的钢材,并且切割质量高,边缘光滑,热变形小。在船舶分段制造中,对于一些对精度要求较高的零部件,如船板的边缘、加强筋等,等离子切割是很好的选择。
不过,等离子切割设备的成本较高,运行时需要消耗大量的电力和气体。而且,其切割过程中会产生强光、噪音和有害气体,需要良好的通风和防护措施。
三、焊接工艺
手工电弧焊
手工电弧焊在船舶分段制造中仍有广泛的应用。它是通过焊条与焊件之间产生的电弧来熔化焊条和焊件,形成焊缝。手工电弧焊的设备简单,操作灵活,能够适应各种复杂的焊接位置和结构。例如,在船舶分段的内部结构焊接,如肋板、横梁等的焊接,手工电弧焊可以发挥其灵活性的优势。
但是,手工电弧焊的焊接质量受焊工技能水平的影响较大,焊接效率相对较低。而且,其焊缝质量的稳定性稍差,容易出现气孔、夹渣等缺陷。为了确保焊接质量,船厂会对焊工进行严格的技能培训和资格认证,同时加强焊接过程中的质量检验。
自动埋弧焊
自动埋弧焊是一种高效的焊接工艺。它是将焊丝连续地送入焊接区,通过颗粒状焊剂覆盖在焊接区,利用电弧在焊剂层下燃烧来熔化焊丝和焊件。自动埋弧焊的焊接速度快,焊缝质量高,焊缝成型美观。在船舶分段的大面积平板对接、角接等焊接中,自动埋弧焊能够大大提高焊接效率。
不过,自动埋弧焊的设备较为复杂,需要专门的焊接设备和工装夹具。而且,它对焊接接头的准备要求较高,如焊件的坡口加工、装配精度等。
四、成型与矫正工艺
冷加工成型
冷加工成型是指在常温下通过压力加工使钢材变形,达到所需的形状。在船舶分段制造中,如船板的弯曲、折边等加工常用冷加工成型。冷加工成型能够确保钢材的强度和韧性,同时加工精度较高。例如,通过滚弯机将船板滚弯成弧形,用于船体的舷侧部分。
但是,冷加工成型对钢材的性能有一定要求,过硬的钢材可能会在加工过程中出现裂纹等缺陷。而且,加工后的回弹现象需要通过合理的工艺参数来控制,以确保成型后的形状符合设计要求。
热加工成型与矫正
热加工成型是将钢材加热到一定温度后进行加工。这种方法适用于一些形状复杂、冷加工难度较大的零部件。在船舶分段制造中,对于一些大型的弯曲结构,如艏柱、艉柱等,热加工成型是比较合适的方法。热加工成型后的钢材可能会出现变形,需要进行矫正。矫正方法包括机械矫正和火焰矫正。火焰矫正通过对钢材局部加热,利用钢材的热胀冷缩原理来消除变形,使分段的形状和尺寸符合要求。