船舶焊接质量控制要点.pdf
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1、1 高等教育自学考试 毕业设计(论文) 题目船舶焊接质量控制 专业班级船舶与海洋工程专业 姓名 指导教师姓名 所属助学单位 2 2012 年 03 月 24 日 目录 引言. 03 第一章: 焊接检验 .04 1.1 焊缝的焊前检验 04 1.2 检验前的准备工作 . 05 1.3 检验内容、精度标准与检验方法 07 1.4 检验注意事项 . 08 第二章:焊缝的焊接规格和表面质量检验.10 2.1 检验前的准备工作 10 2.2 检验内容、精度标准与检验方法 14 2.3 注意事项 18 2.4 焊缝内部质量检验 20 第三者: 无损探伤检验 3.1 检验钱的准备工作 21 3 3.2 检验
2、内容与评级标准 .22 3.3 检验主要事项 23 第四章:总结与感谢 25 第五章:参考文献 26 引言 在现代造船工业中,焊接已经成为一种不可替代的 连接形式,相对于铆接等传统连接方法,焊接体现了其 成本低,现场操作性强,有效减轻结构重量,而且也能 很好的满足船舶水密连接的要求。焊接在因为它的巨大 4 优点而成为造船工业最主要连接方法的同时,其本身存 在的缺点也应引起足够重视。焊接是一种通过加热(或 不加热) ,添加(或不添加)填充材料,同时在加压(或 不加压)的情况下达到原子间结合,形成永久性接头的 连接方法。针对目前船厂的焊接方法,主要属于焊接方 法分类中的熔化焊,通过热输入的方式使得
3、母材和填充 材料熔化,从而形成焊接接头,这样的焊接方法将导致 母材及焊接接头的组织、成分发生变化,并且在焊接过 程中,焊接环境(油污、水、锈等) 、焊接设备、焊接工 艺参数等都会对焊后组织产生影响,从而最终影响焊接 接头的强度、韧性等各种力学性能。在整个造船成本中 焊接成本约占20%,焊接的施工量大,并且焊接质量好 坏直接关系到船舶建造及运行安全,所以对焊接质量的 控制就尤为关键。 就焊接质量而言可以主要从焊接工艺制定和焊接检 验两个方面进行控制。本论文主要讨论的是焊接检验方 面的问题。 5 一、焊接检验 1. 焊缝的焊前检验 (一)概述 接缝经定位焊后对其接缝间隙、坡口,以及对接缝 错边、定
4、位焊质量及焊缝清洁状况等项目的检验称为焊 缝的焊前检验。 接缝通常在装配工序施行定位焊后交焊接工序,该 交阶段在船体建造流程中有如下工位: 1. 部件装配定位焊后; 2. 板列拼板定位焊后; 3. 组件装配定位焊后; 4. 型材端头拼接定位焊后; 5. 胎架上拼板定位焊后; 6. 分段制造定位焊后; 6 7. 分段安装定位焊后。 以上第 15 工位一般采用工人自控、专职检验员巡 视,第 6 工位应由检验员检验,第七工位通常应提交验 船师、船东检验,检验合格后经焊妥,若大接缝的对接 形式并非衬垫焊,则反面用碳刨加工坡口后通常不再检 验,待封底焊完工再交验。 焊缝的焊接必须提供符合质量要求的焊接坡
5、口,是 确保焊接质量的必要措施。 (二)检验前的准备工作 检验员要查阅部件、平面与曲面分段、立体分段的 接缝装配精度及定位焊要求,分段安装后的大接缝的焊 前检验。检验员首先应从外板展开工作图、分段工作图 或船台焊接工艺文件中了解所检验船体的不同部位的大 接缝采用何种焊接方法及相应的焊接坡口形状,以便在 分段预修整时或在船台划余量线后气割焊接坡口时,检 验员能掌握处于不同部位的大接缝坡口形状的准确性。 船舶检验局的船舶建造检验规程规定: “船台安装分 段对接焊缝的装配间隙、坡口、错边意见内部构架的连 7 接等,均应经验船师检查合格后才允许进行施焊”。 对此, 检验员应在交验前先预检。检验员检验时
6、要带好焊缝量 规与短钢尺。 各种焊缝的焊接坡口形状用焊缝附后标注在图样上,主 要焊缝符号,见表3-26. 表 3-26 8 焊缝 序号示图备注 1 2 3 4 5 6 型 名称 型 钝边 型 型 单边 边 型 钝边 型 钝单 寸 脚尺 注焊 仅标 垫板 焊 塞焊 焊 封底 角焊 10 9 8 7 9 注:表列 17 的符号仅表示单面焊,表示双面焊应将符 号标注在指引线横线上下。 表 3-26 中焊缝符号只表达焊接坡口的形状,在图样上标 注时还需增加钝边尺寸与坡口角度,其数值根据各船厂 企业标准自行制订。通常对接焊缝在图样上即使不标注 焊缝符号,对于船体主要结构应完全焊透,对于次要构 件应达到最
7、大限度焊透。角接焊缝需要开坡口焊接,必 需在图样上绘出详图。 (三)检验内容、精度标准与检验方法(见表3-27) 表 3-27 检验内容、精度标准与检验方法 10 检 验 内 容 十 字 接 头 的 错 位 角 接 缝 的 间 隙 搭 接 缝 的 间 隙 对 接 缝 的 错 边 手 工 焊 根 部 间 隙 为错位量 为较薄板厚 为较薄板厚 为错边量 次要构件 主要构件 主要构件 次要构件 标 准 1 4 且 且 部件装配 分段制造 分段安装 分段安装 分段制造 部件装配 且 0.1 0.15 且 部件装配 分段制造 分段安装 精 度 标 准 允 许 且 0.15 0.2 且 检 验 方 用焊缝
8、量规 短钢尺检测 为间隙 为间隙 为间隙 11 (四)检验注意事项 1.焊缝坡口区域的铁锈、 氧化皮、油污、杂物及车间底漆 应予清除,并保持清洁和干燥。 2.一般强度船体结构钢如施焊环境温度低于或等于-5 时,应采用焊前预热措施。 3.对高强度钢、铸钢和锻钢船体结构件的焊接应查阅所验 船舶的有关工艺文件,严格执行焊接引弧、定位焊要求、 焊前预热及焊后保温或处理等措施,并满足船规要求。 4.船体分段大接缝的间隙与坡口形状符合船舶检验部门 认可的焊接工艺规程规定,以确保焊缝能完全焊透。 5.船体分段大接缝的焊缝间隙若有超差,可参阅船体建 造精度标准和偏差许可中的方法进行修复。 6.对于两块板材以夹
9、角小于50相交而形成的角焊缝, 若小于 50狭小处的角焊难以焊接,则另一面的角焊缝 坡口必须大于45,如坡口角度不足,应刨削之,且焊 接时应用小直径焊条进行多道单面焊。 7.海船或甲板边板厚度大于或等于12mm 的内河船,在船 中 0.5 船长区域内,强力甲板与舷顶列板的角接缝应开坡 12 口,一般应完全焊透。 8.主机座的纵桁腹板厚度大于或等于14mm(内河船大于 或等于 12mm)时,纵桁腹板与水平面板的角接缝应开左 右对称的 K 型坡口,以达到最大限度焊透。 9.起重桅柱的本体焊缝均应完全焊透,本体贯穿甲板时, 则与本体连接处应开双面坡口,本体根部与甲板焊接的 边缘应开单面坡口,并确保焊
10、透。 10.若全焊透对接焊缝因结构原因无法进行封底焊时,经 验船师同意,允许加固定垫板进行对接焊,此种接头的 坡口形式及装配间隙应保证其在衬垫上能完全焊透。 二、焊缝的焊接规格和表面质量检验 焊缝的焊接规格是指对焊缝的型式与尺寸的规定。焊 接的型式有对接焊缝、角接焊缝、搭接焊缝与塞焊。其 中角接焊缝型式中还分别有双面填角焊、双面全焊透角 焊、交错断续角焊、链式断续角焊与挖孔焊等。焊缝尺 寸指对接焊缝的宽度、余高与侧面角。交接焊缝指焊脚 尺寸或焊喉厚度、焊缝长度与焊接间距等。搭接焊缝均 为周边连续角焊。长孔塞焊通常不必在孔内填满焊肉。 13 焊缝表面质量检验是焊缝质量检验时首先应检查的, 经检查
11、合格后再按要求抽样检查其内部质量,最后进行 焊缝的密性试验。 焊缝的焊接规格与表面质量,是验船师与船东必须检 验的项目,但二者的侧重点有所不同,验船师侧重检查 焊接规格,它涉及船体强度,而船东侧重检查焊缝的表 面质量与飞溅颗粒,它涉及以后进行涂装的涂层质量与 寿命。 (一)检验前的准备工作 检验员检验前应阅读所验分段工作图与焊接工艺文 件,了解各种焊缝所在钢材的牌号,应选用的焊条牌号 及焊接规格。 检验员还应了解各种焊缝的型式与标注方法,中国船 级社的钢质船舶入级与建造规范规定见表3-28,中 国船舶检验局的内河钢船建造规范规定见表3-29. 14 表 3-28 海船规范的焊缝型 式 15 序
12、号角焊缝名称型式与标注方法备 注 1 2 4 3 5 6 交错断续 角焊缝 双面全焊 透角焊缝 双面深熔 角焊缝 双面连续 角焊缝 并列断续 角焊缝 挖孔焊 用于一般结构 焊件厚度 1, 焊喉厚度 焊脚高度 用于受应力较大的结构 深熔焊条国产牌号为 。适用于 板厚 板厚 12的对接焊 8的角接焊 用于受高应力的结构 断续角焊缝两端部 位连续包焊 焊缝长度 焊缝间距 焊缝节距 焊缝节距 焊缝间距 焊缝长度 断续角焊缝两端部 位连续包焊 孔端部周围应连续 包焊 16 表 3-29 内河船规范的焊缝型 式 17 角 焊 名 称 双 双面连续角焊缝 双面全焊透角焊缝 双 双 单面连续角焊缝 交错断续角
13、焊缝 并列断续角焊缝 一面连续角焊缝 一面断续角焊缝 型式与标注方法 表中: 1 K焊脚高度;l焊缝长度;e焊缝间距 18 2 交错断续角焊缝与并列断续角焊缝可替代使 用。 检验员必须关心下列船体构件施焊时是否采用了低氢焊 条: 1、船体分段的环形对接缝; 2、船体大接缝处的纵桁材对接处(仅指海船 ); 3、具有较大刚度的构件,如首框架、尾框架、尾轴 架等,及其与外板和船体骨架的接缝(仅指海船 ); 4、桅杆、吊货杆、吊艇架、系缆桩、拖钩架等与其 相连接的构件的焊缝; 5、功率不小于220kW 的主机基座及其相连接的构 件; 6、碳当量大于 0.41%的钢材或高强度刚的焊接。 (二)检验内容、
14、精度标准与检验方法 1、对接焊缝余高下限不得低于钢板表面,上限不得 超过下列值: 当板厚 t 10mm 时,为 3.5mm ; 当板厚 t 10mm 时,为 4.5mm 。 19 2、角焊缝的焊脚尺寸K必须大于或等于 0.9K。 K为规定的焊脚尺寸。 3、断续焊缝的每段焊缝的有效长度不得小于图样规定的 长度要求。 4、包角焊焊缝检验 1) 凡构件的角焊缝在遇到构件切口处及构件的末端,均 应有良好的包角焊。 2) 包角焊缝的双面连续角焊缝长度见注意事项第二条, 焊脚尺寸不得小于设计焊脚尺寸。 3) 包角焊缝不应有脱焊,未填满的弧坑等焊接缺陷。 5、焊缝外形检验、 1) 焊缝外形应均匀,焊道与焊道
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