船舶建造过程中变形的形成 控制与矫正（唐改）[3][1](2)

[9] 邓洪军，焊接结构生产，北京，机械工业出版社，2003 [10] 陈祝年，焊接工程师手册，北京，机械工业出版社，2002 [11] 英若采，焊接生产基础，北京，机械工业出版社，1996 [12] 赵熹华，焊接检验，北京，机械工业出版社，1992 [13] 寇雄，船舶焊接变形的形成于控制，辽宁工程技术大学学报，2005 [14] 陆伟东，船舶建造工艺[M]，上海，上海交通大学出版社，1991 [15] 陈楚，船舶焊接变形[M]，北京，国防工业出版社，1985 6

摘 要

在船体建造过程中，大量焊接结构的变形不利于船体制造精度的控制，从而影响到船舶建造的质量。为此，通过对船体焊接过程中构件焊接变形产生的原因以及影响焊接变形的各种因素进行综合分析，并考虑到船体构件建造过程中各个阶段的特点，总结出了船体建造不同阶段减少船舶焊接变形的结构设计措施和建造工艺措施，从而达到满足船舶强度、使用性和经济性要求。 关键词：船体建造；焊接变形；控制；矫正

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ABSTRACT

During the process of shipbuilding ,deformation of plentiful welding components makes against precision control of ship construction ,which affects the quality of ship construction .By general analysis of the reasons of causing and affecting ship-hull welding deformation in the process of ship-welding, various methods provided for reducing ship-hull welding deformation in the different phases of shipbuilding is summarized in order to satisfy the requirements of ship intensity and working performance and economy performance also.

Keywords：ship construction; welding deformation; control; rectify

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目 录

第一章 绪论 ..................................... 10 1.1焊接变形的原理和变形种类 ......................... 10 1.2船体焊接应力与变形产生的原因 ..................... 12 第二章 影响船体焊接变形的因素 ................... 15 2.1影响船体焊接变形的因素 ........................... 15 2.1.1焊缝截面积的影响 ............................... 15 2.1.2焊接热输入的影响 ............................... 15 2.1.3焊接方法的影响 ................................. 15 2.1.4接头形式的影响 ................................. 15 2.1.5焊接层数的影响 ................................. 15 第三章 残余应力 ................................. 17 3.1焊接残余应力的分类 ............................. 17 3.2焊接残余应力对焊接结构的影响 ................... 17 3.3减小焊接残余应力的措施 ......................... 18 3.4焊后消除焊接残余应力的方法 ..................... 19 第四章 焊接变形的控制措施和矫正 ................. 23 4.1焊接变形的控制措施 ............................. 23 第五章 总结 ..................................... 31 参考文献 32 致谢 ................................................. 33

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第一章 绪论

在船体建造过程中，大量焊接构件的变形不利于船体制造精度的控制，从而影响到船舶建造的质量。为此，通过对船体焊接过程中构件焊接变形产生的原因以及影响焊接变形的各种因素进行综合分析，并考虑到船体构件建造过程中各个阶段的特点，总结出了船体建造不同阶段减少船舶焊接变形的结构设计措施和建造工艺措施，从而达到满足船舶强度、使用性和经济性要求。本文叙述了焊接变形的原理和变形种类，详细介绍了船舶建造中正确的焊接结构设计、合理的装配焊接工艺、反变形措施、刚性固定法约束控制，提出了在采取控制变形措施后仍无法消除船体件的焊接变形时，可采用的矫正变形的基本方法，从而达到提高船舶建造质量，缩短船舶建造周期的目的。

1.1 焊接变形的原理和变形种类

产生焊接变形最基本和最本质的因素是焊接过程中的热变形和焊接构件韵刚性条件，在焊接过程中的热变形受到了构件刚性条件的约束，出现了压缩塑性变形。凡是与焊接热变形和构件刚性有关的各种因素，都会对焊接残余变形产生影响。与热变形有关的因素有焊接工艺方法、焊接参数、焊缝数量和断面大小、施焊方法、材料的热物理性能等，与构件刚性有关的因素有尺寸和形状、胎夹具的应用、装配焊接程序等[1]。由于实际生产过程中焊接是一个非常复杂的过程，影响焊接变形的不可知因素很多，试图完全消除焊接变形是不可能的，只有根据焊接变形的基本原理及影响焊接变形的主要因素，采取相应的调节措施，以达到预防和控制焊接变形的目的。船体变形可大致分为总体变形(中垂、中拱、总尺寸缩短)和构件局部变形两种。总体变形是整个船体的尺寸或形状发生的变化，包括纵向和横向的收缩变形、弯曲变形和扭转变形等，其中纵向变形对船舶施工和性能的影响较大，主要表现在艏艉部上翘，这种现象在整体建造中尤为明显。按照CB／T 4000—2005《中国造船质量标准》要求，艉上翘变形应在20mm以内，艏上翘应在30mm以内[2]。总尺寸缩短是由于结构焊接时，受热部分的金属在受热膨胀，然后冷却收缩过程中，形成不可逆转的塑性变形，产生焊缝周围的长度缩短，导致总尺寸减少。通常在10m长度内的收缩量为10—20mm左右。局部变形包括角变形、弯曲变形、波浪变形、失稳变形、错边变形等，表现为焊后构件的平面围绕焊缝产生角位移，焊缝位置与构件截面中性轴不对称，焊后构件成波浪形，焊件长度或厚度方向上的错边等[3]。角变形、弯曲变形、纵向和横向的收缩变形、波浪变形、扭曲变形分别如图1.1、图1.2、图1.3、图1.4、图1.5所示。

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