图16-23 焊接工艺评定流程6.焊接原则为了保证钢箱梁的外形尺寸和几何尺寸，防止焊接变形及焊接应力集中，钢箱梁焊接分段进行，并遵循先内后外、先下后上、先中间后两边，顶板、底板纵向焊缝同向焊接，同类焊缝对称焊接的施焊原则。......
2023-07-02
焊接新技术的应用探讨
【摘要】：托管架、A字架结构每道焊缝的焊接收缩量及收缩方向如图16-30所示。利用DACS系统的专业附件，提高测量时的取点精度，降低操作偏差。环缝任意1.2m长度范围内温差不得超过140℃。环缝热处理的保温温度为550～620℃，达到600℃时停止升温，开始进入恒温保温阶段，恒温时间为4h。恒温保温完成后，降温速度不得超过85℃/h，当降至315℃以下时，可放置于静止空气中冷却。
胜利902铺管工程船是胜利油建公司建造的第一艘适用于国际无限航区B级冰区的工程船舶。由于建造场地条件有限，将船体分成了64个分段，这大大增加了建造过程中焊接质量和尺寸精度的控制难度，为此采用的焊接新技术主要为：首次在非水平的船台上进行船体合龙，增加了分段预制及合龙的组对精度控制和焊接变形控制难度；引进TribonM3船舶三维生产设计软件，以分段为单元，采用托盘管理系统，提高“壳、舾、涂”一体化的施工效果；运用尺寸与精度管理系统，结合高精度全站仪，提高分段预制精度，加大无余量合龙程度；超厚度钢板大型结构的焊接技术。
采用TribonM3专业船舶三维设计软件，能满足船体结构、管系、风管、电气、铁舾件、涂装等专业三维数字化设计的需求。软件生成的三维模型可以对船舶产品的性能、结构强度、工艺合理性和制造可行性进行分析。实现设计、工艺、管理一体化及“壳、舾、涂”一体化的设计原则，各专业之间能进行碰撞检查，在计算机中模拟整个建造过程，还能漫游整体的设备布局、管线走向等，实现“数字化造船”。在结构设计模块中，通过设置理论线确定板厚朝向，能够快速进行平面板架和曲面板架的建模，能够自动生成分段重量重心表、构件明细栏、数控切割图、套料图等实用图表，还能自动生成装配流程图、焊接计划为生产计划提供支持。
托管架结构中的管节点坡口是沿相贯线进行双曲面变化的，切割精度一直以来都是难以解决的问题。利用三维软件进行放样，将数据输入数控切割机内，自动切割出相贯线的坡口，提高切割精度，减少人为误差，有利于控制组装精度，还能使得相贯线的焊接量按预定的规律变化。
结合ANSYS应力分析软件，进行受力和焊接应力分析，结合积累的实际经验，估算出每道焊缝的焊接收缩值，并推算出每个构件的补偿量，在排版下料过程中加上补偿量，可有效减少焊接收缩引起的尺寸偏差、变形和内应力。托管架、A字架结构每道焊缝的焊接收缩量及收缩方向如图16-30所示。
DACS（Dimensional & Accuracy Control System）尺寸与精度管理系统是用于船舶和海洋工程建造全过程精度管理、分段三维精度控制、三维模拟搭载、合龙现场定位、形成精度检查表和精度数据库的专用系统，以系统软件为核心，集高精度全站仪及各种附件于一体，能够快速、精确、自动地对各种零部件、分段、合龙进行精度检查和控制。
DACS-SIMULATION三维搭载模拟软件，运行于室内PC机，用于对多个相邻分段之间的合龙组对模拟（见图16-31）。参考三维生产设计模型，以实测数据为基准进行模拟，可通过旋转、移动等功能，精确分析搭载状态及偏差，自动计算分段搭载时的切割量，为分度无余量合龙组对提供支持，缩短总体建造周期。利用DACS系统的专业附件，提高测量时的取点精度，降低操作偏差。
图16-30 焊接收缩量及收缩方向（单位：mm）
图16-31 合龙组对模拟
a）DACS模拟 b）测量
厚钢板结构主要集中在托管架、A字架、箱梁结构，提高厚钢板焊接质量最有效的方式是加大预制力度，将预制构件进行焊后整体热处理，这样既方便于焊接操作，又能保证结构力学性能。焊缝热处理之前，必须经过NDT检测合格。热处理开始阶段需缓慢升温，当构件温度超过315℃时，升温速度严禁超过80℃/h。环缝任意1.2m长度范围内温差不得超过140℃。环缝热处理的保温温度为550～620℃，达到600℃时停止升温，开始进入恒温保温阶段，恒温时间为4h。恒温保温完成后，降温速度不得超过85℃/h，当降至315℃以下时，可放置于静止空气中冷却。当环缝温度大于300℃时，对称部位之间的温差不能超过30℃。
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2023-10-20
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2023-11-03
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