船舶焊接CO2气体保护单面焊气孔成因探讨

ＣＯ２气体保护半自动单面焊用于船舶焊接，提高了焊接质量，减轻了焊工的劳动强度，半缩短了造船周期。但是单面焊打底层焊缝中出现的沿焊缝柱状晶结晶方向的柱状气孔，严重地影响着船舶焊接质量。     

CO_2气体保护焊在我厂的应用状况

CO_2气体保护焊早在六十年代已在我国机械制造和汽车制造行业中应用。我厂是在八十年代初期才在船体车间进行试验,不久在万吨轮的建造中用于双层底分段角焊缝的焊接,在国内造船系统中也算是个应用较早的厂家之一。 在试应用中由于高的生产效率和小的焊接变形加深了人们对这种焊接方法的认识,同时也改变了“CO_2气体保护焊     

间歇填角焊缝在船舶结构接合中的运用

近代造船和修船企业中已普遍采用间歇焊缝,在不要求水密的 T 字梁的接合、梁和钣与钣结构焊接时几乎全是间歇填角焊缝所制造的。造船上间歇焊缝的普遍动用,在技术文献中已得到广泛的反映。苏联船舶登记局的规范内,以及在外国船级协会也都有一系列的规定。个别工厂把焊于梁上的腹钣做成缺口;沿下端焊接,这样就改进和发展了链式焊缝。因此,梁齿能焊成连续的焊缝。得到的像是齿型接合(图1和2)。     

基于垂直面横向对接埋弧自动焊技术研究

通过对垂直面横向对接埋弧自动焊技术进行研究,解决了焊接工艺、焊剂的敷设、焊缝跟踪,以及焊接小车行走等技术问题。从装备和工艺技术上形成船体自动横焊新技术,实现船体垂直面横向对接焊缝的自动横焊技术突破。该技术将提高焊接生产质量和效率,缩短造船周期,改善焊接工人的劳动强度和生产环境,并为今后新型、大型船舶的建造提供焊接工艺、装备支持。     

新技术

现代造船技术的发展方向 现代造船技术正朝着高度机械化、自动化．集成化、模块化、计算机化方向发展，重点研究开发的技术有：高效焊接技术(自动平角焊、立角焊、垂直焊、横向自动对接焊)；造船精度控制技术；壳舾涂一体化技术；计算机辅助造船集成系统技术。重点研究开发的装备包括：焊接机器人、数控机床、大型门吊等。从船舶需求看，大型、高附加值船舶及工程装备将成为世界船舶市场竞争的焦点。     

重弹力焊装置

一、概述重弹力焊装置系综合重力焊和弹力焊的特点进行设计和制造的。它能代替手工焊接,实现俯位填角焊缝焊接半机械化和提高生产效率。在施焊时,借助焊条插头和滑轮夹及焊条的重力和弹簧的拉力(主要靠重力),使焊条沿焊接方向顺着焊缝线运条。它结构简单,体积小,重量轻,移动方便,制造成本低,操作简便。其特性见表1。它主要用于焊接直线形的俯位填角焊缝,但也可用于曲率较小的弧形填角焊     

日本造船中新焊接材料与高效焊接工艺

本文综合报道了日本新开发的造船用药芯焊丝，如耐底漆药芯焊丝、低飞溅药芯焊丝和大焊脚角焊专用药芯焊丝等。同时介绍了包括高速双丝平角焊、高效横向单面焊及高强度钢立向接头气电焊等一些新开发的高效造船焊接新工艺。     

船舶典型板架结构机器人焊接系统

针对船舶典型板架结构的特点,传统焊接机器人无法进行高效率运用的现状,开发出一种无需人工示教编程的全自动机器人焊接系统。该系统采用结构化非示教编程技术,通过激光扫描来获取结构数据,经过后台计算得到焊缝具体位置及起止点。整个焊接过程无需人工干预,机器人系统可自动寻找焊缝并进行焊接,包括平角焊、立角焊、包角焊、圆弧焊等多个复杂位置焊缝。该机器人系统适用于船舶典型板架结构的焊接,解决了传统焊接机器人无法焊接装配精度不高、无工装夹具、焊缝短且结构复杂的结构件的问题。     

垂直自动角焊机

由船舶工艺研究所研制的垂直自动角焊机可用于垂直位置角焊缝的焊接,它采用线性轴承,无摩擦滑板等器件,专门设计了适合于立角焊强迫成型应用的滑块,使垂直自动角焊机能稳定、可靠地进行对立角焊缝强迫成型焊接,使一种新的高效焊接方法可以得以实施。该装置的主要特点:     

单面焊双面成型用的各种衬垫

本文介绍了单面焊双面成型用的各种衬垫,主要用于对接焊缝,有的可用于角焊缝。衬垫的广泛应用促进了高效焊接方法的推广。     

单面连续焊在上层建筑建造中的重新应用

为了大力应用高效焊和提高焊接速度与质量,提出了单面连续填角焊在对性能要求较低的区域代替双面间断填角焊。经过焊缝强度试验和稳性试验,证明了其可行性,并在两种船舶的上层建筑中重新应用。     

船底主要支撑构件焊缝研究

参照钢结构中角焊缝设计方法,得出主要支撑构件角焊缝强度校核准则。通过有限元法与计算模型法求出一艘单壳散货船船底主要支撑构件焊缝的应力。计算结果表明,CSR-BC规范中此处焊接系数的设置满足强度要求,且两种算法计算出的焊缝应力数值相近;对验证现行CSR-BC规范焊脚高度的安全性以及优化焊接系数规格表具有一定参考价值。     

海洋钢结构单面焊双面成型焊接工艺探讨

<正>海洋钢结构中存在着大量的焊接工作。根据焊接形式的不同,可以分为填角焊和坡口焊。其中,坡口焊的坡口形式又可以分为V型坡口、K型坡口和X型坡口等。对于坡口焊,在坡口正面焊接完成后,往往需要在坡口背部进行碳刨处理后再次施焊以保证焊接质量。为了提高焊接效率,可以采用焊缝背部增加焊接衬垫的办法。使用衬垫的目的是使第一层焊缝金属熔敷在衬垫上,避免第一层熔化金属漏穿,从而保证焊接质量、提高焊接效率。衬垫的材质可以采用金属、焊剂、纤维、陶瓷等。接下来对陶瓷衬垫CO₂单面焊双面成型焊接工艺进行介绍。     

船体厚板焊接过程的多道填充建模仿真方法研究

船体厚板焊接难度大,为预报厚板焊接过程中的温度、应变和变形,选取对接焊和角接焊两种典型焊缝形式,焊接过程采用多道焊接填充建模的方法,并对网格划分进行适应性处理,按照热弹塑性有限元方法的步骤对典型焊缝模型进行温度场和应力场的计算,并与文献中的实验数据进行对比分析,验证多道焊接填充建模方法在厚板焊接弹塑性仿真过程中的有效性,研究结果可以为厚板焊接仿真和厚板焊接工艺制定提供参考。     

奥氏体不锈钢MIG焊与激光-MIG复合焊对比分析

对比分析MIG焊与激光-MIG复合焊的焊接工艺参数和焊缝的成形外貌、无损检测、宏观金相、力学性能。试验结果表明：激光MIG复合焊结合两种焊接工艺各自的优点，焊缝同时具有MIG焊和激光焊的成形外貌特征；激光-MIG复合焊具有比MIG焊更好的力学性能和更高的焊接效率。     

国外高效焊条的发展

一、概况船舶建造中,焊接工时一般占船体建造总工时的30%左右,焊接成本约占船体建造总成本的30～50%,因此,提高造船焊接生产率是缩短船舶建造周期和降低造船成本的重要途径之一。为此国外船厂和焊接材料厂都十分重视造船焊接材料的改进、研制和推广工作,使造船焊接技术不断进步,造船焊接的自动化率(即自动焊、半自动焊的焊接材料消耗量占船厂所有焊接材料消耗量的百分比)及专用化率(即高效焊条使用率 自动化率)逐年增长,手工焊的比例逐年下降。     

铝合金MIG焊焊缝中气孔的控制

铝合金是最容易形成焊缝气孔的金属，本文在焊接工艺试验的基础上，分析了铝合金焊接对气孔的敏感性及焊接工艺方法和保护气体对铝合金焊缝中气孔的影响。结果表明：通过对铝合金基材和焊接材料表面状况、保护气体的纯度、焊接工艺参数等的合理控制，可以有效减少铝合金焊缝中的气孔。鉴于MIG焊的工艺特点，其比TIG焊使铝合金焊缝具有更大的气孔倾向。采用He-Ar混合气体保护可有效改善非平位铝合金焊缝的质量。     

预测角焊缝角变形的剪切固有应变法

基于一系列有限元数值实验,提出了角焊缝剪切固有应变分量的抛物面分布模型,并总结出模型表达式中各待定参数以及整体修正系数的经验公式.在此基础上,进一步提出了一种用于预测角焊缝角变形的线弹性简化方法,即剪切固有应变法.对T形接头和加筋板的角焊焊接实验证实了该方法对角焊缝角变形的预测结果具有一定的工程价值.     

我国造船高效焊接与自动化的发展

研究开发和推广应用高效焊接技术不仅是造船行业提高生产效率，提高产吕质量，降低成本，缩短建造的有效途径，也是实现现代化造船模式转换中技术进步的增长点，而焊接机械化、自动化是提高造造船焊接生产率的主要手段，也是反映造船焊接技术水平的主要标志，文中对国内外高效焊接技术的发展，现状进行了分析和介绍，指出了国内外造船在高效焊机械化，自动化方面存在的差距及问题，并提出了对策和建议。     

铝合金加筋板焊接温度场和残余应力数值模拟

为了掌握铝合金加筋板角接焊过程的温度响应和结构响应,基于顺序耦合法开展了 5083铝合金加筋板角接焊的数值模拟,其中采用了双椭球热源模拟M1G焊的热输入,并通过生死单元法模拟焊料填充,较精确地模拟了铝合金MIG焊的焊接过程.数值结果较好地反映了铝合金角接焊时结构的温度变化特征,残余应力计算结果表明:焊缝处的最大焊接残余应力与材料屈服限相当;不同约束方式下的焊接残余应力分量的峰值差异很小,沿焊缝中心和板中线的残余应力分布也基本一致.