某型船艉轴架验证、安装与焊接工艺实践

文章通过对某型船艉轴架铸钢件产品验证、上船安装及与船用EH36高强钢船体结构焊接等技术难点的工艺实践,总结归纳出供艉轴架验证的三维放样法、艉轴架安装工艺法、艉轴架铸钢件与EH36高强钢焊接工艺要求及参数等技术成果,可为同类型或相似舰船艉轴架安装焊接提供参考。     

基于焊接反变形的20000TEU船艉轴管圆度控制

对于超大型船舶,为在采用无镗孔工艺条件下更好地控制其艉轴管的圆度,通过研究艉轴管焊接之后内径的变化状况,确定改变原有做法,采取设置反变形焊接法来达到改善艉轴管圆度的目的。通过实践验证,证明这种方法的效果明显,能更好地控制艉轴管的圆度,值得推广。     

船舶艉轴管镗孔工装架设工艺

船舶修造过程中,艉轴管内艏、艉轴承部位需镗削加工,为了保证加工后的首尾端内孔同轴度,必须使镗杆具有良好的直线度,通常要在镗杆中间部位设有专用的中间支撑工装,以免镗杆下挠变形影响镗杆的直线度。以往的艉轴管加工方式是将非加工部位加工成一个供人出入的工艺孔,施工者可以在艉轴管外面,通过工艺孔进入艉轴管内,分别以基准点为基准对镗杆进行对中找正,使得镗杆轴线成为一条直线。这种设工艺孔的方法,需要在完成艉轴管加工后,采用焊接方法将工艺孔进行恢复,缺点是使得加工后的艉轴管首尾内孔同轴度变得过大,最后影响到艏、艉轴承及艉轴的装配质量。     

轴系不镗孔的新设想

尽管船舶艉柱、艉轴管与船体定位相当精确,但是在船台上经过船体合拢、焊接,特别是艉柱、艉轴管与船体焊接后,艉柱或者艉轴管与船体的原来定位会发生变化,结果艉柱内孔或者艉轴管内孔的中心线不可能与船舶所要求的轴系中心线相重合。传统的解决方法就是在船台上进行轴系镗孔。在镗孔工作完成之后,根据艉柱孔或者艉轴管孔的实际尺寸加工艉轴管外径或者艉轴承外径,并将其安装到船舶轴系中去,这样就能达到艉轴管或者艉轴承的中心线和船舶所要求的轴系中心线的一致性。这是一个相当花费财力、物力和时间的工作。而且由于加工条件恶劣,所以工作质量也很差,工人的劳动强度也很大。     

水冷型艉轴的腐蚀形态及防护措施

艉轴是船舶的重要部件,其性能的好坏直接影响船舶动力装置性能的发挥和船舶的安全性,而腐蚀又是直接危害艉轴性能的主要因素。文章归纳了艉轴腐蚀易发生的部位及腐蚀形态,通过分析其腐蚀机理,提出了有效的防护措施。     

艉轴管的焊接安装

对于采用油润滑而需要焊接艉轴管的长轴系船舶中(特别是双机双桨的船舶,这种结构比较普遍),在艉轴及艉轴架轴毂安装衬套部位,经镗孔加工完毕后,在焊接艉轴管时,由于收缩而会产生变形(见图1)。     

某船艉轴架和艉轴毂的焊接质量及变形控制

某船的艉轴毂和艉轴架的结构形式特殊,焊接精度要求高,通过采用正确的焊接方法和焊接顺序,保证了焊接变形的精度要求。     

大型船舶焊接艉柱的焊接工艺

大型船舶目前大都以焊接艉柱代替铸钢艉柱。国外一般由专门工厂生产焊接艉柱。焊接艉柱在制造时,对放样和加工的工艺要求高、焊接工艺复杂、坡口形式繁多、焊接程序控制要求严格、变形难以控制等,因而必须制订严密的焊接工艺来确保焊接艉柱的制造质量。本文结合36000吨远洋散货船的焊接艉柱生产实际情况,说明艉柱的焊接工艺。     

ZG230-450C大型艉轴架焊接工艺

针对某船艉轴架ZG230-450C大型铸钢件焊接时容易产生层间撕裂和大的焊接变形问题,开展焊接工艺认可试验。采用CO_2药芯半自动平角焊,应用直流反接法、全焊透T型接头,选用TWE-711药芯焊丝,开设U型坡口,合理布置焊道和焊接顺序,采用合适的工艺参数。2名焊工等速同时相向施焊,严格控制焊接操作过程和热处理,并对艉轴架进行合理的刚性固定,确保焊接质量满足要求,控制和矫正焊接变形。     

轴密封 IHC“超级”(SUPREME)艉轴管密封

由荷兰IHC Lagersmit公司研制的“超级”(SUPREME)艉轴管密封能适合各类船舶和各种规格直径的轴使用。由于“超级”艉轴管密封具有高可靠性和维修保养简便之特点,因而连同可调距螺旋桨一起被广泛使用。这种“超级”艉轴管密封的特点是: ·艉密封的轴壳用耐海水腐蚀的青铜材料制作。·艉密封借助一可拆式垫片安装在艉轴管上。如由于磨损而使轴衬中出现槽纹时,     

船舶轴系整体焊接尾管焊装定位施工技术

介绍整体焊接尾管机械加工、轴系拉线及整体焊接尾管船上定位校中及焊接工艺技术,该技术工艺简单、成本低、施工效率高,适用于中小型船舶建造和修理。     

焊接残余应力对深潜器耐压球壳承载能力的影响

耐压球壳通常采用焊接方式将两个半球壳连接成整球,在焊缝处产生的接近材料屈服强度的焊接残余应力对球壳的承载能力有多大的影响,是否需要做焊后消除残余应力处理,将直接影响球壳的安全性和生产成本。而现有对球壳极限强度计算,无论是理论计算还是数值计算,均只考虑了球壳初始缺陷中的几何缺陷对球壳极限强度的影响。该文将在现有的耐压壳极限强度设计公式基础上,采用数值计算的方法对耐压球壳的焊接过程进行数值模拟,得到焊后球壳的焊接残余应力分布,并在此基础上考虑残余应力对球壳极限强度的影响,结果表明,对于大潜深厚球壳,焊接残余应力对耐压球壳承载能力影响不显著,为大深度潜器耐压球罐是否需做焊后消除残余应力处理提供了一定的参考依据。     

钻井平台泥浆搅拌器优化设计

蓬莱19-3钻井平台泥浆搅拌器的成功改造,解决了传动轴与搅拌轴连接法兰易开焊脱落、齿轮易磨损等问题,延长了泥浆搅拌器的使用寿命,保证了海洋平台石油生产的连续性及高效率。     

Modeling and analysis of thin-walled Al/steel explosion welded transition joints for shipbuilding applications

The study presents an analysis of S355J2+N steel and AA5083 aluminum alloy welded structural joints using explosion welded transition joints of reduced thickness. The transition joint thickness reduction significantly hinders the welding of the joints due to the risk of damage to the Al/steel interface as a result of the high temperatures during welding. Numerical modeling of the welding process is performed to determine safe welding parameters for the transition joint. The numerical analysis is supported by measurements of the temperature areas by a thermographic method. Welded structural joints are analyzed to determine the welding influence on the mechanical properties and microstructure of the transition joints. On this basis, a number of tests are carried out, including microhardness distribution measurements, strength tests of joints in two welding configurations and strength tests of the microspecimens of transition joints. Moreover, an experimental and numerical analysis of strain and stress distributions is carried out in combination with the use of the finite element method and digital image correlation, which allow us to identify the critical areas of the joints with regards to their strength. The results of the microstructural and strength tests carried out using macro- and microspecimens show softening of the aluminum alloy layers. However, the AA5083 and AA1050 layer softening as a result of welding did not reduce the load capacity of the transition joints, which could determine the strength of the dissimilar Al/steel welded structural joints.     

直线式液压马达偏心轴的设计与分析

介绍一种直线式液压马达设计方案,首先对偏心轴进行受力分析,以确定偏心轴的主要结构参数,然后使用Solidworks进行三维建模,最后使用ANSYS进行强度分析,为偏心轴的研究提供理论基础。     

EH47高强度厚钢板角焊缝裂纹修补工艺研究

随着造船业飞速发展,大量高厚度、高强度、高韧性的钢板被应用于大型集装箱船的上甲板区域。EH47是工业革新的最新成果,它的屈服强度高,被使用于万箱级集装箱船的上甲板区域。某船厂10000 TEU船舱口围钢板与舾装件角焊缝发生开裂,通过有限元计算出裂纹发生的可能性,并分析了开裂发生的原因,针对结构特点和材料特点,采用CO2气体保护焊焊补,通过选用合理的焊丝、预热温度、焊后保温等措施来防止裂纹的产生。     

锥柱耐压壳典型焊接接头残余应力研究

高强度钢材料对焊接残余应力非常敏感,显著影响了高强度钢锥柱耐压壳结构的安全可靠性及使用寿命,有必要针对这类壳体典型焊接接头的残余应力进行分析研究。本文首先基于有限元软件ANSYS的参数化语言APDL开发相应的焊接模拟程序,对高强度钢锥柱耐压壳典型焊接接头模型的焊接过程进行数值模拟,得到其焊接残余应力的应力水平及分布规律;然后采用X射线无损检测方法测量焊缝区域的残余应力。结果显示：焊缝附近区域存在较大焊接残余应力,其值随着与焊缝中心线距离的增加而迅速降低,数值模拟结果与试验结果基本吻合。     

基于固有应变的海洋平台典型结构焊接变形预测

针对半潜式起重拆解平台,运用热弹塑性有限元分析和弹性有限元法,对平台中连接平台和浮体的典型结构,进行焊接变形的预测。通过对焊接接头的预测分析,得到其固有变形,再将计算得到的固有变形,以载荷的形式加载到整个结构中,得到整个结构的焊接变形。通过对三种焊接顺序的比较,得到焊接变形最小的方案。在此基础上,考虑开口对结构焊接变形的影响。研究结果将对半潜式起重拆解平台特殊结构的焊接工艺优化提供理论支撑和数据支持。     

不同焊接顺序下加筋板变形及残余应力的三维有限元研究

针对焊接过程的二维有限元计算与实际情况存在一定差别的问题,使用三维热弹-塑性有限元法对不同焊接顺序下加筋板焊接过程进行了仿真,获得了加筋板焊接引起的温度场、位移场和应力场。结果表明：在4点约束条件下,加筋板横截面的变形为中垂变形,纵筋的变形为中拱变形,方案1横截面变形更小,方案2纵筋变形更小。焊接引起的加筋板残余应力主要表现为横向应力,其在近焊缝区为拉应力,达到材料屈服强度,远离焊缝区表现为压应力,达到0.2倍材料屈服强度。加强筋横向应力峰值出现在起弧端和收弧端,约为0.85倍材料屈服强度,纵向应力峰值出现在焊接起弧端,约为0.3倍材料屈服强度。在加筋板横截面位置,焊接顺序主要影响加强筋处的残余应力;在加强筋位置,焊接顺序主要影响纵向应力。每组焊缝同时同向焊接,且每根纵筋从左向右依次焊接的焊接方案产生更小的残余应力。