船用电焊条的选择和管理

船用手工电弧焊用焊条(简称电焊条),作为一种常用的焊接材料,在钢质船舶制造中,目前仍起着重要的作用。如何正确地选择和使用电焊条,这对于保证钢质船舶的焊接质量和使用安全,是一个十分重要的问题。本文就船用电焊条的选择和管理、使用作一介绍,供广大焊工及从事船舶焊接工作的技术人员参考。     

基于计算机视觉的船舶焊缝缺陷识别系统研究

船舶是复杂的大型结构体,船壳、甲板等结构都需要通过焊接来保证整体的密封性和强度,而焊缝的质量直接影响船舶的安全性和可靠性。因此,通过合理的船舶焊缝检测技术,识别出焊缝存在的缺陷,提高船舶大型结构焊接的质量非常重要。近年来,基于计算机视觉的图像识别和处理技术发展迅速,在工业领域的应用也逐渐增加。本文利用计算机视觉和图像处理算法,开发一种船舶焊缝缺陷自动识别系统,可以有效改善船舶焊缝缺陷的识别准确度和效率,有重要的应用价值。     

计算机视觉在船舶焊缝缺陷识别的应用

大型集装箱运输船舶在海上航行时,会受到极端恶劣的气象条件影响(海浪、海风等),导致船体结构出故障。由于大型船舶的甲板、船体等壳状结构均采用焊接的方式组成整体,因此,船舶焊接的质量决定了船舶结构强度和防水性等,具有非常重要的意义。为了保证船舶的焊接质量,必须要进行焊缝的缺陷识别与检测。本文基于计算机视觉与图像处理技术,研发了一种新型的船舶焊缝识别系统,对改善船舶焊缝的缺陷检测水平有重要作用。     

20000 TEU集装箱船EH47高强度钢焊接设计

针对超大型集箱船建造中EH47高强度钢的焊接问题,结合材料性能分析和相关图纸确定焊接方法、坡口形式及焊接工艺,探讨并采用相关的无损检测技术,达到保证焊缝质量、确保船舶安全的目的。     

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。     

低强匹配焊接接头匹配特性研究

焊接接头的屈服强度匹配方式对接头的设计、制造工艺、裂纹敏感性以及破坏行为有重要影响,焊缝金属、母材、焊接接头强度以及焊接接头强度匹配系数的分布是焊接结构强度、寿命和可靠性计算的基础.文章介绍了对12Ni3CrMoV钢焊接接头屈服强度匹配系数的分布进行的研究,并给出了分析结果.作者认为控制母材和焊缝金属的屈服强度分布的标准差,是降低失配概率的主要途径.     

《自动超声检测（AUT）技术应用指南》2011出版发行

随着我国造船业的发展，船舶焊接质量越来越为大家所重视。由于焊缝质量是保证船舶安全航行的重要因素，所以在目前船舶快速建造过程中，焊缝质量的检验尤为重要．需要在保证焊缝缺陷的检测效率和检出率方面特别予以注意。     

船用氮气储存罐的筒体和封头焊接工艺分析

Q345R钢是普通低合金高强度钢,广泛的用于压力容器制造行业。其S、P含量控制较严,焊接性较好,但是由于含有一定量的合金元素,淬硬、冷裂倾向都比低碳钢大一些。通过船用氮气储存罐的筒体和封头环焊缝的焊接,分析了Q345R钢的化学成分和机械性能,通过选用合理的焊接材料、坡口形式、焊接方法、焊接工艺来保证储存罐的焊缝质量。     

JU2000E自升式钻井平台桩腿TKY节点 焊接残余应力分析

Ju2000E自升式钻井平台的桩腿TKY节点由于焊接结构复杂,各构件采用高强度大厚板,焊缝多且不规则,焊接残余应力分布复杂,对其评估焊接残余应力非常困难。如今焊接残余应力表面测量配合应力计算是最有效的方法,本文采用一系列的高效计算方法实现了桩腿TKY节点焊接残余应力的高效计算,并通过X衍射法和小孔法验证了计算的可靠性,同时通过计算机模拟软件建立的三维实体模型分析了该结构的应力分布特征。计算结果表明,整个模拟件各方向的峰值拉应力出现在半圆板焊接区域表层,特别是焊趾位置呈现较大的应力集中,而焊缝材料的屈服强度相对半圆板材料屈服强度低,故焊缝区域的各方向拉应力幅值稍低于半圆板焊接区域;整个模拟件各焊缝区域从外到内部的等效应力呈现300-600MPa的较大应力,靠近半圆板的焊趾位置出现较大应力集中,等效应力达到600MPa以上。     

涡流探伤在焊缝涂装状态下质量检测的应用

为了有效检测涂装状态下吊耳焊缝的焊接质量,采用试验的方法模拟对比涡流探伤技术和磁粉探伤技术,对已涂装的焊缝进行焊接质量缺陷检查,结果表明,涡流探伤技术应用于船舶吊耳在涂装状态下的焊缝质量检测,与传统的磁粉探伤相比具有施工难度小、人员劳动强度低、环境污染少、涂装材料节约的优点,对已涂装焊缝的质量能够实现高效检测,能够缩短吊耳拉力试验周期,压缩船舶建造成本。     

C-Mn钢板焊接工艺在船舶中的应用及其性能研究

随着对船舶制造质量要求的不断提高,利用传统焊接工艺焊接C-Mn钢板,经常导致焊接质量不能到达船舶制造要求,影响船舶结构的整体安全性和可靠性。针对上述情况,研究C-Mn钢板的焊接工艺在船舶制造中的应用及其性能,以便提高船舶制造质量。性能研究结果:随着焊接热输入值的增大,C-Mn钢板焊接缝熔深增大;焊缝峰值硬度逐渐降低;焊缝吸收功逐渐增加;100 J/mm2焊接热前后,C-Mn钢板焊缝微观组织发生变化。     

CSR和CSR-H的焊接系数研究

归纳和定性分析CSR和CSR-H的焊接系数,确定焊接系数的影响因素。提出焊接系数利用因子的有限元分析方法,确定焊缝强度的应力标准。进行了13艘CSR船舶船体结构焊缝应力的提取和焊接系数利用因子的计算,获得CSR船体结构各类角焊缝利用因子的统计结果。通过短柱和板条梁的焊缝强度试验,验证焊缝强度标准及焊缝应力公式的正确性和适用性。     

船用高强度钢AH36的焊接工艺

随着世界船舶工业的快速发展,船用高强度钢AH36在船舶工业上的应用越来越普遍。基于船用高强度钢AH36在我国船舶建造中还处于发展阶段,而高强度钢的焊接施工工艺方案采用正确与否直接影响到船体焊接质量好坏。本人结合我公司在建50m双体客滚船的现场所遇到的焊接问题,通过对AH36船用高强度钢材料的焊接性分析,总结出一套适合船用高强度钢AH36的焊接工艺。     

船用双相不锈钢焊接结构疲劳性能研究

文章对船用双相不锈钢焊接结构的焊缝、影响区和母材在不同应力比下分别进行了疲劳裂纹扩展实验,同时利用有限元分析软件进行了数值模拟,得到了裂纹扩展速率da/dN与应力强度因子ΔK的关系曲线。研究结果表明:船用双相不锈钢焊接结构中焊缝裂纹扩展速率最低,抗疲劳裂纹扩展能力最高;母材疲劳裂纹扩展速率最高,抗疲劳裂纹扩展能力最差;焊缝对应力变化的灵敏度最高,热影响区次之,母材最弱;通过实验与模拟对比分析,表明数值模拟对船用双相不锈钢疲劳裂纹扩展速率定量分析是正确的且方法可行。     

船舶复杂曲面爬行机器人自动焊接的关键技术研究

针对船舶船体复杂曲面的焊接存在曲率变化大、焊缝长和焊接姿态变化多等问题,本文设计了爬行式机器人自动焊接系统。通过旋转电弧V形坡口上坡和下坡焊等焊接试验对爬行式机器人自动焊接的关键技术进行研究。试验结果显示爬行式机器人可以实现船舶船体复杂曲面的自动焊接,并且能保证焊接质量、提高船舶焊接效率。结果表明爬行式机器人在船舶复杂曲面的自动焊接技术具有重要的研究与应用价值。     

船舶管路用三通接头机器人MAG焊接工艺设计

为了提高船舶管路用三通接头的焊接质量和生产效率,对机器人在船舶管路用三通接头中的MAG焊接工艺设计进行了系统研究。最终得到如下结果:焊缝成型质量较好,焊缝表面比较平整,焊缝连续性好,焊接飞溅也较小。此外,加入外部轴联动后,不仅熔深和熔宽一致性好,且余高减小,应力集中减弱,焊缝成型也较好。电弧电压要合适,弧压偏高时容易造成焊缝局部咬边现象。研究结果充分说明如下结论:利用机器人对船舶管路用三通接头进行MAG焊接,整体焊接质量高,焊缝成型好;焊接速度相较手工电弧焊提高2~3倍;焊接时如果加入外部轴联动,焊接效果更好。     

船用柴油机机架机器人焊接工作站设计和开发

针对船舶行业的高速发展给船用柴油机带来巨大需求压力的问题,根据柴油机机架结构特点设计了机器人焊接工作站。选用Fanuc机器人与OTC深熔焊机组成机器人焊接系统,开发了升降式变位机与配套工装夹具,优化了焊接接头设计及工艺参数。研究结果表明：采用机器人焊接工作站可以实现机架的高效自动化焊接;焊缝成型良好,焊接质量和尺寸精度满足相关技术规范要求;焊接效率和手工焊相比提高了4倍。     

低温环境下Q690高强钢断裂韧性参数的试验与数值研究

考虑到北极寒冷的气候环境特点，采用夏比冲击试验和三点弯曲试验研究了名义屈服强度为690MPa的Q690高强钢的低温冲击韧性和断裂韧性，并基于试验结果建立了夏比冲击能与CTOD之间的非线性关系。基于CGM有限元方法研究了屈服强度、硬化指数、试样厚度和焊缝强度匹配系数对Q690高强钢母材和焊接试样CTOD阻力曲线的影响。结果表明，温度对夏比冲击能和CTOD的影响符合Boltzmann函数规律。低温使高强钢的韧性降低，脆性增强。根据Boltzmann函数，得到了Q690高强钢的韧脆转变温度，可作为寒冷地区工程材料选择的参考标准。硬化指数、试样厚度和焊缝强度匹配系数对高强钢母材和焊接试样的阻力曲线影响较大，而屈服强度影响相对较小，这对高强结构钢的选材具有重要的参考意义。     

CCS-B船用薄板埋弧焊接工艺

针对船用薄板焊接难度大、接头成型效果差的问题,研究CCS-B船用薄板焊接采用细丝埋弧自动焊工艺,并对焊缝进行无损检测及接头硬度分布试验。研究结果表明:在试板焊接前横向要放1～2 mm反变形,反面焊接后拼缝通过焊接收缩控制变形;通过焊材的合理选用可以保证焊接接头的硬度分布符合规范要求。     

喷丸对小型船舶钢板焊接接头的腐蚀和疲劳影响

为了研究喷丸处理对小型船舶用薄板电弧焊缝的腐蚀和疲劳性能的影响,选用强度等级分别为440 MPa和1500 MPa的船舶热轧钢板进行试验研究,经焊接试验之后,分别加工焊后状态的试样和焊后喷丸处理状态的试样,并进行腐蚀和疲劳试验.结果 表明:焊后不经喷丸处理的试样焊缝处的最大腐蚀深度约为1.1 mm,而经喷丸处理的试样焊缝处的最大腐蚀深度约为0.2 mm;经喷丸处理后440 MPa等级钢焊接接头的疲劳极限约为450MPa,相比未经喷丸处理的疲劳强度360 MPa提高约25％;经喷丸处理后1500 MPa等级钢焊接接头的疲劳极限约为500MPa,相比未经喷丸处理的焊接接头提高约40％.喷丸处理可有效消除焊缝夹渣,进而显著提升焊缝的抗腐蚀性能;喷丸处理能显著提升船舶钢板电弧焊缝的疲劳强度.采用喷丸处理有助于促进船舶轻量化和提高焊缝质量.