淺析船舶海工薄板變形成因及預(yù)防措施

周遠(yuǎn)洋

【摘 ?要】船舶的薄板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性直接對船舶航行安全性以及整體結(jié)構(gòu)完整性等造成非常嚴(yán)重的影響，因此在船舶行業(yè)內(nèi)部控制薄板變形得情況屬于非常重要的研究課題。本文主要闡述出現(xiàn)薄板變形的具體因素，并對生產(chǎn)當(dāng)中薄板變形的控制方案實(shí)施一定分析，提出針對性的措施，希望可以給大家?guī)ヒ恍﹩l(fā)。

【關(guān)鍵詞】薄板;變形;船舶

引言

當(dāng)前，我司所承建海工項(xiàng)目生活區(qū)模塊的原材料鋼板均以薄板為主，由于薄板自身約束度小，在生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)大面積的變形，為了保證船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用性能以及“看面”的美觀，要對變形區(qū)域進(jìn)行變形校正，變形嚴(yán)重的還需要結(jié)構(gòu)挖補(bǔ)，這無形中影響了項(xiàng)目的建造進(jìn)度，增加了項(xiàng)目建造成本，控制薄板變形也成為了生活區(qū)模塊建造中重要的質(zhì)量管理環(huán)節(jié)。

1.現(xiàn)狀調(diào)查

以我司某CTV項(xiàng)目生活區(qū)薄板變形為例：

從表格統(tǒng)計(jì)可以看出，項(xiàng)目建造過程中薄板變形量較大，薄板變形校正率高達(dá)92.8%，為此各工區(qū)的施工班組采用了很多方法，花費(fèi)了大量的人工、材料以及能源資源，校正成本高，但矯正效果不太理想。

2.原因分析

根據(jù)質(zhì)量管理五要素人（工人）、機(jī)（設(shè)備）、料（材料）、法（工藝）、環(huán)（環(huán)境）等來綜合分析產(chǎn)生薄板變形的主要原因如下：

工人經(jīng)驗(yàn)不足，焊工技能參差不齊，沒有嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)范WPS要求進(jìn)行裝配和焊接作業(yè);背燒工人經(jīng)驗(yàn)不足，沒有背燒溫度控制不當(dāng);管理人員缺少現(xiàn)場監(jiān)督和指導(dǎo)，對不滿足施工質(zhì)量要求的行為沒有及時(shí)制止。以上都是導(dǎo)致薄板焊接、背燒過程中變形的重要因素。

焊機(jī)設(shè)備使用狀態(tài)差，表盤調(diào)節(jié)旋鈕不準(zhǔn)確控制失靈，焊接電流電壓不穩(wěn)定等等焊機(jī)故障也是導(dǎo)致焊接薄板出現(xiàn)變形的原因之一。

鋼板本身內(nèi)應(yīng)力較大，采購時(shí)在廠家未進(jìn)行去除應(yīng)力，鋼板下料切割前又未進(jìn)行碾壓消應(yīng)力，焊接后應(yīng)力集中導(dǎo)致變形。

分段設(shè)計(jì)劃分不合理，需要焊接數(shù)量過多;焊接工藝參數(shù)不合適，熱輸入量太大;焊接順序不合理，導(dǎo)致部分焊縫焊接時(shí)約束較大;臨時(shí)加強(qiáng)，吊裝工裝等不合適，導(dǎo)致吊運(yùn)駁運(yùn)過程中分段變形。

鋼板及零部件放置不規(guī)范，缺少臨時(shí)加強(qiáng)，如狂風(fēng)暴雨天氣在外界力的作用下導(dǎo)致薄板變形。

3.預(yù)防措施

調(diào)整焊機(jī)設(shè)備狀態(tài)，將廠區(qū)內(nèi)所有二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊機(jī)調(diào)整好狀態(tài)，更換損壞的元件，檢修焊機(jī)控制線路;制定焊接參數(shù)限位，限制焊工焊接使用的最大焊接參數(shù)

鋼板處理前去除應(yīng)力，鋼板切割前將鋼板軋制過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力降低，并完成以下改善：

（1）采購的鋼板在出廠前，進(jìn)行一次去應(yīng)力熱處理，鋼板到貨即可直接切割。

（2）若采購的鋼板在出廠前未進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，則鋼板切割前后需進(jìn)行去應(yīng)力輥壓處理。

分段劃分時(shí)，盡量減少焊縫數(shù)量。技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)薄板分段特點(diǎn)進(jìn)行劃分分段，減少薄板分段焊縫數(shù)量;設(shè)計(jì)合理工裝，薄板分段剛性較小，吊運(yùn)過程中易變形，設(shè)計(jì)合理的吊運(yùn)工裝吊運(yùn)分段。

設(shè)定合理的焊接參數(shù)，挑選不同焊工進(jìn)行薄板焊接試驗(yàn)，確定薄板焊接的最佳焊接參數(shù)。

制定合理的焊接順序，根據(jù)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及焊接的專業(yè)知識(shí)制定通用的焊接順序總綱。

規(guī)范堆放薄板零件，劃分專門的薄板零件堆放區(qū)域，用于堆放薄板零件，規(guī)范堆放。

堆放吊裝期以及下料加工期，堆放薄板平臺(tái)所承受壓力的能力是有限的，控制壓強(qiáng)屬于該階段非常重要的一項(xiàng)問題，需要保障堆放平臺(tái)所接觸的面處于平整以及受力均勻的狀態(tài)，擴(kuò)大支撐平臺(tái)以及薄板的接觸面積，保障堆放層數(shù)以及高度降低，使得薄板重量得到減輕。板材吊裝環(huán)節(jié)可以利用門架支撐薄板完成平臺(tái)受壓的分擔(dān)，保障平臺(tái)可以承壓均勻，進(jìn)而使得變形幾率得到降低，避免利用鋼板夾吊裝，避免中層受壓而造成塑形變形的情況，運(yùn)輸當(dāng)中需要保障裝車的平穩(wěn)性，盡量的避免堆壓以及疊放，也要符合下大上小的具體原則，促使配送方案優(yōu)化，使得配送時(shí)間得到降低，疊放一定要整齊有序。加工過程中需要保持鋼材直線度不超過3mm，大于10mm的材料需要使用等離子切割方式來使得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得以保障，邊線要平整以及光滑，切割面以及薄板要處于垂直狀態(tài)，按照不同薄板以及設(shè)計(jì)厚度完成切割標(biāo)準(zhǔn)以及平整度的制定，尺寸差限制需要控制在3mm之內(nèi)，要使得薄板在加工階段的變形幾率得到控制。

拼版階段的具體控制方案，拼版屬于焊接當(dāng)中比較重要的階段，施工現(xiàn)場的平整度直接關(guān)系到焊接的可靠性以及焊接速度，長時(shí)間運(yùn)營的船舶建造廠，需要每月至少1-2次進(jìn)行清理以及刨平。焊接參數(shù)需要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，關(guān)于焊接時(shí)的電壓電流需要進(jìn)行及時(shí)的控制，要保障焊接速度以及焊接質(zhì)量的提升。

5.結(jié)束語

出現(xiàn)薄板變形的因素是比較多的，主要包含：焊接方向錯(cuò)誤，焊接位置不對稱，持續(xù)焊接造成熱變形情況以及裝焊順序不夠合理化等，因此一定要按照工藝參數(shù)實(shí)施針對性的調(diào)整，需要在拼版、吊放以及下料等加工階段重視工藝調(diào)節(jié)以及變形控制，進(jìn)而保障焊接精度。

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