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船舶曲面板列焊接自动化李高进;伍朝晖;徐宝东;杨龙飞;苏娟娟;张剑锋【摘要】探讨采用定点支柱式可调曲形胎架、两轴旋转变位胎架和机械自动化焊接装备组成的模拟系统,以实现曲面板列自动化焊接工艺技术.采用自动化焊接小车,使其与可调曲形胎架协调运行,在胎架调节中运用比例-积分-微分(Proportion Integral Derivative,PID)控制技术,实时将曲面板列焊接的位置由大倾斜位置变为平位置,实现曲面板列的自动化焊接.【期刊名称】《造船技术》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】5页(P68-72)【关键词】曲面板列;协调运行;PID控制技术;平位置【作者】李高进;伍朝晖;徐宝东;杨龙飞;苏娟娟;张剑锋【作者单位】上海船舶工艺研究所,上海200032;江南造船(集团)有限责任公司,上海201913;上海船舶工艺研究所,上海200032;江南造船(集团)有限责任公司,上海201913;上海船舶工艺研究所,上海200032;上海船舶工艺研究所,上海200032【正文语种】中文【中图分类】U671目前，焊接工时和成本各占船体建造工时和成本的30% ～50%[1]，焊接技术水平的高低决定了造船质量的优劣。
在船体焊接生产设计中，确定焊接位置、正确选择焊接方法、使用合适的焊接材料和焊接设备，对提高生产效率、缩短造船周期、提高焊接质量以及降低焊接成本都具有重要意义[2] 。
船舶的船体建造以分段为基本建造单元，1艘船舶可由数十至数百个分段组成。
分段的形状大致可分为2类：曲面分段(主要是船艏、艉部以及舰船的大部分)和平直分段(主要是大型民用船舯部分)。
平直分段基本是矩形结构，焊缝趋于直线性，大多为平直焊缝，有利于实施机械自动化焊接。
船舶焊接质量是评价造船质量的重要指标，焊接生产效率是影响造船产量与生产成本的主要因素之一 [3] 。
为了提高船舶焊接质量，自20世纪90年代起，我国主要造船企业就陆续引进数十条平面分段生产流水线，用于平直分段的生产。
船舶行业拼板高效焊接技术概述船舶制造涉及大量拼板工作，在船体等大型构件的制造过程中，拼板连接是非常重要的环节。
常见的拼板连接方式有钉接、焊接、铆接等，其中以焊接为主要方式。
传统的手动电弧焊接需要高技能的操作工人，效率低、质量难以稳定保证，热影响区大，还容易产生缺陷、质量问题，影响了整个船舶生产的进度和质量。
因此，在船舶制造中引入高效的自动化焊接技术已经成为了拼板连接的主流方式，有助于提高生产效率和质量，大大降低生产成本。
拼板高效焊接技术分类1.MAG焊接（金属活性气体保护焊接）主要用于船体板焊接，最大焊接速度可达15m/min，高效性得到广泛认可。
2.MIG焊接（惰性气体保护焊接）主要用于钢架等小型元器件焊接，适用于多种种类的金属材料，可控性较MAG 焊接更强。
工艺特点高效自动化焊接，一般采用龙门式自动焊接机进行生产效率高，成本低廉，同时焊接质量可控，无需高技能的焊接人员。
质量高传统的手动焊接技术难以保证焊接质量，但是自动化焊接技术的应用，使得焊接质量更加即得可靠，同时焊接的热影响区域小，对焊接件本身的材质影响也较低。
环保自动化焊接技术一般采用环保型焊接材料，减少了焊接产生的气体和化学物质排放对环境污染的危害，更美观，符合环保要求。
切换快自动化焊接机还可实现不同焊接工艺间的快速切换，且在同一焊缝内可实现不同工艺的焊接进行，具有非常大的灵活性。
发展趋势未来，随着船舶制造技术的不断进步，高效焊接技术将会更广泛应用。
据行业专家预测，龙门式自动化焊接机将逐渐被弯臂式自动化焊接机所替代，其具有更好的定位精度，更高的稳定性和一定的灵活性。
同时，焊接机器人也将更多应用于船舶制造中，实现现场全自动化在线焊接，将为船舶制造工业增添一道亮丽的风景线。
91GUANGDONG SHIPBUILDING 广东造船2023年第5期（总第192期） 材料与工艺作者简介：王彦龙（1988- ），男，工程师。
主要从事装备监造及质量监督工作。
曹旭武（1997- ），男，助理工程师。
主要从事船舶建造工艺技术工作。
收稿日期：2022-11-08特种铝合金船体蜗型曲面风道装焊工艺研究王彦龙1，曹旭武2，王洪波2，宁付星2，吴其智2（1.海军驻广州地区第一军事代表室，广州 510715；2.中船黄埔文冲船舶有限公司，广州 510715）摘 要：离心风机的蜗型曲面风道装焊制作，是特种铝合金船建造的瓶颈问题，其制作质量与装焊变形控制直接影响船舶结构的风容量与风压稳定性、变载荷疲劳强度与焊缝抗裂性能，亟需研究高质高效的装焊工艺流程与实施方案。
为此，本文以特种铝合金船离心风机的蜗型曲面风道为研究对象，开展了制作流程与装焊工艺研究，规划了蜗型曲面风道的装焊工艺流程，形成了蜗型曲面风道结构的零部件、平台基座与上部壳体组件装焊工艺实施方案，实现了装焊工艺的精细化、合理化与优良化，对提高离心风机蜗型曲面风道的装焊工艺水平奠定了基础，促进特种铝合金船建造质量与生产效率的提升。
关键词：铝合金；离心风机；蜗型曲面风道；装焊工艺中图分类号：U671.8 文献标识码：AResearch on Assembly and Welding Process of Cochlear Type CurvedSurface Air Duct for Special Aluminum Ship HullWANG Yanlong 1, CAO Xuwu 2, WANG Hongbo 2, NING Fuxing 2, WU Qizhi 2( 1. The First Military Representative Office of Navy in Guangzhou, Guangzhou 510715; 2.CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co., Ltd.,Guangzhou 510715 )Abstract: Welding of snail-shaped curved ducts for centrifugal fans is a bottleneck in the construction of special aluminum ships, and its production quality and welding deformation control directly affects the wind capacity and stability of the wind pressure, variable load fatigue strength and weld crack resistance of the ship's structure, so there is an urgent need to study the high-quality and high-efficiency welding process and implementation of the program. For this reason, this paper takes the snail-shaped curved air duct of centrifugal fan of special aluminum ship as the research object, carries out the research on the production process and welding process, plans the welding process of the snail-shaped curved air duct, and forms the implementation plan of the welding process of the parts of the snail-shaped curved air duct structure, the platform base and the upper casing assembly, so as to realize the refinement, rationalization and excellence of the welding process. This research lays the foundation for future improvements in the mounting and welding process of worm-shaped curved ducts for centrifugal fans, and can also contribute to the improvement of the quality and productivity of the construction of special aluminum ships.Key words: aluminum alloy; centrifugal fan; cochlear curved air duct; assembly welding process1 前言离心风机蜗型曲面风道为全铝合金焊接组合式结构，由平台基座与上部壳体两个组件装焊而成，以平台基座结构为界线分为上下两部分：平台基座组件在平面通用胎架或工装平台上进行反造，单边焊接成部件后翻身正态拼框成平台基座组件，单独在浮箱甲板面安装；上部壳体组件在假定平台工作面进行正造，下端口余量保留，焊接完后吊装至浮箱甲板面安装；最后，经轴系第一次初拉线后，在浮箱甲板面上进行平台基座组件与上部壳体组件的整体装焊，形成完整的离心风机蜗型曲面风道结构件。
说明书摘要本发明公开了一种船体曲面板高效焊接工艺方法，其包括以下步骤：S1、曲面板胎位布置阶段：将若干曲面板分布在胎架上，按照严格的精度要求进行定位，并对焊缝进行点焊固定；S2、焊接前期准备阶段：焊缝V型坡口的角度要按照一定要求，坡口附近20mm区域清理干净。
两块板焊缝底部距离按要求严格控制。
引熄弧板要安装好，另外对于预热温度的规定要求是当周围环境温度低于0℃时需要进行预热；S3、衬垫安装以及焊缝布置阶段：焊接试板装配完成之后要按照要求进行衬垫的安装及铁粉的铺设；S4、焊接过程阶段：焊接过程中要注意按要求控制焊接电流、电压和焊接速度等参数，焊后需让板冷却6小时。
本发明大大缩短了船体曲面板拼板焊接周期，可以将大量的减少辅助焊接工具的使用；同时提高了焊接自动化率，减少了人力资源的浪费。
权利要求书1、一种船体总段移位方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1、曲面板胎位布置阶段：将若干曲面板分布在胎架上，按照严格的精度要求进行定位，并对焊缝进行点焊固定；S2、焊接前期准备阶段：焊缝V型坡口的角度要按照一定要求，坡口附近20mm区域清理干净。
两块板焊缝底部距离按要求严格控制。
引熄弧板要安装好，另外对于预热温度的规定要求是当周围环境温度低于0℃时需要进行预热；S3、衬垫安装以及焊缝布置阶段：焊接试板装配完成之后要按照要求进行衬垫的安装及铁粉的铺设；S4、焊接过程阶段：焊接过程中要注意按要求控制焊接电流、电压和焊接速度等参数，焊后需让板冷却6小时。
2、如权利要求1所述的船体曲面板焊接工艺方法，其特征在于，步骤S2中，通常坡口形式为V型坡口，角度为40o。
焊件装配时板材必须放平整，装配间隙最大不能超过3mm。
采用尺寸为250mm×300mm的弹性引熄弧板，板厚与母材相同或正负2mm以内。
3、如权利要求1所述的船体曲面板焊接工艺方法，其特征在于，步骤S3中，所述FGB法选用的衬垫必须是专用的、特殊的衬垫。
浅析船舶制造过程中的拼板焊接工艺作者：李洋来源：《科学与财富》2020年第08期摘要：船舶焊接变形控制是船舶制造过程中的重要技术难点之一，而拼板焊接在船舶焊接占据了很大比例，如何在拼板过程中控制焊接变形、提高焊接效率已成为国内外造船企业共同的研究课题。
基于此，本文主要对船舶拼板焊接过程中的工艺要求及变形控制等进行分析。
关键词：拼板焊接工艺;变形控制;薄板焊接1 工艺流程：拼板焊接指分段制作中，将船体各层甲板、平直内外底板、平台板、横纵舱壁等大面积平直钢板预先拼制焊接成型的过程。
一般材质、板厚的拼板施工多采用埋弧自动焊，其工艺流程如下：1）对照拼板施工图纸，核对每块零件名及正反面，检查材料坡口是否正确，检查每块零件尺寸是否在精度要求内;2）在拼板胎架上进行预铺，胎架水平需满足±2mm的精度要求，将基准板边对齐，确认基准板边直线度标准误差范围≤1mm，允许误差范围≤2mm，两条基准板边开角尺，确保两条基准板边为90°。
将拼板的基准边校对平齐之后使用工装固定，可使用卡边式工装，尽量减少使用马板进行焊接定位，以节约打磨马脚的时间;基准边校平之后铺设其他钢板，厚板较重可使用油泵进行定位，而薄板可使用撬杠撬紧;3）所有零件铺设好之后，根据基准板边定位主板板缝，利用油泵、手拉葫芦等将存在错位的位置进行调整，将非基准板边的端差处理光顺，保证所有板缝和自由边的直线度和垂直度;4）装配完成后进行精控测量，自主检测所拼主板的长、宽尺寸及对角差，确认与拼板图纸尺寸一致，数据有问题时及时整改调整，要求长、宽尺寸标准误差范围±2mm，允许误差范围±3mm，对角差值标准误差范围≤2mm，允许误差范围≤3mm;长宽无法检测的异形板拼板时检测对角线长度，要求对角线尺寸标准误差范围±2mm，允許误差范围±3mm。
5）拼板时主板错位偏差≤1mm，自动焊板缝间隙为0～1mm，定位焊长度为30mm～50mm，间距为300mm～500mm。
对船舶制造业焊接工艺评定与实施的研究摘要在验船工作中，常见部分中小型造船企业因为焊接工程技术含量不足，导致修造船过程中焊接工艺不过关，影响了船只建造或者修理的整体质量，不仅影响企业声誉，还会降低企业经营效益，甚至造成重大损失。
本文主要针对船只建造以及维修过程中，焊接工艺评定要求、焊接作业实施缺陷以及突破途径等方面开展阐述。
关键词船舶制造业；焊接工艺；评定实施在现代造船业中，焊接技术是一项重要的技术，总工时占到船舶建造工时量的40%左右，焊接质量与船舶的整体质量密切相关，研究数据显示，35%以上的脆断事故与船舶制造中焊接质量不过关具有直接联系，焊接质量问题成为了当前影响船舶生产质量的重要方面。
因此，开展焊接工艺评定试验评价正确性与成效性，及时找出缺陷并进行控制与弥补，对于促进船舶制造业良好发展具有重要的作用。
1 船舶制造中焊接工艺认可规定在船舶制造业生产中，应当开展焊接工艺评定试验，一般是针对既定的母材与焊接材料，采取相关工艺进行焊接以后，以焊缝检验和热影响区性能评定的方式来确定焊接工艺的科学性与实用性。
焊接工艺评定对于保证后续焊接工序和工艺质量事关重大，船级社对新焊接工艺采用具有严格规定，都要进行评定，国内船级社《材料与焊接规范（2006）》对此提出了明确要求，规定船舶与海上设施以及船用产品，必须在事先对运用的新材料以及焊接新工艺开展焊接工艺评定实验，确焊接工艺达标。
2 船舶制造中焊接工艺评定实施1）提出评定实验方案。
开展焊接工艺评定之前，船舶制造厂商应当联系船舶焊接工作实际，向船级社提交实验方案，主要应当包括造船母材与焊接材料资料、焊接设备型号参数；2）船级社开展审查。
船级社对于船舶制造企业提交的焊接工艺评定试验方案开展审查，主要包括3个方面的内容：一是审查实验项目与规范规定是否一致；二是审查试验试样的加工与规范是否吻合；三是审查结果的规定值与规范要求是否吻合。
在审核结束之后，船级社应当将反馈意见提交企业进行进一步完善，积极筹备开展现场试验；3）开展评定现场试验。
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1. 材料准备。
根据图纸要求，准备所需的曲面外板、龙骨、肋骨等材料。
总则一、船体建造方案简要说明本船采取“船台总体建造”舱壁预制成平面分段后，在船台进行装焊。
舷侧箱形结构及艏、艉局部预制成分片段吊装上船台的建造方案。
主甲板和船壳板及舱壁可采用CO2气体保护焊和手工电弧焊。
二、焊接重点要求：1、船体的横向对接缝及其他主要焊缝应采用低氢焊条焊接。
2、系缆桩、艏柱、艉柱、主机座等以及与其相连接的构件焊缝应采用低氢焊条焊接。
三、焊接材料：1、手工电弧焊选用：（1）酸性焊条选用E4303（结422）（2）低氢型焊条选用E5015（结507），焊接时采用直流反接，焊前焊条须经3500C烘烤，保温1h，随用随取。
使用应携带保温筒，从烘箱内取出的焊条在外放置时间超过4h，均应按规定的烘烤温度和保温时间进行烘干后再使用。
但重复烘烤不得超过两次，超过两次烘烤的焊条必须经工艺人员同意后作降级使用或作报废处理。
3、CO2气体保护焊焊丝选用：H08Mn2SiA四、焊接设备：1、手工电弧焊设备选用：BX—400，ZX5—400。
2、CO2气体保护焊设备选用：NB500、NB350。
五、焊接人员：该船的焊接工作必须是持有有效期内船舶焊工合格证书的焊工，担任与其合格项目相应的焊接工作。
六、焊接接头型式与尺寸：1、手工电弧焊对接接头按GB985-80“手工电弧焊焊接接头的基本型式与尺寸”的要求加工坡口，并参照下表要求进行，角接接头按本船“电焊规格表”的要求进行。
对接焊缝余高0.5mm—4mm，焊接宽度，焊缝覆盖坡口边缘每边的宽度0.5mm—3mm。
2、加强焊接：“船体角接缝加强焊的规定”执行。
3、埋弧自动焊对接接头GB986-80“埋弧自动对接接头基本型式与尺寸”的要求加工坡口，材料厚度≤6mm时，不开坡口。
七、焊前准备：1、接缝的坡口面及两侧20mm范围的油、水及其它污物应清除干净。
2、正式焊接前，应对所焊接接头的型式，坡口尺寸，装配情况作认真的检查，对装配不符合要求的焊缝，焊工应拒绝施焊，待上道工序整改合格后，并经检验人员认可方能进行焊接。
