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下料等工艺
船体下料、坡口、冷加工、拼板、放样及预制通用施工工艺
1、范围
本通用工艺规定了下料、坡口、冷加工、拼板、预制及放样的工艺原则
2、下料
1)看清套料卡、小票上零件的材质、规格。
2)查看材料外观质量(麻点、变形、颜色、锈蚀等)是否符合表2-1、2-2、2-3中的规定。
表2-1车间底漆颜色的一般规定
钢级
车间底漆颜色
A
灰色
A32
红褐色
A36\D32\B\D36等
灰绿色
表2-2钢材表面缺陷的限定
项目
要求
麻
点
、
结
疤
、
刻
痕
、
气
孔
缺陷面积比%
F—缺陷深度的数值,单位为毫米(mm)
t—钢板厚度的数值,单位为毫米(mm)
1)A范围为优良区,只包含深度为0.15mm以下的不必修整的表面缺陷。
2)B范围为合格区,包含允许存在不需要修整的表面缺陷,在实线范围内厚度为20mm以下的板;虚线范围内(含实线范围)厚度为20~50mm的板。
3)C范围为修整区,即存在不允许存在的表面缺陷,应修整。
4)缺陷修整的方法:
F<0.07t,且F≤3mm,磨平;
0.07t≤F≤0.2t,焊补后磨平;
如果缺陷的深度大于板厚的20%,面积超过板面积2%,则需要进行更换
表2-3船体结构钢板厚度负偏差
项目
要求
船体结构钢板厚度负偏差
最大为0.3mm
3)钢材表面如有不平、弯曲、扭曲波浪等在下料切割前必须进行校正。
板材可以采用三辊弯板机、型材采用肋骨冷弯机。
4)材料不同选择适合的切割机器及气体组合会获得最佳的切割质量与最小的挂渣平面,见表2-1-4、2-1-5、2-1-6
表2-4板材下料气体组合参数200A
数
控
等
材料
厚度(mm)
预流
空气(psi)
切割
氧气(psi)
保护
空气(psi)
弧压
(v)
运行
速度(m/min)
切割
高度(mm)
穿孔
高度(mm)
延时
(s)
6~7
17
80
58
125
4~4.5
3
6
0.3
8~9
17
80
58
130
3.3~3.6
4
7.5
0.3
表2-4续
离
子
切
割
材料
厚度(mm)
预流
空气(psi)
切割
氧气(psi)
保护
空气(psi)
弧压
(v)
运行
速度(m/min)
切割
高度(mm)
穿孔
高度(mm)
延时
(s)
10~12
17
80
58
133~135
3~3.3
5
8
0.5
13~15
17
80
58
136~138
2.6~3.0
5.5
8
0.5
16~18
17
80
58
140~143
2.4~2.6
6.5
8
0.5
19~24
17
80
58
145~150
1.6~2
7~7.75
8
0.5
25以上
17
80
58
150
1
8.2
8.2
0.5
1psi=0.0689bar=6.895Kpa;1Mpa=1000Kpa
表2-5板材下料气体组合参数
火
焰
切
割
机
材料厚度(mm)
割咀型号
氧气压力(Mpa)
乙炔压力(Mpa)
切割速度(mm/min)
预热时间(min)
备注
25~40
3#
0.6
0.08
360
2
40~50
4#
0.7
0.08
300
3
50~60
5#
0.8
0.08
300
4
60~70
6#
0.8
0.08
240
5
70~80
7#
0.8
0.08
180
6
80~90
8#
0.9
0.08
120
7
100~130
9#
1.0
0.08
60
9+
表2-6型材下料气体组合参数(手工半自动切割机)
材料厚度(mm)
割咀型号
氧气压力(Mpa)
乙炔压力(Mpa)
切割速度(mm/min)
预热时间(min)
80以下
2#
0.6~0.7
0.08
200~800
1~3
注:
厚度为型材球头的宽度
5)切割后的板材必须根据套料图进行标识,余料按套料图标注清楚,整齐堆放并及时入库。
下料时,应在切口处留有割缝补偿量,可根据现场实际情况加,一般为4毫米。
6)型材接长时,长度不得小于800MM,并错开板缝、强构件50MM以上。
需要加工的型材接长时,接缝要尽量留在荒料上,避免短头浪费。
7)型材下料后应用油漆标注船名、分段、零件的名称、件号,且要求先自检,再分类码堆,捆扎好。
8)零件的切割面进行外观检查,其粗糙度要符合表2-7,气割缺口(大于该表面粗糙度三倍的凹口)极限按表2-8,尺寸偏差按表2-9.
表2-7气割表面粗糙度单位为毫米
项目
标准范围
允许极限
备注
构
件
自
由
边
重要部分
自动切割
0.10
0.20
1)型材的机械切割按手工气割;
2)除去自由边毛刺
手工、半自动切割
0.15
0.30
非重要部分
自动切割
0.10
0.20
手工、半自动切割
0.50
1.00
焊
接
接
缝
边
重要部分
自动切割
0.10
0.20
手工、半自动切割
0.40
0.80
非重要部分
自动切割
0.10
0.20
手工、半自动切割
0.80
1.50
表2-8气割缺口的允许极限单位为毫米
项目
标准范围
允许极限
备注
构
件
自
由
边
在船舯0.6L区域内的舷顶列板的上缘,强力甲板以及外板上所有开孔的边缘,特别重要的纵材及悬臂梁
—
无缺口
1)L为船长
2)特别重要的纵材是指安装在外板上的纵通桁构件,如舭龙骨等
3)重要的纵、横强力构件是指在0.6L范围内的纵向强力构件,横向肋板,以及桁梁减轻孔的四周、舱口围板的四周边缘、艉尖舱内的肋板、主机基座的四周边缘,支撑上下各种肘板边缘等应力高的部位构件;
4)修补方法:
a)用砂轮磨平;
b)必要时采用堆焊法修补,但应避免短焊缝
重要的纵、横强力构件
—
<1.0
其他
—
<3.0
焊
接
接
缝
对接
焊缝
舯0.6L区的外板、强力甲板
—
<2.0
用砂轮或焊补修整缺口
其他
—
<3.0
角焊缝
—
<3.0
表2-9尺寸偏差允许极限单位为毫米
项目
标准范围
允许极限
备注
构件
尺寸
主要构件
±2.5
±4.0
例如双层底肋板、桁材等要求较高的构件
次要构件
±3.5
±5.0
面板宽度
±2.0
+4.0
-3.0
板边缘
直线度
自动焊缝
≤0.4
≤0.5
半自动焊缝、手工焊缝
≤1.5
≤2.5
7)板材、型材在下料后应消除应力,去割渣,并校直。
8)认真填写钢材使用明细表,按单元下料完工后订成册,反馈质检部备查。
3、坡口
1)切割前,将工件放在专用胎架上,需平直。
工件与地面留出一定的间隙利于氧化铁渣吹出。
按坡口的角度划线,然后将割嘴按坡口角度找好
2)将氧气调节到所需的压力。
如果割炬不正常时,应检查修理,否则禁止使用.
3)具体的参数调节、割咀选择等见表3-1
表3-1坡口切割的具体参数
坡口形式
割咀型号
氧气压力(Mpa)
乙炔压力(Mpa)
切割速度(mm/min)
预热时间(min)
备注(mm)
3#
0.5~0.6
0.08
300~400
1~2
a为250~500
4#
0.6~0.7
0.08
150~300
3~4
L为60~100
5#
0.7+
0.08
60~150
4~5
L为100以上
注:
切割速度应适当。
速度适当时,熔渣很容易去除;速度太快时,产生较大的后拖量,不易切透,火花向后面,造成铁渣往上面返,容易产生回火现象。
割嘴与工件的距离大致等于焰芯长度加上2-4毫米左右
4)切割后的坡口尺寸偏差见表3-2
表3-2坡口尺寸偏差
项目
标准范围
允许极限
备注
坡
口
面
尺
寸
坡口面角度a
±2°
±2°
按相应的船级社要求,L可取3D、4D或5D
坡口面深度D
±1.5
±2.0
过渡段长度L
±0.5D
±1.0D
5)切割坡口后产生的氧化铁应去除,对于坡口面的缺陷、粗糙度的限定及修补方法见表2-7、2-8。
4、冷加工
4-1型材的冷加工
1)被加工的型材应该基本平直,如有损伤和缺陷情况下需将其进行处理后方可进行加工。
2)冷弯机加工型材范围见表4-1-1;冷弯机可获得平整的内弯、外弯、S型弯,也可以进行型材的校平和校直。
表4-1-1数控冷弯机技术参数
项目
单位
技术规格
备注
手动加工型材范围
最小支点
球扁钢
范围
mm
10#~43#
局部最小弯曲半径
mm
10h(h腹板高度);但最小为1500
不等边角钢
mm
腹板100~500*12.5;面板最大120*25
T型材
mm
腹板160~620*12;面板最大150*38
扁钢
mm
宽度160*500,最大厚度36
最大支点
扁钢
mm
宽度650,最大厚度36
半自动加工型材范围
最小支点
球扁钢
范围
mm
16#~43#
局部最小弯曲半径
mm
10h(腹板高度)
不等边角钢
mm
腹板160~500*12.5;面板最大120*25
T型材
mm
宽度160~620*12,面板最大150*38
扁钢
mm
宽度160~500,最大厚度36
自动加工型材范围
最小支点
球扁钢
范围
mm
16#~43#
长度≤12000
局部最小弯曲半径
mm
10h(腹板高度);但最小为2000
不等边角钢
mm
腹板160~500*12.5;面板最大120*25
T型材
mm
宽度160~620*12,面板最大150*38
3)选择加工参数
①加工零件号:
根据冷加工小票及下料后的型材标识选择想要加工的肋骨名称。
②精度:
一般曲度较大时,选择高精度;曲度较小时,选择中精度
③重叠次数:
曲度较大时选三重叠或四重叠,较小时选二重叠,校直时选不重叠,重叠次数多,弯曲次数就多,用时长。
④打印选择:
选择时按钮会变蓝色,即在所加工的型材上打印出零件的分段号、零件号、荒料线,因在型材上打印不清楚,在加工后需要用记号笔重新标识。
)如果型材在加工后发生扭曲变形,可依经验在型材长度的某个部位放置垫板,(在扭曲相反方向仅在腹板边沿一侧),依靠中机架上夹头的夹紧力使工件腹板产生相反方向的扭弯,来矫正。
见图4-1-2;如果反弯时,中夹与侧夹间的型材腹板发生皱褶,可将其皱褶部分移至中间夹模处,将中夹夹紧,能校平型材。
图4-1-2型材扭曲变形的矫正方法
1-垫板(反放);2-中上弯模;3-型材;4-中下弯模
5)弯制肋骨时,要使线形与肋骨线完全一致可在冷弯前在型材的腹板上画出逆直线,当线变成直线时,肋骨也就弯妥了。
或在平台上1:
1画出肋骨型线图,加工后吊下型材检查是否吻合。
弯曲偏差允许极限见表4-1-3
表4-1-3尺寸偏差允许极限单位为毫米
项目
标准范围
允许极限
备注
型
材
角变形a;h-型材高度
±1.5
±2.0
以h=100计
局部弯曲
±1.0
±1.5
以1M长计,相对样板
7)加工后合格的型材需要按分段困扎好,必要时需要割除荒料,转入下道工序。
4-2板材的加工
1)板材构件的成形加工一般包括外板、槽型舱壁板及折边肘板;外板分单向曲度板、复杂曲度板。
加工前需要在板材上画出加工线,如外板的伸长肋位线、折边板的折角线等。
2)外板加工前要按照施工图纸的要求,核对板材的分段号、零件号、艏艉方向、正弯反弯的坡口朝向并画出外板的伸长肋位线、制作样板及样箱。
其样板样箱的精度要求见下表4-2-1
3)三辊弯板机的主要技术参数
上辊最大压力1100Tons
上辊直径Φ440mm
下辊直径Φ420mm
两下辊中心距600mm
卷板最大板幅12500mm
卷板最大厚度(δ≤350Mpa)
对称T30-B12500*R600
非对称T23-B12500*R600
4)当采用三辊加工时,必须确定外板与辊轮的相对位置,即在外板上画出辊弯线来,我厂一般采用样板法求取辊弯线,见图4-2-2
表4-2-1样板样箱的精度要求单位毫米
分类
项目
标准范围
允许极限
活络样板
与型线的偏差
±1.0
±1.5
铁条样板
与型线的偏差
±1.0
±1.5
样箱
与型线的偏差
±2.0
±3.0
图4-2-2用样板求取辊弯线
5)在进行弯板前,要调节辊轮的位置,使其处于不对称状态,进行板边的预弯见图4-2-3-a端部预弯;4-2-3-b单向曲度板的弯曲示意图(如平行中体的R板)。
6)对于双曲度板根据情况要在冷弯加工后再进行火工热弯,一般纵向曲度小于25MM时不必进行热弯,当外板的纵向曲度大于25MM且板厚较大时,必须用热弯加工(见表4-2-4双向曲度板的基本分类及加热方法)。
7)水火弯板前应根据构件的成形要求,在钢板上画出加热线,其起点应相互错开,不可在同一条直线;对称的零件,加热线的数量、位置、长短应一致,操作也应对称进行。
水火弯板工艺存在着比较严重的缺点,影响成形的因素较多,规律较难掌握,依据经验现场实际操作。
4-2-3-a端部预弯示意图
4-2-3-b单曲度板弯曲示意图
表4-2-4双向曲度板基本分类及加热方法
名称
弯曲形式简图
加热线及成形情况
帆形板
鞍形板
8)外板的成形偏差见表4-2-5;
表4-2-5外板弯曲偏差单位毫米
项目
标准范围
允许极限
备注
单曲度板
曲面与样板的空隙
≤2.5
≤5.0
每档肋位内
三角样板检验线的直线度
双曲度板
拉线与样板上基准线的偏差
±2.0
±3.0
肋位方向与样箱的空隙
≤4.0
≤5.0
长度方向上与样箱的空隙
≤3.0
9)肘板、槽型板及厚度较厚的零件的折边采用油压机;其他较大板材如壁板、甲板等厚度一般在18MM以下时采用三辊卷板机,其特点较前者加工效率较高。
10)肘板的折边一般为90°,可根据折边的长度选择适合的压模,当构件尺寸不大时,且在油压机的加工长度允许范围内,可数块同时折弯;当零件的长度超出压模的长度时,需要分成数段和数次有序地进行折弯加工,折边尺寸偏差见表4-2-6;槽形板尺寸偏差见4-2-7.
表4-2-6折边偏差单位毫米
项目
标准范围
允许极限
备注
折边宽度B
±3.0
±5.0
—
腹板高度L
主要构件
±2.0
±3.0
次要构件
±3.0
±5.0
折边角度R
±2.5
±4.5
L=100计
折边方向的直线度
≤10
≤25
以10m长计
腹板方向的直线度
表4-2-7槽形板偏差单位毫米
项目
标准范围
允许极限
备注
槽高h
±3.0
±6.0
—
槽宽b1、b2
槽的直线度
≤10
≤25
以10m长计
10)加工后的板材要按分段合理堆放,避免堆放过高过多以免产生变形。
5、拼板
1)船体的甲板、平台、围壁、内底板和平直的外板等大面积平板,均需要预先拼板,一般焊缝要大于1M。
2)按照施工图纸的要求,将钢板铺放在平台上,并核对钢板上的分段号、零件号、艏艉方向、直线边缘的平直度,板缝不允许有错位,要注意板厚差、过渡坡口及结构面,并对坡口边缘进行处理,要用砂轮除去氧化铁、锈直至露出金属光泽为止,以保证焊接质量。
3)在定位焊时要先在中间和两端固定,然后在加密定位焊,在兼有边、端缝的情况下,一般先拼边缝(见图5-1-1a)。
如先拼端缝由于边缝的尺寸较长,定位焊的收缩变形较大,可能产生图5-1-2b)所示的间隙,则边缝的修正量就较大。
而在焊接时为了减少应力,应先焊端缝,后焊边缝。
4)在拼板的过程中应尽量利用空余场地,尽可能的将板排列整齐,以减少拼板时拉撬钢板的工作,也应注意拼板后板材的流向,然后进行尺寸校对,对于超长超宽的板材可以分几片转入下道工序。
5)对于大面积钢板拼接要分成几片分别拼接,随后再进行片与片之间的横向拼接,具体步骤见图5-1-2;拼接时应测量对角线,如有偏差可进行适当调整焊缝间隙;焊缝间隙要求见表5-1-3;
6)焊接时,对于起弧点与熄弧点处的焊接质量较差,为了消除缺陷,在钢板拼接整齐后,在板缝的两端设置引弧板和熄弧板,规格为150mm*150mm,厚度与所拼钢板的厚度相同,完工后割除。
表5-1-3自动焊焊缝装配间隙要求单位毫米
项目
标准范围
允许极限
备注
装配间隙
板厚t≤67~10
≤0.5
≤0.5
≤1.0
≤1.5
估计有烧穿现象或调整板材对角线偏差时,应先做手工封底焊接
板厚11~18
≤0.5
≤1.5
板厚19以上
≤1.0
≤2.0
7)部分完工后的板材会产生局部的上翘变形,应用三辊辊平释放应力后转入下道工序。
8)具体的焊接要求见《焊接通用施工工艺》
6、预制
1)预制范围按《分段预制会议纪要》中的规定。
2)先将部件平整的铺在预制平台上,并按照图纸的要求检查其规格尺寸等是否相符,外观质量是否符合要求。
焊缝长度小于1000MM,应手工焊预先拼接后再装配扶强材,焊接后的板材如有变形则需矫正。
3)按图纸要求在部件上画出加强的安装位置线,构件的安装必须使用角尺,,注意理论线方向。
为防止焊接变形,应增加临时加强打好斜撑。
扶强材经过焊缝处时,焊缝需要磨平,不允许破坏扶强材。
4)定位焊要求间距250~300mm,定位焊长度30mm左右(间断焊部位先用样板划出,在施焊区域内搭焊)。
焊接区域的铁锈、氧化铁、油污和其他污物要清除干净。
无证不允许焊接。
5)T型材的装配分为直、弯两类:
平直的T型材装配采用倒装法(见图6-1-1),T型弯梁一般采用侧装法,(见图6-1-2)
6)为了保证部件正确的线型,便于矫正焊接变形,在腹板装配前应画一根或两根检验线(见图6-1-2),,这样装配焊接后,只检验其直线度,即可判断线型的正确与否。
7)对于平直的外板、甲板、壁板等较大的板材,预制完工后要在板材的四角做好分段装配线的标记(一般用样冲打点),便于分段装配。
8)T型材的偏差见表6-1-3
表6-1-3T型材的偏差
项目
标准范围
允许极限
备注
±1.5
±3.0
以b=100计
≤3+b/100
≤5+b/100
——
9)构件的局部平整度见表6-1-4
表6-1-4局部平整度单位毫米
项目
标准范围
允许极限
备注
外板
≤4
≤6
双层底
≤4
≤6
上甲板
平行舯体
≤4
≤6
前后部位
≤6
≤8
非暴露部位
≤7
≤9
平台
暴露部位
≤6
≤8
非暴露部位
≤7
≤9
上建甲板
暴露部位
≤4
≤6
非暴露部位
≤7
≤9
围璧
暴露部位
≤4
≤6
两面非暴露部位
≤7
≤9
10)焊接完工后的部件必须背烧,以消除应力及校正变形,检验合格后方可转入下道工序。
11)具体的焊接要求见《焊接通用施工工艺》
7、放样
7.1适用于各种类型的船舶建造中电脑和手工放样。
7.2工艺内容:
本厂由电脑和手工放样相接合的放样方式,将型线图按1:
1在电脑上光顺,修改型值应在标准公差范围内,并确定船体构件的实际形状及其尺寸,为后续工序提供必要的施工资料。
7.3肋骨型线放样
1)格子线:
间距误差 ≤±1毫米。
垂直度(对角线测量)≤±1毫米,(若超过5m时可按比例增加,但不得超过)±3毫米。
2)放样时应用标检的钢卷尺,放样和检查时必须同一钢卷尺,按同一方向进行。
3)肋骨线型线:
基偏差≤2毫米,水线及纵剖线间距≤±1毫米。
4)肋骨线型放样由自检、互检后,报检、验收。
4).内部结构放样:
5)构件理论线位置偏差:
直线构件:
≤±1mm
曲线构件:
≤±1.5mm
7.4外板排列与余量
7.41排列外板应注意事项:
1)外板纵缝与内部构件角焊缝交叉,其交角应大于15°。
若无法达到>15°时,则应作折角处理。
2)外板纵缝与内部构件角焊缝平行距离应大于100毫米,且纵缝排列,尽可能与肋骨成垂直。
3)板缝排列既要充分、合理利用钢板,又要考虑加工和装配余量。
4)载重水线以上构件的钢板纵缝应排成近于平行之线条,在艏艉随舷弧一起上翘,以使船壳外表美观。
5)纵横弯曲过大的钢板(如舭部的R板)应适当改小,降低加工难度。
6)排板缝应避免较多的弯曲,采用直线板缝工艺.
7.5板料余量:
1)行板宽度按放样尺寸,不论有无折角,一律无余量,舷侧顶列板下口无余量。
箱火工板四周余量~100毫米,上述各种外板每块板两端接缝各为余量30毫米,分段大接缝两端各为余量50毫米。
2)内部构件:
中内龙骨、中纵舱壁边纵舱壁(是指设在船底板上的),舷侧纵桁,甲板纵桁按放样尺寸不放余量端接缝,在大接缝两端处各为50毫米余量。
间断旁内龙骨无余量,但在大接缝处散装件,则长度方向余量50毫米。
肋板四周无余量
主机座及横隔板(即元宝肋板)
主机座腹板如果所属分段是反造,其下口无余量,所属分段是正边,则应有余量20-30毫米,(设在内底板上的亦同),长度一般情况一端有余量20-30毫米,如遇大接缝亦有余量50毫米。
横隔板长度的两端无余量,下口随机座复板,如果机座腹板下口有余量,则横隔板下口亦有余量。
3)舷墙肘板及舱口肘板,因其高度或水平要求,其下口余量10-20毫米。
4)其它:
凡装在内底板上的横舱壁余量100mm和上层建筑的围板及肋骨或扶强材下口余量20-30毫米。
7.6、草图、样棒、样箱:
1)草图所标注的尺寸均为零件展开后的净值,工艺余量应另外加放并表明位置。
及标明该零件在船体中实际所处的位置所以还应说明肋骨、向首或向尾、向左或向右、向上或向下及向中或向舷侧等情况。
草图应保证图纸清晰、正确,切不可潦草、马虎。
草图画
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