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船 體 建 造 工 藝 培 訓(xùn)
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# m3 y% _" i2 B; o' ]5 x9 a一. 目的 )
0 e2 l$ _- |8 D% i& k& \2 x( Z2 {: M1. 進(jìn)行材料選用與采購(gòu)的相關(guān)培訓(xùn),,是為了正確選用、采購(gòu)與使用船用材料,,并進(jìn)行合理的材料代用(這是船舶建造過(guò)程中無(wú)法回避的問(wèn)題)。9 C; L/ H- c7 q- b$ K
二. 船體結(jié)構(gòu)的組成4 s* G# J. W: g; { w
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# x+ |- _- ]1 t: k1 a B) H8 T1. 通俗的講,,現(xiàn)在船舶的船體結(jié)構(gòu)是由鋼板,、型材與焊縫組成。$ q0 P; Z* V1 I w0 ?5 K6 N" r" Z1 h) @
3 O( r% n: n+ h9 S! |2. 船體結(jié)構(gòu)的板材和骨架所使用的鋼板和型材的規(guī)格與等級(jí)由退審圖紙決定,。
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3. 船體結(jié)構(gòu)板材與骨架之間的填角焊焊縫尺寸由退審的焊接規(guī)格表決定,。
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4. 船體結(jié)構(gòu)對(duì)接焊和填角焊所使用的焊接材料和焊接工藝由認(rèn)可的焊接工藝規(guī)程決定。
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三. 符合船級(jí)社規(guī)范要求的新建船舶定義: ; O* P: W. P' G4 W7 ~
1. 依據(jù)船級(jí)社退審圖紙,,所采購(gòu)鋼板,、型材與焊接材料持船級(jí)社證,采用船級(jí)社認(rèn)可的焊接工藝與焊工,,按照船級(jí)社要求與管理程序,,在船級(jí)社驗(yàn)船師監(jiān)控下建造的船舶,,就被認(rèn)為是符合船級(jí)社規(guī)范要求的新船。! b: p R6 M* B. ^
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四. 鋼材的基本知識(shí): 0 `( a& k/ K( p3 e3 y W
1. 鋼是鐵-碳合金的總稱,,又叫碳鋼,。
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$ {$ ?4 Q2 D6 U# k2. 鋼材的分類6 |3 L5 T/ T8 b
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9 K9 m9 ` X% s$ m8 R3. 鋼材根據(jù)冶煉和軋制的不同分為:鑄鋼,鍛鋼,,熱軋,、冷軋和各種交貨狀態(tài)的板材和型材,還有含碳量很高的生鐵(各種鑄鐵),。
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6 _$ _% C' j% N. @4.船級(jí)社材料規(guī)范根據(jù)鋼材用途分為:船用鋼材和其它機(jī)械用鋼材,。; _$ Z8 a% L( O4 {1 k8 u1 S3 W
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5. 常見(jiàn)的機(jī)械類用鋼Q235,其強(qiáng)度等級(jí)與一般強(qiáng)度船用鋼相當(dāng),,因其硫,、磷等雜質(zhì)含量大大超過(guò)船用碳素鋼,其冷和熱加工性能,、可焊接性和低溫沖擊韌性遠(yuǎn)不如船用碳素鋼,,且不耐海水腐蝕,未經(jīng)相關(guān)規(guī)范要求的理化試驗(yàn),,不能替代船用碳素鋼作船體結(jié)構(gòu)鋼用,。# h, f0 y+ Z; I) f- {" l3 f- `; w
# l0 F2 |) {7 q! v, [, e8 q, R6. 船級(jí)社材料規(guī)范將船用鋼材分為兩大類:船體結(jié)構(gòu)用鋼和非船體結(jié)構(gòu)用鋼。. s" a1 K s5 F7 o: d
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? 船體結(jié)構(gòu)鋼,,一般指在常溫下有較好的可焊性,,無(wú)須焊前預(yù)熱(100~120℃)和焊后保溫(250~300℃)的一般強(qiáng)度船用優(yōu)質(zhì)碳素鋼和船用低合金高強(qiáng)度鋼。. v1 D$ _; U( J! W+ ?
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7.非船體結(jié)構(gòu)用鋼,,一般指軸,、銷等沒(méi)有焊接要求的其他用鋼,非船體結(jié)構(gòu)用鋼如須進(jìn)行焊接,,一般必須進(jìn)行焊前預(yù)熱(100~120℃),、層間溫度控制和焊后保溫(250~300℃),否則可能產(chǎn)生冷裂紋,,使工件報(bào)廢,。
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8. 采購(gòu)人員在購(gòu)買鋼材時(shí),其鋼材種類必須遵照定貨明細(xì)表,,材料代用必須得到技術(shù)主管認(rèn)可,,技術(shù)主管須填寫相關(guān)記錄,并報(bào)驗(yàn)船師備查,。: g5 ~9 I T- @2 E
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3. 一般強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼及其等級(jí)
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1. 一般強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼就是船廠常用的船用優(yōu)質(zhì)碳素鋼(бs = 24kg/cm2或бs = 235N/mm2),,俗稱軟鋼,船級(jí)社材料規(guī)范根據(jù)鋼材的低溫沖擊韌性溫度分為A級(jí)鋼、B級(jí)鋼,、D級(jí)鋼和E級(jí)鋼,,其分別對(duì)應(yīng)的沖擊韌性溫度為20℃、0℃,、-20℃,、-40℃。鋼材的以上低溫沖擊韌性等級(jí)是由退審圖紙確定,,是根據(jù)船舶的種類和大小,、所處船體結(jié)構(gòu)受力位置、所選用的船體結(jié)構(gòu)板厚,,依據(jù)規(guī)范條款而定,,施工圖紙必須依據(jù)退審圖紙和退審意見(jiàn),注明鋼材等級(jí),。' A+ j$ A" l- A0 a9 I! _
+ O) _- n- k6 }0 l* L9 X4. 船用低合金高強(qiáng)度鋼及其等級(jí)
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6 g. ^/ n" n6 @3 q常用的船用低合金高強(qiáng)度鋼,,有兩種強(qiáng)度等級(jí):較高強(qiáng)度和高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼。
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1.較高強(qiáng)度船用鋼(бs = 32kg/cm2或бs = 315N/mm2),,船級(jí)社材料規(guī)范根據(jù)鋼材的低溫沖擊韌性溫度分為AH32級(jí)鋼,、DH32級(jí)鋼和EH32級(jí)鋼,其分別對(duì)應(yīng)的沖擊韌性溫度為0℃,、-20℃,、-40℃,。
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. o$ @2 R3 C: H: W4 T2.高強(qiáng)度船用鋼(бs = 36kg/cm2或бs = 355N/mm2),,船級(jí)社材料規(guī)范根據(jù)鋼材的低溫沖擊韌性溫度分為AH36級(jí)鋼、DH36級(jí)鋼和EH36級(jí)鋼,,其分別對(duì)應(yīng)的沖擊韌性溫度為0℃,、-20℃、-40℃,。
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5. 鋼材按軋制的形狀分類:板材,、型材、管材
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1. 船體結(jié)構(gòu)用板材的選用和采購(gòu):上述各種強(qiáng)度,、低溫沖擊韌性等級(jí)的船體結(jié)構(gòu)用板材,,國(guó)內(nèi)各主要煉鋼廠均可以軋制船板,市場(chǎng)采購(gòu)時(shí)常見(jiàn)厚度8mm以上的偶數(shù)船板和厚度8mm以下的各種厚度船板,,定貨或采購(gòu)比較方便,。
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2. 船體結(jié)構(gòu)用型材的選用和采購(gòu):船用球扁鋼的選用,國(guó)內(nèi)只有較大的煉鋼廠可以軋制,,一般只生產(chǎn)“一般強(qiáng)度”船用球扁鋼,,由于扁鋼部分厚度不是很厚,規(guī)范沒(méi)有要求采用A級(jí)鋼以上的船用球扁鋼,通過(guò)定貨或市場(chǎng)采購(gòu)可以獲得各種型號(hào)的“船級(jí)社-A級(jí)”船用球扁鋼,,但AH32或AH36及其以上級(jí)別的船用球扁鋼基本不生產(chǎn),,無(wú)法獲得,在設(shè)計(jì)時(shí)一般采用與相連板材相同厚度與材料作骨材,,船廠的技術(shù)主管在進(jìn)行船廠審圖時(shí)要注意,。船用不等邊角鋼的選用,國(guó)內(nèi)煉鋼廠均有能力生產(chǎn)船用不等邊角鋼,,但軋制規(guī)格有限,,市場(chǎng)很難購(gòu)齊,在設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)格不要超過(guò)3種,,主船體建議選用船用球扁鋼,,規(guī)范對(duì)上層建筑扶強(qiáng)材規(guī)格的要求偏小,設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)適當(dāng)放大,,有利于上層建筑的剛度和水火矯正工作,,建議最小的規(guī)格采用L100X63X6。
+ N$ E: ?' K: B7 h3. 管材的選用,,在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)上很難買到“船級(jí)社-A級(jí)”鋼管,,一般采用#20鋼替代,送審設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)在管子材料標(biāo)題欄上標(biāo)注為#20鋼,,請(qǐng)審圖中心認(rèn)可,,減少以后采購(gòu)和替代的麻煩。
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% `; b& t8 E3 v2 {" R7 N6 n2 @五. 鋼材的選用和替代用原則:設(shè)計(jì),、采購(gòu),、生產(chǎn)計(jì)劃、施工及檢驗(yàn)等人員必須明白,。
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1. 鋼材等級(jí),;; y% S. D _* y
c% x8 R) J" i1.1 鋼材的強(qiáng)度等級(jí)原則:所選用的鋼材強(qiáng)度等級(jí)必須滿足規(guī)范和審批圖紙的要求,如高強(qiáng)度鋼可以替代一般強(qiáng)度鋼,,相反則不允許,。
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1. 鋼材的低溫沖擊韌性原則:所選用鋼材的低溫沖擊韌性必須滿足規(guī)范和審批圖紙的要求,低溫沖擊韌性溫度較低的鋼材可以替代沖擊韌性溫度較高的鋼材,,如B級(jí)鋼可以替代A級(jí),,相反則不允許。
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2. 鋼材外形尺寸,;6 c W; I4 |0 W1 o; v! h
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2.1 板材的厚度原則:所選用板材的厚度必須滿足規(guī)范和審批圖紙的要求,,在強(qiáng)度、沖擊韌性相同的條件時(shí),,厚板可以替代薄板,,相反則不允許。
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w+ N9 ^3 o4 B3 a! r% P0 h- W2.2 型材的剖面模數(shù)與慣性距原則:所選用型材的剖面模數(shù)與慣性距必須滿足規(guī)范和審批圖紙的要求,剖面模數(shù)與慣性距大的型材可以替代小的,,相反則不允許,。
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& d* j( f/ ?; V3. 材料的其它替代習(xí)慣:
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3.1 原則上造船必須選用船用鋼材,Q235鋼是不允許替代船體結(jié)構(gòu)用鋼材,,由于軋鋼廠沒(méi)有使用船用鋼材生產(chǎn)一些型鋼的品種,,定貨及市場(chǎng)無(wú)法獲得,可以選用#20鋼替代,,如工字鋼,、槽鋼、元鋼及鋼管等,,凡選用#20鋼替代一般強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼時(shí),,因?yàn)闄C(jī)械用鋼的低溫沖擊韌性溫度低于船體結(jié)構(gòu)用鋼,必須(至少)進(jìn)行低溫沖擊韌性試驗(yàn),,以證實(shí)該批#20鋼的低溫沖擊韌性滿足規(guī)范和審批圖紙的要求,。+ v* f7 x8 c8 A! B% n$ T( I3 O9 p
4 p# K5 Z: x' F5 m& @$ o( m六. 焊接方法及其焊接材料的基本知識(shí):
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1 o) Z+ H4 a0 ~1 _0 z5 P+ _1. 常用焊接方法的分類:手工電弧焊、埋�,。ㄗ詣�(dòng))焊,、熔化極氣體保護(hù)焊(CO2氣體保護(hù)焊屬于此類)、鎢極氣體保護(hù)焊(鎢極電弧氬氣保護(hù)焊屬于此類),。) E( {6 k" z) V
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2. 焊接材料的級(jí)別:焊接材料按焊縫金屬的強(qiáng)度等級(jí)和低溫沖擊韌性級(jí)別分為:1級(jí),、2級(jí)、3級(jí),、4級(jí),、2Y級(jí)、3Y級(jí),、4Y級(jí)等級(jí)別,。
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2.1 焊縫金屬的強(qiáng)度等級(jí)為一般強(qiáng)度時(shí),其抗拉強(qiáng)度為бb = 425N/mm2(бs = 235N/mm2),,焊條等級(jí)分為1級(jí)、2級(jí),、3級(jí),、4級(jí),其分別對(duì)應(yīng)的焊縫金屬?zèng)_擊韌性溫度為20℃,、0℃,、-20℃、-40℃,;3 e! S4 y, g5 V, x6 x4 G
9 Y5 _4 {3 ?0 ]5 k/ t: j5 H0 x' M# j2.2 焊縫金屬的強(qiáng)度等級(jí)為高強(qiáng)度時(shí),,其抗拉強(qiáng)度為бb = 495N/mm2(бs = 355N/mm2),焊條等級(jí)分為2Y級(jí)、3Y級(jí),、4Y級(jí),,其分別對(duì)應(yīng)的焊縫金屬?zèng)_擊韌性溫度為0℃、-20℃,、-40℃,;
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3. 手工電弧焊的焊條:常見(jiàn)的牌號(hào)(型號(hào))有J422(E4303)、J427(E4315),、J507(E5015)
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3.1 J422(E4303)其藥皮為汰鈣型,,俗稱酸性焊條:其工藝性能好,對(duì)水,、銹,、油敏感性小,不易出氣孔,,對(duì)焊接環(huán)境的要求最小,。
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! Z9 R6 p5 D+ q P, i4 s9 I J427(E4315)和J507(E5015) 它們的區(qū)別是強(qiáng)度等級(jí)不同,其藥皮均為低氫鈉型,,俗稱堿性焊條:焊縫的淬硬組織少,,其延展性和韌性高,擴(kuò)散氫含量低,,抗裂性能強(qiáng),,對(duì)水、銹,、油敏感性大,,對(duì)焊接環(huán)境的要求很高,焊前坡口的打磨,、清潔,、烘干必不可少。. C, N- f% M3 }( J# s! W7 e3 P
3 T8 m. s/ H) p, _) J5 J4. 埋弧自動(dòng)焊的焊絲和焊劑:常見(jiàn)的焊絲H08A和H10Mn2,;焊劑有HJ431和SJ101,。6 D# I7 @0 M! y
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! T6 \% c) a" X; I( N: P/ b4.1 常見(jiàn)的埋弧自動(dòng)焊“焊絲、焊劑與鋼材”等強(qiáng)度匹配如下:7 k4 v! U5 F, W; P/ ^5 L7 U( l; A) J. N
1 k1 y, t9 j3 I7 n7 A- g6 p一般強(qiáng)度鋼配H08A焊絲加焊劑HJ431,;+ L2 h' F2 j7 ]
8 k) f' p! T% V; o, \6 Y% I2 e高強(qiáng)度鋼配H10Mn2焊絲加焊劑SJ101,;- s" G+ l% q# S5 l7 e
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5. CO2氣體保護(hù)焊的焊絲、CO2氣體及其陶瓷襯墊: |
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