刘辉 毛炜逸 卢大印
江南造船（集团）有限责任公司 上海 201913
摘要：本文旨在研究船舶薄板分段建造过程中变形产生的机理，分析了影响船体结构变形的因素，然后针对薄板分段变形产生的原因分，研究变形控制研究的方法，最后对船体结构薄板变形控制措施进行了探讨
关键词 薄板分段 变形控制 装配焊接顺序
1.项目研究背景
民用船舶分段建造过程中，变形问题一直存在且比较普遍，尤其甲板、上层建筑等薄板分段，变形概率大幅提高。目前船厂常用的控制措施主要为后期火工矫正，费时费力且效果不好。本文主要研究民用船舶上层建筑（包括桥楼区域居舱区域）8mm及以下的结构薄板分段制造过程中的变形控制方案，目的是在薄板分段材料摆放、、吊运、装配、焊接过程中采取措施以达到变形有效控制、满足工艺要求，如表1。
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2.薄板分段变形产生的原因分析
目前国内常规民品薄板分段制造到搭载，要经历多个过程，主要为：分段制造→吊装→施工区域平整度检查→装配定位→焊接施工→火工局部矫正等，其中，可能产生变形的原因分析有：
a. 分段制造时甲板摆放不平整，没有刚性固定；
b. 薄板吊装及摆放不规范，受力不均匀；
c.装配间隙没有控制在0~1mm，错边量控制不到位；
d.焊接热输入量控制不好；e.焊接完成后火工矫正不规范。
3.薄板分段变形控制措施
3.1 薄板分段吊装定位
a、分段总组吊装前应根据分段结构强弱实际情况对分段进行必要的加强，放置吊运过程中产生变形。
b、分段之间对接应采用一次定位。
c、出现对接状态不良或结构与理论位置偏差较大时，应检查原因，修正后进行定位，严禁强行变形状态下定位。
3.2 薄板分段装配
a、施工前查看好图纸，画好装配理论线和对合线；
b、施工前检查装配理论线区域甲板平整度，变形大于±3mm时先进行火工矫正；
c、余量切割用1号割嘴，需事先弹线并用平尺或靠山辅助，切口做到顺直，若切口参差不齐需进行打磨，控制直线度偏差在0~1mm。
d、定位焊采用密集点焊（密度控制在50～70mm左右,点焊长度约为8mm），点焊后检查，如有拱曲变形需拆除重新装配。
e、薄板对接时保证接缝间距在0~1mm，焊前对无结构焊缝区域每间隔400~500mm做加强排，以保证焊缝间隙和对接质量，加强排装配时采用点焊；如反面有构架，需要装加强排应安装在非构架面；
f、临时加强拆除时尽量用切割片拆除，用气割拆除时需留10mm马脚，用碳刨清除后再用砂轮顺线型修磨光顺，严禁伤母材，拆下的加强应统一回收；
g、装配完成后必须对焊缝区打磨光亮。
3.3 薄板分段电焊
3.3.1 焊接一般工艺要求
a、施焊前再复查装配间隙、错边量及焊缝质量，符合要求后施焊；
b、焊接原则上全部使用CO2气保焊，特殊舱室和部位可采用焊条直径不大于2.5mm的手工焊；
c、焊接参数为电流140~220A，电压20~25V，气体流量15~25L/min（以上为参考数值）
d、在潮湿、有风的露天环境进行焊接作业时，应采取相应的防风、防雨措施；
e、焊接完成后，需对焊缝区域打磨光顺，加强检查，对有焊接缺陷的位置进行修补打磨。
3.3.2 焊接顺序
（1）焊接顺序的一般要求
a、先焊不会对其他焊缝造成刚性约束要求的焊缝；
b、焊缝对接时，尽量保持其一端能自由收缩；
c、焊缝长度小于2000mm时，一般采用连续直通焊，否则应采用分中对称焊或分段逐步退焊等方法，长度控制在200~400mm。
（2）建议焊接顺序
a、先焊对接缝，再焊角接缝（严格控制焊脚尺寸K）；
b、总组搭载焊缝先焊纵缝，再焊横（环）缝；
c、内部构件先焊立角焊缝，再焊平（仰）角焊缝；
d、多人施焊时，采用分中（左右、前后）对称施焊法或分段逐步退焊法，避免集中一处施焊。
3.3.2 薄板焊接参数
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3.4 薄板分段火工
严格控制薄板结构上的火工矫正，动用火工需履行申请制度。焊后矫正仪冷态矫正为主。火工矫正注意点：
a、一、二甲板主通道及上建围壁、甲板尽可能在舾装件焊接完成后进行火工矫正，避免重复施工。
b、详细检查甲板、围壁是否变形松动，避免变形遗留到后道。
c、先矫正小变形、后矫正大变形，先矫正凸起区域、后矫正凹陷区域，火圈不宜过大，硬档背烧时防止周围甲板隆起。
d、变形较小区域用方锤矫正，变形较大区域再用火圈矫正；
e、采用梅花型火圈，火圈间距为150mm，火圈直径大小不超过板厚10mm，火圈烧到暗红色即停止。
f、矫正温度控制在500~600℃之间。
g、注意事项：尽量减少火圈矫正，同一区域矫正不超过3次，加热温度不宜过高，矫正效果不理想时可增加火圈大小，但不能增加矫正温度。
4.结束语
综上就是对民用船舶薄板分段形变原因以及控制方法的论述，但实际操作过程中还是要严格按照规范执行，才能有效控制薄板分段变形。每道工序应严格控制变形，不允许将超工艺控制要求的变形带入下道工序，下道工序需对上到进行把关，发现变形超差，及时沟通反馈。在建造过程中不仅仅要加强技术的改善，还要加强监督与检测，对薄板分段的质量进行严格把关，才能达到控制薄板变形的效果。