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船舶结构焊接工艺编制武汉船舶职业技术学院 船舶工程系 蔡志伟 2008年10月任务二 肋骨框架及船用工字结构的装焊工艺一、能力目标 • 能识别和使用简单的工夹具 • 能够选用常用的工夹具进行工字结构的装焊； • 能根据工艺要求，对不同工字结构的板厚进行坡 口加工 和处理二、知识目标 • 掌握船用工字钢划线、号料和下料的简单操作知识； • 掌握船用工字结构的装焊工艺及简单工夹具的应用； • 掌握船用工字结构的装焊质量要求二、工作任务• 识别和使用简单的工夹具 • 选用常用的工夹具进行工字结构的装焊； • 根据工艺要求，对不同工字结构的板厚进行 坡口加工和处理第一节 肋骨框架及船用工字钢划线、号料和下 料的简单操作知识一、划线1．划线工具划线平台、划针、划规、角尺、样冲、曲尺、石笔、粉线等2．划线步骤 •找方 •划平行线 •放余量，含水平余量和长度（纵向）方向三的余量 •确定起割点和止割点 •打样冲眼找方时应去掉钢板的边角余料，特别是钢板边缘带有挤压层的夹杂 物应切去二、号料1．号料定义就是把料量好，标上标记，或者裁好，让下道工序 做就是“放料工”三、下料 1．下料定义 用各种方法将毛坯和工件从原材料上取下来的工序。

2．下料种类 人工下料和机械下料 3．下料的主要方法 手工下料的主要方法有克切、锯削、气割等 机械下料的主要方法有剪切、冲裁等 （1）手工下料 1）锯削 采用锯弓和台虎钳有手工锯削和机械锯削 2）砂轮切割 用高速旋转的薄片砂轮与钢材摩擦所产生的热量，将 切割处的钢材变成“钢花”喷出形成切口的工艺 特点：切割速度快，切口经过加热后性能稍有变化；一般是手工操作 ，灰尘较大，劳动条件差 3）气割 这是利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一定温度后 ，喷出高速切割氧流，使其燃烧并放出热量实现切割的方法 它所需要的主要设备及其工具有：乙炔钢瓶，氧气瓶，减压器，橡胶 管，割锯等①气割的操作过程ⅰ点燃割炬；ⅱ用预热火焰；ⅲ用切割氧；ⅳ吹熔渣②金属气割应具备的条件ⅰ金属的燃点必须低于其熔点；ⅱ金属氧化物的熔点低于金属本身的熔点；ⅲ金属燃烧时应放出大量的热；ⅳ金属的导热性不应过高 • 综上所叙，纯铁、低碳钢、中碳钢和普通低合金钢能满足 上述条件，所以能顺利地进行氧气切割2）机械下料1）剪切 剪切就是用上、下两剪切刀刃的相对运动切断材料的加工方法剪切一般有斜口剪床、平口剪床、龙门剪床、圆盘剪床 •斜口剪床 斜口剪床的剪切部分是上、下两剪切刀刃，刀刃的长度一般为 300~600mm，下刀片固定在剪床的工作台部分，靠上刀片的上、下运动完成材 料的剪切过程。

见图4－21、图4－22 •平口剪床 平口剪床有上、下两个刀刃，下刀刃固定在剪床工作台的前沿，上刀 刃固定在剪床的滑块上由上刀刃的运动将板料分离因上下刀刃互相平行， 故称为平口剪床见图4－23 •龙门剪床 龙门剪床主要用于剪切直线他的刀刃比其它剪切机的刀刃长，能剪 切较宽的板料，因此龙门剪床是加工中应用最广的一种切割设备如Q11- 13×2500 •圆盘剪床 圆盘剪床上的上下剪切皆为圆盘状剪切时上下圆盘刀以相同的速度 旋转，被剪切的板料靠本身与刀刃之间的摩擦力而进入刀刃中完成剪切工作特点：剪切是连续的，生产效率高，能剪切各种曲线的轮廓，但所剪切的板料弯 曲现象严重，边缘有毛刺，一般适合于薄板的直线或曲线切割3）机械热切割 •1）数控切割 数控切割是按照数学指令规定的程序进行的热切割 •它能准确地切割出直线与曲线组成的平面图形，也能用足够精确的模拟方法 切割其他形状的平面图形 •特点：精度高，生产率比较高，适合于批量生产或自动化生产 •数控切割是由数控切割机来实现的，该机由两大部分组成：数字程序控制系 统（包括稳压电源、光电输入机，运算控制小型计算机等）和执行系统（即 切割机部分）。

•数控切割机的工作原理和程序： •首先对切割的图样进行分析，看零件图线是由哪几个线型组成，并分段编出 指令 •将这些指令连接起来并确定他们的切割顺序 •然后将切割顺序排成一个程序，并在纸带上穿孔，再通过光电输入机输入给 计算机 •切割时，计算机将这些纸带孔的含义翻译并显示出编码，就可得到预定要求 的切割零件见教材P94图4-25数控切割机的原理方框图2）等离子切割 等离子切割是利用高温高速的等离子弧将切口金属及氧 化物熔化，并将其吹走而完成切割的过程它属于熔化切割，它与氧气切割有 本质的区别由于它的温度和速度极高，所以任何高熔点的氧化物都能被熔化 及吹走，因此可切割各种金属3）光电跟踪切割 光电跟踪切割是一台利用光电原理对切割线进行自动跟 踪移动的切割机，它适用于复杂形状零件的切割，是一种高效率，多比例的自 动化切割设备•光电跟踪原理有光量感应法和脉冲相位法两种基本形式•光量感应法是将灯光聚焦形成的光点投射到钢板所划的线上，（要求线粗一些 ，以便跟踪），并使光点的中心位于所划线的边缘，见图若光点的中心位于 线条的中心时，白色线条会使反射光减少，光电感应电也相应减少，通过放大 器后控制和调节司服电动机，使光点中心恢复到线条边缘的正常位置。

第二节 肋骨框架的装焊全宽肋骨型线图 1．简要装焊步骤胎架准备→肋板、普通肋骨、普通横梁定位→梁肘板、舭肘板定 位→画线→临时加强→焊接→检验2．装焊步骤说明（见图8-17） •（肋板、肋骨、横梁定位 将同号的肋板、肋骨、横梁与同号型线对准，并 用马半、铁契固定 •安装横梁肘板和舭板 安装时应注意使整个框架平整无扭曲现象，见图6-15 •画线 将普通肋框拼好，把肋骨型线上的中心线、纵向构件（甲板纵桁、舷 侧纵桁、旁内龙骨）位置线、外板接缝线、水平线等记号，用铳印白漆标画 在肋框上，供分段装配时定位和安装构件用，见图6-15. •临时加强 为了保证分段型线的正确，防止肋骨框架变形，在肋骨框架拼装 妥后，需焊上临时加强型材（图6-16）分段接头处的肋骨框架，一般起着 假舱壁的作用，更需特别加强临时加强应避开前述所画的各种线 •焊接 将框架上面的所有焊缝对称焊好，吊运翻身后，再将另一面的所有焊 缝对称焊好普通肋骨框架的所有焊缝均为连续焊缝一 、普通肋骨框架的装焊1．简要装焊步骤胎架准备→肋板、梁肘板定位→强横梁、强肋骨定位→嵌装肋板、梁肋板→焊接→ 画线→检验2.装焊步骤说明：（见图8-18）宽板肋骨框架的装焊与普通肋骨框架不同，宽板横梁、宽板肋骨、肋板都是对接 的，所以都要经过余量画线和切割后，在进行装配。

它的装配焊接步骤如下 •肋板及梁肘板的定位 将肋板和梁肘板先放到肋骨型线上，用木契垫平，使腹板呈水平 状态，用铁角尺检查它们与型线是否吻合，并画线修割待肋板、梁肘板与型线吻合 后，用铁角尺将两段断线移画到肋骨型线上，如图6-17，喜爱奖肋板和肘板移开 •宽板横梁与宽板肋骨的定位划线 方法与上述肋板定位相仿随后在面板两端与平台 进行定位焊，再将肋板、肘板的断线移画到宽板横梁与宽板肋骨上，切割余量并去渣 ，见图6-18. •嵌装肋板与梁肘板 用脚尺复验肋骨框架的外形是否与型线相吻合，如有局部凸出， 需再进行修割安装临时加强材及支柱后，再用铁角尺将纵向构架线、中心线、水平 线、外板接缝线移画到框架上，见图6-19. •焊接 对称焊接框架正面的所有对接焊缝，然后吊运翻身开槽（刨槽或铲槽）后，再对 称焊接框架另一面的所有对接焊缝这些焊缝均为连续焊缝二 、强肋骨框架的装焊第三节 船用工字结构的装焊工艺及简 单工夹具的应用 一、 H型钢、工字钢、焊接工字钢的应用工字钢过去被称为普通工字钢，由于其翼缘宽度较小，工字钢在腹板和底板连 接出有弧度，使其对截面两个主形心轴的惯性矩相差较大(Ix>>Iy)，而H型钢即为轧制 宽翼缘工字钢，这种型钢与普通工字钢相比，其翼缘内外两侧无斜坡，相互平行，便于 与其他构件相连。

翼缘宽度b与截面高度h较接近，因而对截面两个主形心轴的惯性矩 比较接近工字型钢不论是普通型还是轻型的，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截 面两个主袖的惯性矩相差较大，因此，一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或 将其组成格构式受力构件因而单独使用时也只能用作一般的受弯构件和偏压构件，如 工作平台中的次梁或偏压柱等，当用作组合截面时,则可作主要的受压构件 H型钢属于高效经济截面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等)，由于截面 形状合理，它们能使钢材更高地发挥效能，提高承载能力不同于普通工字型的是H型 钢的翼缘进行了加宽，因为宽翼缘H型钢两个主轴方向惯性半径相差不多，且内、外表 面通常是平行的，这样可便于用高强度螺栓和其他构件连接其尺寸构成合理系列，型 号齐全，便于设计选用窄翼缘H型钢适用于梁或压弯构件，而宽翼缘H型钢和H型钢 桩则适用于轴心受压构件或压弯构件所以H型钢是工字钢的换代产品但是工字钢也不是一无是处，由于壁厚，翼缘 是从外到内有小变大，符合截面的实际受力情况，而且翼缘和腹板间是圆角，所以正常 使用时不会发生局部失稳，没有较大的集中力就不用验算也不用加劲肋 H型钢与工字钢的区别•1、工字型钢不论是普通型还是轻型的，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主袖 的惯性矩相差较大，因此，一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受 力构件。

对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用，这就使其在应用范 围上有着很大的局限 •2、 h型钢属于高效经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等)，由于截面形状合理， 它们能使钢材更高地发挥效能，提高承裁能力不同于普通工字型的是h型钢的翼缘进行了加 宽，且内、外表面通常是平行的，这样可便于用高强度螺桂和其他构件连接其尺寸构成合理 系列，型号齐全，便于设计选用 •3、h型钢的翼缘都是等厚度的，有轧制截面，也有由3块板焊接组成的组合截面工字钢都是 轧制截面，由于生产工艺差，翼缘内边有1：10坡度H型钢的轧制不同于普通工字钢仅用一套 水平轧辊，由于其翼缘较宽且无斜度(或斜度很小)，故须增设一组立式轧辊同时进行辊轧，因 此，其轧制工艺和设备都比普通轧机复杂 国内可生产的最大轧制h型钢高度为800mm，超过 了只能是焊接组合截面 •我国热轧H型钢国标（GB/T11263-1998）将h型钢分为窄翼缘、宽翼缘和钢桩三类，其代号分 别为hz、hk和hu窄翼缘h型钢适用于梁或压弯构件，而宽翼缘h型钢和h型钢桩则适用于轴心 受压构件或压弯构件 工字钢与H型钢相比，等重量前提下，w、 ix、 iy都不如h型钢 。

在计算时都是用长度乘以理论重量来计算构件的重量的 正装法； 侧装法； 自动流水线装焊法二、工字结构的装焊工艺第四节 船用工字结构的装焊质量要求热轧H型钢和部分T型钢GB11263 热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 706- 1988 热轧槽钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 707-1988 热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 9787 -1988 热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 9788-1988 焊接工字钢则应符合钢结构建造规范的相应要求。