本發(fā)明涉及船舶制造領(lǐng)域，特別涉及一種槽型艙壁板的裝焊方法。

背景技術(shù)：

1、散貨船的船體結(jié)構(gòu)中存在數(shù)量眾多的槽型艙壁板，槽型艙壁板由平直鋼板折彎后拼接而成，槽型艙壁板具有自身剛性大，抵抗變形能力強，無需其它加強結(jié)構(gòu)，占據(jù)貨艙容積少，不易造成貨物殘留等優(yōu)點，所以被散貨船廣泛采用。但槽型艙壁板的制作精度要求高，如槽底和槽口的寬度、槽底的平面度、槽壁傾斜角度、槽壁轉(zhuǎn)圓半徑、槽壁總寬度等數(shù)據(jù)允許波動范圍小，否則完工的槽型艙壁板很難與相鄰槽型艙壁板結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對接及角接形式的裝配焊接，且返工處理難度大。而槽型艙壁板的對接縫在焊接過程中容易發(fā)生兩側(cè)向上翹起的橫向角變形和橫向收縮變形，經(jīng)常會發(fā)生槽型艙壁板焊后需要返工的建造質(zhì)量問題。

2、現(xiàn)有技術(shù)中槽型艙壁板的焊接是將完成下料和坡口加工(采用4～10mm坡口間隙的對接節(jié)點)的單件壁板單元逐一吊放到提前預(yù)制好的平面胎架上并與平面胎架臨時焊接固定，然后采用數(shù)量眾多(300～400mm安裝焊接1件)的臨時卡碼對相鄰的壁板單元的對接縫進行臨時剛性固定。完成裝配后，采用fcaw法(藥芯焊絲co2氣體保護焊)對對接縫進行多層多道焊接。完成焊接后采用氣體火焰切割或碳弧氣刨拆除所有臨時固定卡碼，最后對數(shù)量眾多的臨時固定卡碼留下的疤痕進行補焊打磨處理，盡量恢復(fù)原狀。現(xiàn)有技術(shù)制作過程參見圖1所示。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)裝焊槽型艙壁板的缺點有：

4、1、采用fcaw方法焊接，需小電流、多層多道焊接、焊道與焊道間均需徹底清渣方可進行下一道焊的焊接，焊接效率低。fcaw方法為手工焊接，焊接勞動強度大。fcaw方法為明弧焊接，強烈的弧光和大量的焊接煙塵及高溫的金屬飛濺物對焊工健康危害大。全程采用fcaw方法焊接，消耗co2氣體多，碳排放量大，不環(huán)保。

5、2、對接節(jié)點的坡口根部間隙大(否則無法焊透)，對接縫的橫截面積大，所需的焊縫金屬填充量多，消耗焊接材料多，焊接時間長，施工成本高，且焊接過程累積的焊接應(yīng)力和焊接變形大。

6、3、焊接過程中多層多道焊接，對接縫根部和面部熱脹冷縮的時機不同，根部和面部的熱脹冷縮程度嚴重不對稱，導(dǎo)致焊后焊縫兩側(cè)產(chǎn)生向上翹起的角變形傾向大，焊后需矯正處理。

7、4、需安裝焊接數(shù)量眾多的臨時固定卡碼，焊前安裝及焊后拆除時間長，且臨時卡碼不可多次重復(fù)利用，臨時卡碼的材料和施工工時成本高。且焊接過程中在臨時卡碼位置焊接無法連續(xù)進行，需焊接中斷后，繞過卡碼再繼續(xù)焊接，導(dǎo)致焊縫接頭多，影響焊縫外觀及內(nèi)部質(zhì)量。而焊后處理臨時卡碼疤痕的工時多，且很難完全恢復(fù)至原狀。

8、5、正是因為安裝了眾多的臨時固定卡碼，導(dǎo)致無法進行高效自動焊的焊接施工，焊接效率低，焊接勞動強度大，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。

9、6、采用平面胎架，缺乏精確的剛性約束，焊前裝配時不易保證槽型壁的槽型精度，且焊接過程中容易發(fā)生焊縫兩側(cè)向上翹起的角變形或焊縫橫向收縮變形，槽型壁焊后的平面度及槽型艙壁板的槽寬和槽型艙壁板的總寬尺寸不易保證。

10、7、采用平面胎架，為了確保槽型壁的穩(wěn)定性和安全要求，需對槽型壁與平面胎架間進行多處臨時焊接固定，施工工序多，且待槽型艙壁板完成焊接后需對該臨時焊接固定區(qū)域進行切割拆除，破壞胎架面的原始狀態(tài)，對平面胎架的傷害多，不能保證胎架的精度，影響后續(xù)槽型壁的制作精度，不利于胎架的多次重復(fù)利用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提出一種槽型艙壁板的裝焊方法，通過制造槽型胎架，利用花籃螺栓固定槽型壁板，實現(xiàn)槽型壁板被槽型胎架精確而穩(wěn)固的限位和固定，同時通過采用fgb法單面埋弧自動焊實現(xiàn)對槽型壁對接縫的無卡碼裝配和無間隙單面焊接，達到單面焊雙面成形效果。

2、本發(fā)明可提高槽型艙壁板的制作精度、裝焊效率、焊接質(zhì)量，簡化槽型艙壁板的裝焊工序，降低槽型艙壁板對接縫的焊接填充量，減少槽型艙壁板的焊接變形量，避免批量制作槽型艙壁板的過程中頻繁對胎架進行反復(fù)修割，確保裝焊槽型艙壁板的槽型胎架的精度穩(wěn)定性，提高槽型胎架的重復(fù)利用率，同時提高批量制作槽型艙壁板的質(zhì)量穩(wěn)定性。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

4、一種槽型艙壁板的裝焊方法，包括如下步驟：

5、s1、制作槽型胎架

6、根據(jù)槽型艙壁板的尺寸規(guī)格制作槽型胎架，槽型胎架的u型槽的尺寸與槽型艙壁板的槽型尺寸完全一致(包括槽底寬度、槽口寬度、槽底平面度、槽面傾斜角度、轉(zhuǎn)圓起始位置、轉(zhuǎn)圓半徑等)。

7、槽型胎架的結(jié)構(gòu)包括底部支架以及設(shè)于底部支架上的槽型模架，所述槽型模架上設(shè)有若干與槽型艙壁板的槽型完全一致的u型槽，槽型模架用于放置壁板單元便于相鄰的壁板單元焊接；所述底部支架上設(shè)有下耳板；在所述槽型胎架的u型槽的槽底中心位置和槽頂?shù)闹行奈恢迷O(shè)置讓位槽；

8、s2、制作壁板單元

9、根據(jù)設(shè)計要求對平直鋼板進行切割下料、焊接坡口加工，然后在折彎機上進行折彎加工處理制得壁板單元；

10、s3、首件壁板單元固定

11、將第一件壁板單元吊放到槽型胎架上的u型槽上，在壁板單元的背面折彎轉(zhuǎn)圓位置焊接上耳板；然后用拉緊裝置將壁板單元上的上耳板和底部支架上的下耳板連接，拉緊裝置需對壁板單元形成斜向拉力，使壁板單元的下表面與槽型模架的上表面充分接觸并貼緊。第一件壁板單元可以鋪設(shè)在槽型胎架的其中一邊，其余壁板單元逐漸向中間鋪設(shè)，也可以將第一件壁板單元鋪設(shè)在槽型胎架的中間位置，其余壁板單元再逐漸向兩側(cè)鋪設(shè)；對于鋪設(shè)的順序并不會影響裝焊的質(zhì)量，因此，本發(fā)明對壁板單元的鋪設(shè)順序無限制性要求，只需將槽型胎架鋪滿即可。

12、s4、其余壁板單元固定

13、將其余壁板單元依次吊裝到槽型胎架上，并同樣用拉緊裝置將壁板單元上的上耳板和底部支架上的下耳板連接，兩件相鄰的壁板單元在槽型模架的u型槽的槽底或槽頂位置的讓位槽處形成對接縫；

14、s5、裝配壁板單元的對接縫

15、各壁板單元在槽型胎架上固定好后采用fcaw法(藥芯焊絲co2氣體保護焊)對各相鄰的壁板單元的對接縫進行間斷的定位焊焊接固定。每段定位焊長度50～80mm，定位焊厚度4～6mm，定位焊間斷長度300～500mm。定位焊焊絲直徑1.2mm，定位焊焊接電流220a±10％，焊接電壓28v±10％，co2氣體流量20l/min。定位焊焊接后需徹底清除定位焊縫表面覆蓋的焊渣。完成定位焊的各壁板單元的下表面均與槽型模架的上表面充分接觸壓緊，對各壁板單元形成穩(wěn)固的剛性限位約束。常規(guī)技術(shù)中，對壁板單元的對接縫焊接過程中，會有2種焊接變形趨勢：垂直于焊縫長度方向的橫向收縮變形和焊縫兩側(cè)向上翹起的角變形。而本發(fā)明由于各壁板單元的下表面均與槽型模架的上表面充分接觸壓緊，形成穩(wěn)定的剛性約束，有效防止其橫向收縮變形和角變形，確保其槽型壁焊后精度符合技術(shù)要求。

16、s6、安裝fgb襯墊

17、完成各相鄰壁板單元的對接縫的定位焊后，在各相鄰壁板單元的對接縫的背面通過讓位槽安裝fgb襯墊，fgb襯墊的中心與各對接縫的中心對正，fgb襯墊與壁板單元之間及各fgb襯墊與fgb襯墊的接頭之間均需充分壓緊，防止焊接過程中高溫的液態(tài)金屬溶出下墜甚至向下溢流，導(dǎo)致產(chǎn)生焊接缺陷或焊接過程中斷。

18、s7、鋪設(shè)鐵粉和焊接小車路軌

19、完成fgb襯墊安裝后，在坡口的根部均勻鋪設(shè)專用焊接鐵粉，鐵粉鋪設(shè)厚度5～10mm，在有定位焊縫的區(qū)域適當(dāng)減少鐵粉鋪設(shè)量，確保鐵粉鋪設(shè)完成后，鐵粉的上表面高度基本一致。在壁板單元的對接縫的局部根部間隙較大的區(qū)域適當(dāng)增加鐵粉的鋪設(shè)量(防止該區(qū)域焊穿、同時確保該區(qū)域的焊縫余高與整體焊縫的余高基本一致)。鋪設(shè)焊接鐵粉的作用：防止燒穿、提高焊接熔敷效率。在鋪設(shè)鐵粉階段同步完成焊接小車路軌的鋪設(shè)，焊接小車路軌與槽型壁板保持一定的平行距離。

20、s8、對壁板單元的對接縫進行fgb法埋弧焊

21、完成鐵粉鋪設(shè)后，開始準備對壁板單元的對接縫進行fgb法單面埋弧自動焊。調(diào)整焊絲(采用φ4.8mm埋弧焊焊絲)端部及紅外線檢測點對準對接縫的中心，然后打開焊劑斗的閥門開關(guān)，焊劑自動流下覆蓋在對接縫的表面。設(shè)置好焊接參數(shù)(焊接電流700～800a，焊接電壓29～31v，焊接速度20～36cm/min，焊絲干伸長40～45mm)后，啟動焊接按鈕，自動完成整條對接縫的fgb法埋弧自動焊焊接，單面焊雙面成形。在fgb埋弧自動焊焊接過程中將裝配定位焊的焊縫點重新徹底熔化后形成新的焊接熔池，降溫凝固后形成焊縫，整條焊縫正反兩面(表面)成形均勻一致。焊接電流大，焊接熔池溫度高，焊材和母材(坡口區(qū)域)熔化徹底，焊劑形成的渣殼對焊接熔池的保護徹底，焊縫內(nèi)部熔合質(zhì)量好。

22、s9、拆除fgb襯墊

23、所有對接縫焊接完成后，拆除fgb襯墊，將壁板單元表面的fgb襯墊殘留物徹底清除干凈；

24、s10、松開所有拉緊裝置

25、拆除fgb沉襯墊后，松開并拆除所有拉緊裝置，槽型模架失去對壁板單元的剛性固定約束；

26、s11、拆除所有上耳板

27、采用割炬或碳弧氣刨拆除所有的上耳板，并對拆除上耳板留下的疤痕進行補焊打磨處理，恢復(fù)原狀，從而完成一塊槽型艙壁板的制作。

28、在此之后，采用吊機將制作完成的槽型艙壁板從胎架上吊起、移開，重復(fù)上述步驟，完成下一個槽型艙壁板的制作。

29、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述槽型模架包括第一槽型模板和第二槽型模板，u型槽連續(xù)地設(shè)于第一槽型模板和第二槽型模板上，所述第一槽型模板和第二槽型模板的結(jié)構(gòu)特征一致，且所述第一槽型模板和第二槽型模板平行并豎向設(shè)置于底部支架上。第一槽型模板和第二槽型模板的結(jié)構(gòu)使得槽型模架結(jié)構(gòu)簡單，又不會影響壁板單元的焊接。

30、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，在所述底部支架上還設(shè)置有第三槽型模板，所述第三槽型模板與所述第一槽型模板或第二槽型模板的結(jié)構(gòu)特征一致，所述第三槽型模板設(shè)于第一槽型模板和第二槽型模板之間，第三槽型模板與第一槽型模板和第二槽型模板相互平行且豎向設(shè)置。

31、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述底部支架包括若干柱腳，所述柱腳豎向固定于各槽型模板的u型槽的正下方，此外，還包括有連接橫桿，所述連接橫桿連接在各槽型模板下方的柱腳之間，連接橫桿可以保證底部支架的穩(wěn)定性。

32、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述柱腳的下端還與地面預(yù)埋鋼結(jié)構(gòu)焊接固定，以保證底部支架固定在地面上，進一步保證底部支架的穩(wěn)定性。

33、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述柱腳的頂部設(shè)有嵌槽，各槽型模板對應(yīng)嵌入各自的柱腳的嵌槽中并焊接固定。

34、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述連接橫桿包括上層連接橫桿和下層連接橫桿，兩層連接橫桿可以保證底部支架的穩(wěn)定性滿足槽型艙壁的焊裝要求。

35、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述下耳板設(shè)于所述下層連接橫桿或所述柱腳上。

36、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述拉緊裝置為彈簧或者花籃螺栓。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為：

38、本發(fā)明采用fgb法埋弧自動焊焊接，焊接電流大、可單道焊接，焊接效率高；焊接過程為自動化焊接，焊接勞動強度小，焊接過程無弧光和焊接煙塵及高溫的金屬飛濺物，對焊工的健康危害程度低。不消耗co2氣體，無碳排放，能源利用率高，節(jié)能環(huán)保。

39、對接節(jié)點的坡口根部間隙小，對接縫的橫截面積小，所需的焊縫金屬填充量少，消耗焊接材料少，焊接時間短，施工成本低，焊接過程累積的焊接應(yīng)力和焊接變形小。

40、采用fgb法埋弧自動焊焊接，焊接電流大、可單道焊接，對接縫根部和面部熱脹冷縮的時機同步，根部和面部的熱脹冷縮程度接近，焊后焊縫兩側(cè)產(chǎn)生向上翹起的角變形傾向小，焊后無需矯正處理。

41、本發(fā)明無需安裝焊接數(shù)量眾多的臨時固定卡碼，有效節(jié)約臨時卡碼的材料和施工工時成本，且因無需安裝焊接數(shù)量眾多的臨時固定卡碼，焊接過程連續(xù)進行，焊縫接頭少，焊縫外觀及內(nèi)部質(zhì)量好，同時焊后無需處理臨時卡碼疤痕，有效減少對槽型壁板表面的損傷。

42、本發(fā)明采用槽型胎架，具有精確的剛性約束，焊前裝配時可保證槽型壁的槽型精度，焊接過程中不易發(fā)生焊縫兩側(cè)向上翹起的角變形和焊縫橫向收縮變形，可以保證槽型壁焊后的平面度，保證槽型壁焊后的槽寬及槽型壁的總寬尺寸。槽型胎架的設(shè)置無需對槽型壁與槽型胎架間進行多處臨時焊接固定，施工工序少，也無需對壁板槽型與平面胎架間進行多處臨時焊接固定，待壁板單元完成焊接后無需對該臨時焊接固定區(qū)域進行切割拆除，不會破壞胎架面的原始狀態(tài)，對槽型胎架的傷害少，可保證胎架的精度，不影響后續(xù)槽型壁的制作精度，有利于胎架的多次重復(fù)利用