CN103612712B - 铝合金分段的胎架制造方法 - Google Patents

Abstract

一种铝合金分段胎架的制造方法，在高度为800mm～1000mm的底部框架上，制作正造胎架；铝合金分段施工程序包括胎架制作、构件部装、甲板中组装、内围壁预先定位、安装前后围壁外侧板、结构焊接、结构验收和总组吊装；采取甲板中组装方案制作胎架；铝材质采用钢铝复合接头连接。本发明确定了严格的工装工艺铝合金分段采取了正造方式，在装配作业流程上制定了具体的部装、中组装等作业流程，从而保证了分段装配、焊接质量。

Description

铝合金分段的胎架制造方法

技术领域

本发明涉及船舶胎架制造，特别是一种船舶铝合金分段的胎架制造方法。

技术背景

某型船是正在建造中的一艘特殊用途船舶，该船与常规船舶不同的是有相当部份分段采用钢铝混合材料，其中上层建筑分段则是全部采用铝合金材料制造，沪东中华造船（集团）有限公司是首次承建此类型船舶，全船铝合金分段十几个，约占分段总量的15％。铝合金分段主要材料为5083H116及6082T6（铝合金带筋板），为保证铝合金分段的装配、焊接质量，保证分段总组吊装不变形，在正式开工前，工程技术人员对铝合金分段制造所需的工装胎架制作工艺进行了研究分析，并通过制作模拟分段对胎架制作工艺进行数据考评。并设立专门的铝合金分段制造室内场地，确定了装配作业程序。在研究分析中发现铝合金材质板薄易变形，装焊时随快速加热冷却会产生膨胀收缩出现变形，这使得铝合金材料装焊时存在较大的不确定因素。对铝合金分段采用正造与反造两种方案进行了具体的比较。通过模拟分段分析确认如采用正造方式则无需翻身吊装，可避免总组吊装变形风险。采取甲板中组装方法可使甲板面没有定位焊脚。考虑到上层建筑分段均为半立体分段，甲板及外侧壁板厚仅4mm，板材刚性弱，故分段建造适合采用正造胎架方式。根据钢铝不能直接接触的特殊性，在工装胎架设置时必须考虑采用钢铝混合结构胎架，即采用钢质柱桩，与铝合金分段连接处则采用铝质胎板，钢质柱桩和铝质胎板则采用螺栓连接的方式，这样既能确保钢铝不直接接触，又能保证铝合金分段的制造质量。

发明内容

本发明的目的在于克服铝合金分段装焊总组吊装中现有工艺技术的不足，提供一种铝合金分段制造的安装方法，该方法能够确保铝合金分段装配、焊接具有可操作性，能够确保铝合金分段吊装结构不变形具有安全性。

为解决上述工艺技术难题，本发明的技术解决方案如下：

一种铝合金分段胎架的制造方法，该方法的特点如下：

1）在高度为800mm～1000mm的底部框架上，制作正造胎架：该胎架以钢质槽钢为柱桩与铝合金分段连接处采用铝质胎板、钢质柱桩和铝质胎板用螺栓连接，提供可调节式支撑点的线型型值，甲板与舱壁支撑点的线型规定要求提供胎架型值是全方位的，既有舱壁纵向型值又有横向型值；

2）在胎架设置时，既需要考虑提供的型值点能够保证甲板梁拱线型与围壁板支撑点数据的正确性，又要考虑钢、铝材质的衔接，以钢质槽钢为柱桩与铝质胎板用螺栓连接，组合成可调节通用式正造胎架；

3）铝合金分段施工程序包括胎架制作、构件部装、甲板中组装、内围壁预先定位、安装前后围壁外侧板、结构焊接、结构验收和总组吊装；

4）采取甲板中组装方案制作胎架：预先压制出甲板线型，在线型平台上铺板拼接，进行刚性固定，甲板采取平角焊焊接安装T字横梁纵梁结构部件，然后再翻身定位到正造分段的舱壁上；

5）在铝合金舱壁的四周或下端铝合金与钢质分段相接部分，采取钢铝衬垫板连接方法，即用钢铝复合接头连接，采用宽16×厚28的钢铝衬垫板接头连接。

本发明实施了多项技术创新方法，使整个铝合金分段制造的胎架工艺与生产实际相匹配。装配、总组吊装顺利实施，其效果是：

确定了严格的工装工艺铝合金分段采取了正造方式，在装配作业流程上制定了具体的部装、中组装等作业流程，从而保证了分段装配、焊接质量。

1、正造胎架：工装设置以钢质材作为柱桩，与铝合金分段连接处采用铝质胎板、钢质柱桩和铝质胎板用螺栓连接，提供可调节式支撑点的线型型值，甲板与舱壁支撑点的线型规定要求提供胎架型值是全方位的，既有舱壁纵向型值又有横向型值。

2、分段装配作业程序：铝合金分段装配作业程序为部装，即先由车间进行的结构件小部装，然后是甲板与T字拱梁部件中组装配翻身定位到横向肋板与纵向壁板上进行结构连接、装配总组、吊装。

3、立焊方法：主要是解决仰角焊难题，正造分段柱桩密集，无法实施仰角焊，故采用甲板中组装方法，将甲板铺设在胎板上预先拼板采取立焊方式焊接甲板及T字结构部件，然后翻身定位到舱壁上，消除了甲板定位焊脚。

4、钢铝复合接头——在铝合金分段纵横舱壁与钢质壁板的接合处，采取16（宽）×28（厚）钢铝衬垫板接头衔接，为确保在装配时人员能进入分段内部作业，设置高度为800mm～1000mm的框架支撑点，保证了分段顺利施工作业。

附图说明

图1是本发明钢铝胎架链接形式。

图2是本发明钢铝复合接头链接形式。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

本发明铝合金分段胎架的制造方法，特点是：

1.正造胎架设置

通过模拟分段综合数据分析评估，铝合金分段决定采取以甲板为基面的正造方法，胎架的具体制作方法如下：制作钢铝混合型可调节式通用胎架，即以钢质槽钢为柱桩，与铝合金结构连接处设置可调节的铝合金材质胎板，由于钢铝不能连接的特殊性，钢铝采用螺栓连接，提供甲板抛势型值与肋板、舱壁的定位值。由于舱壁间距较宽，在胎架设置时需加密支撑点型值来确保有足够支撑，保证曲率线型的正确性，保障结构壁板的坚固。装焊时不变形。

2.分段装焊作业程序

分段装焊作业程序包括结构部件制作、甲板构件中组装，甲板拼装后按抛势样板压出甲板线型，安装T字横梁纵梁结构部件，再翻身定位到内围壁与肋板上。外围围壁安装结构部装。甲板中组装——内围壁预先定位到胎架——甲板组合件翻身定位到内围壁与肋板舱壁上——前后围壁及外侧壁安装——结构焊接——管系——舾装件安装、总组——吊装。

3.立焊方式

甲板分段的焊接以往采取的是常规反造方式，甲板搁置在胎架上进行立焊焊接不会产生仰角焊难题。现在采取了正造方式，且由于增加了许多立柱支撑点，在狭小的舱室中只能采用仰角焊焊接方式，这不利于甲板结构的焊接成型质量，同时会产生较多的焊脚。为此在采取甲板中组装时，先将甲板搁置在线型胎架平台上进行拼板，压出抛势线型，然后安装T字结构部件，采取立焊方式进行平角焊接，焊接固定后将甲板构件翻身到分段的内舱壁上，较好的解决了仰角焊难题。

4、钢铝结构的连接方法

铝合金分段制造的特殊性在于钢铝材质不能直接接触，因此在纵横板壁钢铝材质板的连接上采用了复合接头的方式，如铝板的四周都是钢板，则四周都用复合接头与钢板连接。用16（宽）×28（厚）钢铝垫板接头连接，涂上胶水与螺栓拧紧，保持板缝密封，既为复合接头连接方式，为保证装配人员能够进入铝合金分段内部作业，分段底部定位高度为800mm～1000mm。

通过多个阶段的实施，铝合金分段制造的胎架工艺文件正式确定并投入运行，首创的胎架正造模式，使铝合金分段壳体线型具有正确性与完整性。

在我国船舶建造中如此大规模的铝合金分段尚属首次，一个合适胎架制造工艺能够适合铝合金分段的施工技术要求，节约了分段翻身吊装所需的大量加强材料，避免了翻身吊装变形风险，具有可操作性、安全性，提高了分段的安装质量，因此具有非常重要的意义。此项技术攻关成果对后续船提供非常有价值的借鉴，为新型材料在船舶领域的应用探索出一条新路。

Claims (1)

1.一种铝合金分段胎架的制造方法，其特征在于该方法包括：

1)在高度为800mm～1000mm的底部框架上，制作正造胎架：该胎架以钢质槽钢为柱桩，与铝合金分段连接处采用铝质胎板、钢质柱桩和铝质胎板用螺栓连接，提供可调节式支撑点的线型型值，甲板与舱壁支撑点的线型规定要求提供胎架型值包括舱壁纵向型值和舱壁横向型值；

2)在胎架设置时，考虑提供的型值点能够保证甲板梁拱线型与围壁板支撑点数据的正确性，采用加密支撑点型值，以钢质槽钢为柱桩，考虑钢、铝材质的衔接，，钢质槽钢与铝质胎板用螺栓连接，组合成可调节通用式正造胎架；

3)铝合金分段施工程序包括胎架制作、构件安装、甲板中组装、内围壁预先定位、安装前后围壁外侧板、结构焊接、结构验收和总组吊装；

4)甲板中组装方案采取制作胎架：预先压制出甲板线型，在线型平台上铺板拼接进行刚性固定，甲板采取平角焊焊接安装T字横梁纵梁结构部件，然后再翻身定位到正造分段的舱壁上；

5)在铝合金舱壁的四周或下端铝合金与钢质分段相接部分，采取钢铝衬垫板连接方法，即用钢铝复合接头连接，采用宽16×厚28的钢铝衬垫板接头连接。