CN107931990A - 一种船舶艏柱结构的制造方法 - Google Patents

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区振棠
彭秀清
郭冠晖
刘亚
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Abstract

本发明公开了一种船舶艏柱结构的制造方法，包括以下步骤：将设计成型的艏柱结构从中部划分为上段和下段，采用铸钢材料分别进行铸造；对两段铸件进行预热，采用双面对称焊将两段铸件对接焊上；焊接完成后，对整体铸件进行焊后热处理；再对整体铸件进行无损探伤操作。本发明所提供的船舶艏柱结构的制造方法，通过采用铸钢材料进行分段铸造的方式，简化了艏柱内部结构设计和制作，避免了狭小空间焊接、大曲度外板的加工难题；采用焊前预热、双面对称焊减少外侧应力，有效的避免裂纹缺陷的产生，为类似铸钢结构的焊接制作提供了参考标准，降低了艏柱结构在加工、焊接时的难度，提高工作效率。同时，采用铸钢材料也解决了拖曳钢丝绳的刮蹭耐磨问题。

Description

一种船舶艏柱结构的制造方法
技术领域
本发明涉及船舶结构制作安装技术领域，具体涉及一种船舶艏柱结构的制造方法。
背景技术
艏柱是船舶首部最前端的构件，也是船体最重要的构件之一，船舶艏部的外板、甲板、平台和舷侧的纵桁都是在艏柱处结束。专业挖沟船通常在船舶艏部设置拖曳挖沟机的绞车，同时为了维持拖曳挖沟机的钢丝绳的出绳方向与船艏方向基本一致，并防止钢丝绳跑位，因此要求船舶艏部能够承受钢丝绳的拉力。同时，由于艏柱其整体尺寸较大，剖面结构形状较为复杂，焊接空间较为狭小，焊接时容易出现裂纹缺陷，因此艏柱结构存在较大的加工、焊接难度。此外，目前业内对于焊缝无损探伤检测尚未有明确的标准作为支持。
发明内容
为了克服现有船舶艏柱结构加工难度大的技术问题，本发明提供一种船舶艏柱结构的制造方法，降低了艏柱结构的加工、焊接难度，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明所提供的一种船舶艏柱结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将设计成型的艏柱结构从中部划分为上段和下段，采用铸钢材料分别进行铸造；
步骤二、在焊接前先对两段铸件进行预热，再采用双面对称焊将两段铸件对接焊上；
步骤三、焊接完成后，对整体铸件进行焊后热处理；
步骤四、对整体铸件进行无损探伤操作。
进一步地，在步骤二中，焊接前应开好双面坡口。
进一步地，在步骤二中，焊接时采用多层多道焊，反面焊前要用碳刨清根出白后焊接三到四道。
进一步地，在步骤二中，焊接时反面要用陶瓷垫片对铸件保温，并保证温度不超过220℃。
进一步地，在步骤三中，焊后热处理具体为焊接完成后，将铸件加热至400℃～420℃进行保温，再用保温棉包住铸件使其缓冷至室温并进行回火处理。
进一步地，在步骤四中，所述无损探伤操作采用射线探伤与超声波探伤相结合的方式。
进一步地，在步骤二中，所述预热温度为150℃。
进一步地，在步骤一中，所述铸钢材料牌号为ZG230-450C。
本发明所提供的一种船舶艏柱结构的制造方法相比于现有技术，具有以下技术效果：
通过采用铸钢材料进行分段铸造的方式，简化了艏柱内部结构设计和制作，避免了狭小空间焊接、大曲度外板的加工难题；采用焊前预热、双面对称焊减少外侧应力，有效的避免裂纹缺陷的产生，为类似铸钢结构的焊接制作提供了参考标准，从而降低了艏柱结构在加工、焊接时的难度，提高了工作效率。同时，采用铸钢材料也解决了拖曳钢丝绳的刮蹭耐磨问题。
附图说明
图1为本发明实施例的一种船舶艏柱结构的结构示意图。
其中，1、艏柱结构的上段，2、艏柱结构的下段。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施例所述的一种船舶艏柱结构的制造方法，包括以下步骤：
步骤一、将设计成型的艏柱结构从中部划分为上段1和下段2，采用铸钢材料分别进行铸造；
步骤二、在焊接前先对两段铸件进行预热，再采用双面对称焊将两段铸件对接焊上；
步骤三、焊接完成后，对整体铸件进行焊后热处理；
步骤四、对整体铸件进行无损探伤操作。
通过采用铸钢材料进行分段铸造的方式，简化了艏柱内部结构设计和制作，避免了狭小空间焊接、大曲度外板的加工难题；采用焊前预热、双面对称焊减少外侧应力，有效的避免裂纹缺陷的产生，为类似铸钢结构的焊接制作提供了参考标准，从而降低了艏柱结构在加工、焊接时的难度，提高了工作效率。同时，采用铸钢材料也解决了拖曳钢丝绳的刮蹭耐磨问题。优选地，在步骤一中，铸钢材料牌号为ZG230-450C，步骤二中预热温度为150℃。
优选地，在步骤二中，焊接前应开好双面坡口，以便于进行双面对称焊，提高焊接质量。
优选地，在步骤二中，焊接时采用多层多道焊，反面焊前要用碳刨清根出白后焊接三到四道，其目的是保证焊缝质量。
优选地，在步骤二中，焊接时反面要用陶瓷垫片对铸件保温，并保证温度不超过220℃。
优选地，在步骤三中，焊后热处理具体为焊接完成后，将铸件加热至400℃～420℃进行保温，再用保温棉包住铸件使其缓冷至室温并进行回火处理，其目的是通过焊后热处理工艺减小铸件的内应力，提高铸件质量。
优选地，在步骤四中，无损探伤操作采用射线探伤与超声波探伤相结合的方式，其目的是确保艏柱结构质量合格。
如图1所示，本实施例所述的带弧型的船舶艏柱结构，横剖面形状为W型，纵剖面为L形，其中，铸件的展开围长达7米以上，最宽1050mm，铸件根据艏柱结构的线型进行光顺，板厚及剖面形状随位置变化而变化，壁厚不等，最薄处为40mm，槽尖端处厚达150mm以上。
其制造步骤如下：
(1)将设计成型的艏柱结构从中部划分为上段1和下段2，采用铸钢材料ZG230-450C分别进行铸造；
(2)铸钢件上下段先以艏柱平面为基面组装，将铸钢件上下段对接处坡口处理完并加好码板、加强后，把铸件整体翻身90°至正态，放落至铸件胎架上，做好加强支撑固定，再将两段铸件对接焊上；焊前先对铸钢件进行预热，预热温度为150℃。
预热后，首先两名焊工同时对称施焊内侧焊缝，板薄处填充约16mm，板厚处填充约25mm后，在外侧进行碳刨，刨完打磨干净。然后填充外部焊缝，待板薄处填充约8mm，板厚处填充约25mm后，测量铸件的精度是否在允许范围内，如果铸件精度还未达到标准，可在外侧加焊两三道。最后内外各两名焊工同时焊接内、外焊缝至焊完。因板厚处填充的厚度更大，所以在加厚该处的焊缝厚度时要将起熄弧点留在板薄处，起熄弧点需碳刨打磨干净。焊接过程中反面要用陶瓷垫片保温，并保证温度不超过220℃。
(3)焊接完成后，将铸件加热至400℃～420℃保温3h，再用保温棉包住铸件使其缓冷至室温并进行回火处理。
(4)最后对整体铸件进行无损探伤操作，对基础壁厚为40mm的部位，采用射线探伤进行检测。而尖端处板厚超过130mm的部位，采用超声波探伤进行检测。
综上，本发明所提供的一种船舶艏柱结构的制造方法，通过采用铸钢材料进行分段铸造的方式，简化了艏柱内部结构设计和制作，避免了狭小空间焊接、大曲度外板的加工难题；采用焊前预热、双面对称焊减少外侧应力，有效的避免裂纹缺陷的产生，为类似铸钢结构的焊接制作提供了参考标准，从而降低了艏柱结构在加工、焊接时的难度，提高了工作效率。同时，采用铸钢材料也解决了拖曳钢丝绳的刮蹭耐磨问题。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种船舶艏柱结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将设计成型的艏柱结构从中部划分为上段和下段，采用铸钢材料分别进行铸造；
步骤二、在焊接前先对两段铸件进行预热，再采用双面对称焊将两段铸件对接焊上；
步骤三、焊接完成后，对整体铸件进行焊后热处理；
步骤四、对整体铸件进行无损探伤检测。
2.如权利要求1所述的凹槽型艏柱的制造方法，其特征在于，在步骤二中，焊接前应开好双面坡口。
3.如权利要求1所述的船舶艏柱结构的制造方法，其特征在于，在步骤二中，焊接时采用多层多道焊，反面焊前要用碳刨清根出白后焊接三到四道。
4.如权利要求1所述的船舶艏柱结构的制造方法，其特征在于，在步骤二中，焊接时反面要用陶瓷垫片对铸件保温，并保证温度不超过220℃。
5.如权利要求1所述的船舶艏柱结构的制造方法，其特征在于，在步骤三中，焊后热处理具体为焊接完成后，将铸件加热至400℃～420℃进行保温，再用保温棉包住铸件使其缓冷至室温并进行回火处理。
6.如权利要求1所述的船舶艏柱结构的制造方法，其特征在于，在步骤四中，所述无损探伤检测采用射线探伤与超声波探伤相结合的方式。
7.如权利要求1所述的船舶艏柱结构的制造方法，其特征在于，在步骤二中，所述预热温度为150℃。
8.如权利要求1所述的船舶艏柱结构的制造方法，其特征在于，在步骤一中，所述铸钢材料牌号为ZG230-450C。
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