Сварка корпуса судна на построечном месте

Сварочные работы при формировании корпуса судна относятся к наи­более ответственным и трудоемким. Монтажные соединения между сек­циями и блоками приходится выполнять в различных пространствен­ных положениях. Протяженность швов одного размера и одинакового положения в пространстве в отдельных районах судна относительно не­большая.

Многие швы расположены в стесненных, неудобных для свар­ки местах. Все эти обстоятельства затрудняют сварку монтажных соединений и ограничивают использование автоматической сварки. На долю автоматической сварки под флюсом приходится до 3% общего объема сварочных работ, а вертикальной автоматической сварки с принудитель­ным формированием шва в среде углекислого газа до 2%.

Достаточно широко применяют полуавтоматическую сварку вере­де углекислого газа, если обеспечены защита электрической дуги от ветрового воздействия или эффективная вентиляции при сварке в за­крытых помещениях. Находит применение полуавтоматическая свар­ка порошковой проволокой, которая может выполняться в различных пространственных положениях и обеспечивает хорошее формирова­ние шва, высокое качество сварного соединения, стабильность и про­изводительность самого процесса сварки. В основном же доминирует сварка вручную, что снижает производительность и качество свароч­ных работ.

Сварочные работы днища
Рис. 1 Сварочные работы днища

Сварку начинают после окончательной проверки положения уста­новленной на построечном месте секции и закрепления монтажных со­единений электроприхватками или сборочными гребенками. Разделку кромок листов стыковых соединений настилов палуб и платформ вы­полняют сверху, а обшивки днища и скуловой части — по внутренней стороне, что позволяет вести сварку в наиболее удобном нижнем поло­жении. Разделку кромок листов обшивки бортов выполняют также по внутренней стороне, что обеспечивает сварку шва первого прохода из­нутри корпуса. В этом случае легче обеспечить строжку корня шва для образования подварочной канавки, поскольку ее выполнению не бу­дут препятствовать элементы набора.

Поскольку поперечный шов вызывает большие деформации, чем продольный, первым сваривается монтажный стык обшивки. Затем сва­ривают пазы обшивки с ниже расположенными и ранее установленны­ми секциями. После сварки шва первого прохода производят строжку подварочной канавки и подварочный шов. Перерыв между выполнением основного и подварочного швов должен быть минимальным, что позволяет исключить образование трещин при проварке только части толщины соединяемых кромок обшивки.

Ради равномерного попереч­ного укорочения шва сварка стыков обшивки должна вестись несколь­кими одновременно работающими сварщиками, каждому из которых отводится участок шва протяженностью 4-5 м. После сварки выпол­няют приварку к обшивке участков продольного и поперечного набора. Секции следует сваривать симметрично относительно ДП, а отста­вание сварочных работ относительно сборочных должно быть не более чем по одной-двум секциям.

Наплавка сварочных швов по корпусу судна
Рис. 2 Наплавка сварочных швов по корпусу судна

Отраслевыми документами и Регистром России установлены повы­шенные требования к контролю качества швов монтажных соединений, объем контроля проникающими излучениями (рентгено и гаммагра-фированием) монтажных швов верхней палубы и днища судов длиной свыше 80 м составляет 10% от их протяженности, а внутрисекционных швов — 2,5%, объем контроля монтажных соединений борта — 5% и 1% соответственно. Вместо контроля проникающими излучениями допус­кается проводить контроль ультразвуковыми методами.

Большое число монтажных соединений при формировании корпуса судна на построечном месте, особенно при секционном способе, может привести к значительным общим остаточным деформациям. Они чаще всего проявляются в подъеме оконечностей над основной плоскостью во время постройки судна или после его спуска на воду. На величину дефор­маций существенное влияние оказывают очередность выполнения мон­тажных швов, жесткость сформированной части корпуса, распределение весовой нагрузки судна по его дли­не и реакции опор стапеля.

Оче­редность сварки монтажных со­единений следует выбирать таким образом, чтобы подъем оконечно­стей судна был минимальным. В процессе сварки корпуса контролируют высоты килевой линии судна и в зависимости от ее поло­жения вносят коррективы в оче­редность выполнения сварки.

К расчету усадочных сварочных усилий
Рис. 3 К расчету усадочных сварочных усилий
ei — отстояние нейтральной оси от ОП

Для определения ожидаемого изгиба килевой линии на различных стадиях формирования корпуса разработаны расчетные методики. Корпус судна рассматривается как статически неопределимая балка переменного сечения, лежащая на упру­гих опорах, загруженная переменной по длине весовой нагрузкой реак­циями опор и усилиями от укорочения продольных и поперечных швов.

В расчетной схеме определения изгиба килевой линии учитывают приложение к монтажным соединениям сварочных усилий, величины которых пропорциональны объемам продольного и поперечного укорочения сварных швов. Для продольных швов, как следует из рис. 3 равнодействующая этих усилий приложена но концам швов и определяется зависимостью:

Рпр = Е ×Vx, кН

Где:

  • E — модуль нормальной упругости стали, кН/м3;
  • Vx — объем продольного укорочения шва, м3.

Сварочные усилия в поперечных швах перекрытий, расположенных горизонтально, действуют по аналогичной схеме. А в поперечных вертикально расположенных швах равнодействующая приложена посередине длины швов и определяется зависимостью:

Рпоп = Е ×Vy Ɩ/2b, кН

Где:

  • Vy -объем поперечного укорочения шва, м3;
  • Ɩ — длина поперечной шва, м;
  • b — ширина околошовной зоны пластической деформации, м.

Значения Vx и Vy вычисляют по зависимостям, известным в теории сварочных деформаций. Значения Рпр и Рпоп вводят в расчетную схему через их моменты относительно нейтральной оси поперечного сечения корпуса, причем продольные швы разделяют на участки, в пределах которых геометрическая характеристика поперечных сечений корпуса (момент инерции и отстояние нейтральной оси от основной плоско­сти) можно принять постоянными.

Установив сварочные усилия, решением системы уравнений изгиба балки определяют прогибы килевой линии корпуса судна от общих ос­таточных сварочных деформаций.

Рекомендуется к прочтению:
Проверочные работы на построечном месте
Сборочные работы на построечном месте

Февраль, 10, 2018 459 0
Читайте также