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 в сре­де 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.

Сварку начинают после окончательной проверки положения уста­новленной на построечном местеТипы построечных мест и их оборудование 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.

Отраслевыми документами и Регистром России установлены повы­шенные требования к контролю качества швов монтажных соединений, объем контроля проникающими излучениями (рентгено и гамма-графированием) 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.

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 по концам швов и определяется зависимостью:

$P_{пр} = E \times V_x, кН$

где:

• E – модуль нормальной упругости стали, кН/м³;
• V_x – 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:

$P_{поп} = E \times V_y Ɩ/2_b, кН$

где:

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

Значения V_x и V_y вычисляют по зависимостям, известным в теории сварочных деформаций. Значения P_пр и P_поп 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