黃堅

摘 要：船舶的性能與建造過程中的焊接工藝參數(shù)有著密切的關(guān)聯(lián)，如果焊接部位出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，將會對船體的強度造成影響?；诖?，文章分析了船舶整體建造過程主要部件的質(zhì)量控制，圍繞建造過程中針對消除應力集中的工藝展開探究，總結(jié)產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象的主要原因，并在此基礎(chǔ)上制定出合理的工藝方案，可為相關(guān)施工人員提供參考。

關(guān)鍵詞：船舶建造 焊接工藝 應力集中

隨著船舶制造業(yè)的發(fā)展，對船舶整體質(zhì)量提出了較高的要求，由于船舶的特殊性，在建造過程中通常采用整體建造法，但在此過程中各類受力構(gòu)件極容易受到影響，會在局部位置產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，進而致使結(jié)構(gòu)變形?；跍p少應力集中的目的，在建造過程中應具有針對性地制定出合理的施工工藝，由此消除應力集中現(xiàn)象，確保船體建造質(zhì)量。

1.船舶整體建造過程主要部件的質(zhì)量控制分析

1.1船舶整體建造船臺地基的質(zhì)量控制

在進行基礎(chǔ)船臺建造時，宜引入重型壓路機，由此提升碾壓質(zhì)量，確保船臺的承壓能力達到設(shè)計標準。在壓實過程中，應對左右舭部等部位進行澆筑處理，由此形成邊長為0.75m的方形水泥墩。在此部分結(jié)構(gòu)的作用下，可以顯著提升船臺的承載能力。在設(shè)置好方形水泥墩后，應在其中選定10來個固定監(jiān)測點，由此展開檢測工作，全面掌控船體變形特性。

要想全面提升船體胎架質(zhì)量，就必須做好前期的設(shè)計工作，首先對船體基線進行測量，由此明確船臺的首尾高差情況；對船舶的結(jié)構(gòu)形式進行分析，以此為參考確定主胎架龍骨的數(shù)量，而后采用鐵墩對其進行定位處理，進而提升其穩(wěn)固性。根據(jù)船舶的使用需求，單個墩的承載量至少應達到10t。此外，在確定胎架龍骨間距時，應綜合參考主龍骨的間距，二者應具有一致性，而后使用測量工具對胎架龍骨的平整度進行測量，確保二者共處一個平面上。

1.2船舶整體建造船臺龍骨板鋪裝及底板肋骨線勘劃的質(zhì)量控制

（1）在實際操作過程中，應注重激光經(jīng)緯儀的擺放位置，即需要位于船臺中心線的端點位置，而后發(fā)射激光至尾端位置。此時需要設(shè)置多個點，將其連接后便可成為船臺中心線，各個點的距離宜控制在1.5～2m范圍內(nèi)。

（2）當結(jié)束船臺的鋪裝作業(yè)后，應在船臺底板中心線上畫出對應的肋骨位置線，線應由多個跨檔點構(gòu)成，而后對肋骨進行編號，賦予其獨一的身份。

（3）在高度標桿上設(shè)置高度線，此外還需要設(shè)置基準水線等各類理論高度線。經(jīng)過此環(huán)節(jié)后，可以提升后續(xù)船臺鋪裝等作業(yè)的精確性。

2.船舶整體建造過程消除應力集中工藝分析

2.1采用合理的焊接順序和方法

（1）無論是鋼板還是焊縫，必須確保其一側(cè)具有一定的自由收縮性。

（2）對焊縫的性質(zhì)進行分析，對于剛性拘束較小的焊縫應優(yōu)先進行處理。

（3）若出現(xiàn)構(gòu)架與板接縫相交的情況，此時在形成對接縫的同時還會形成角接縫，在焊接時應優(yōu)先對前者進行處理。

（4）對所需焊接的部位進行分段，在焊接過程中首先需要對中部進行焊接，而后向左右兩端同時延展，由此提升結(jié)構(gòu)的均勻性。

（5）對于存在于同一斷面內(nèi)的構(gòu)件而言，應注重焊接工序：首先進行大接頭對接縫的處理，當結(jié)束此部分作業(yè)后，再對其他構(gòu)件對接縫進行處理，最后進行角焊縫處理?；诖朔绞剑梢源蠓徑獯蠼宇^的殘余拉應力。

（6）若角接縫的位置貼近大接頭肋骨處，此時應優(yōu)先對大接頭進行焊接，而后再進行此部分焊接。

2.2選擇合理的焊接工藝參數(shù)

在確保焊接質(zhì)量的前提下，應在最大程度上減小焊接線能量，具體來說：對于手工電弧焊方式而言，應將焊接電流穩(wěn)定在下限狀態(tài)，此時可以緩解焊件的受熱程度，削弱焊接的殘余應力。

2.3預留變形余量

在進行裝焊補板作業(yè)時，受其結(jié)構(gòu)特殊性的影響，無法進行自由的收縮，此時便會產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，并致使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋，在對焊縫進行焊接作業(yè)時會產(chǎn)生一個較大的拉力，此時結(jié)構(gòu)板出現(xiàn)拉平現(xiàn)象，進而減小焊接殘余應力。

2.4焊接電流電壓的控制

在整個船舶建造過程中廣泛使用了手工電弧焊技術(shù)，其技術(shù)施工原理見圖1，該技術(shù)對焊接電流的依賴程度極高，當電流值超出正常范圍時便會出現(xiàn)焊縫熔深現(xiàn)象，此時極容易形成結(jié)構(gòu)凸起；當電流值低于正常范圍時，便會存在難以起弧的問題，并對焊接進度造成影響，極容易出現(xiàn)熄弧現(xiàn)象。在船舶建造過程中，應對焊條的直徑進行分析，以此為參考設(shè)置合理的焊接電流值。在實際操作過程中，諸如藥皮等材料均會對電流造成影響，因此即便焊接電流足夠大，但受藥皮高度導電性的影響，便會導致木材出現(xiàn)過熱脆化現(xiàn)象。此外，當熔池凝固所需的時間較長時，焊縫的寬度也將隨之增加；當焊接速度超出正常范圍時，便會縮短熔池冷卻時間，此時極容易出現(xiàn)氣孔、裂縫等現(xiàn)象。在確定焊接速度時，應對焊接運條方式進行分析。通常情況下，運條方式大多表現(xiàn)為橫向擺動式。由于船舶工程對焊縫的晶粒密度提出了較高的要求，因此在建造過程中應遵循多道、多層的焊接方式。

3.焊縫缺陷產(chǎn)生原因及防止措施

總結(jié)船舶建造經(jīng)驗可知，焊縫的形式多種多樣，對應的成因也存在差異，此時需要采取針對性的措施加以解決，具體內(nèi)容如表1所示。

船舶建造是一項極為復雜的工程，其與船體構(gòu)件有著密切的關(guān)聯(lián)。在船舶建造過程中，需依據(jù)所選用的構(gòu)件確定合適的焊接速度，設(shè)置監(jiān)測點頻繁對船臺基線等參數(shù)進行測量；并展開數(shù)據(jù)對比工作，明確船體結(jié)構(gòu)的變形狀況，由此做出針對性的改正，從最大限度上緩解應力集中現(xiàn)象。

4.結(jié)束語

綜上所述，在船舶建造過程中極容易受到應力集中現(xiàn)象的影響，此時構(gòu)件會出現(xiàn)明顯的開裂現(xiàn)象。對此，文章提出了可行的應力集中消除措施，具體涉及焊接工序、工藝參數(shù)以及電流控制等多方面內(nèi)容，基于多方位的工作，最終消除應力集中現(xiàn)象，推動船舶建造工作的開展，提升船舶的整體性能水平。

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