舷侧分段装焊工艺

8.3.4　舷侧分段装焊工艺

8.3.4.1　结构形式

舷侧分段通常可分为单舷侧分段和带纵舱壁的舷侧立体分段。单舷侧分段为单壳结构，一般由外板、肋骨、舷侧纵桁、肋板、肘板等构件组成。带纵舱壁的舷侧立体分段为双壳结构，是由舷侧外板，纵舱壁板、甲板边板、纵骨、肋骨、肋骨框及平台板等构件组成的双层壳体结构。

有的舷侧分段还带有油舱、纵横舱壁、甲板边板等，而形成诸如L形、F形、P形、C形、D形等立体分段。如图8.3－12所示。

图8.3－12　双层舷侧分段结构图

根据其结构形式及分段线型的不同，其装配方式也不同。对线型平直的舷侧分段（如船中部），可直接在平台上进行装配；而对曲形较大的舷侧分段（如艏艉部），则需要在胎架上装配。但不论是平直的，还是曲形较大的舷侧分段，都采用侧装法，也叫侧造法（Lateral Method of Hull Section Construction）是以舷侧或舱壁板为基准进行分段装配的建造方法。它们的装配顺序及方法基本相同。

8.3.4.2　单舷侧分段（或艏、艉半立体分段的旁板部分）装焊工艺

其工艺流程如图8.3－13所示。

图8.3－13　单壳舷侧分段装配流程图

吊装外板→焊接→划构架线→安装肋骨→安装舷侧纵桁→插入强肋骨→焊接→划出分段定位水线、肋骨检验线→装焊吊环及加强→吊离胎架→翻身、清根、封底焊→火工矫正→测量、验收。

8.3.4.3　带纵舱壁的舷侧立体分段（双壳）装焊工艺

按照IMO新规范要求，一些大型船舶必须采用双层舷侧结构，如集装箱船的双层舷侧结构、液体化学品船以及大型油船均为双层舷侧结构。根据其结构特点采用的建造方法有：以纵舱壁为基准的内侧卧造法和以舷侧外板为基准的外侧卧造法。

（1）内侧卧造法工艺流程：

吊装已拼焊好的纵壁板上平台定位、固定→构架划线→装纵骨→装强肋骨框架、小横舱壁等→装甲板（平台）→装舷侧外板→焊接→矫正变形→划出分段检查线、定位肋骨线等→完工测量。

（2）外侧卧造法工艺流程。基本流程与上法相似，但应注意舷侧外板的曲度，对有曲度的舷侧外板应在线型胎架上拼装。

8.3.4.4　技术要领

舷侧分段的结构虽然较简单，但它的线型特别是艏艉部的线型变化很大，给胎架制造和构架的划线带来了许多困难。舷侧分段胎架基面切取方法常为正切、斜切和斜斜切。

1）舷侧分段胎架制造

舷侧分段专用胎架，一般采用桁架式（大型船舶采用支柱式），制造工艺流程如下：

划胎架格子线→在平台上竖立模板→模板划线→切割模板→安装纵向角钢及边缘角钢。

2）舷侧分段装配要领

（1）外板安装要领。采用支柱式胎架制造时，首先应检查在平台上的胎架中心线和检验肋骨角尺线，按电算型值表首先进行中心线处外板的定位，其四角按水平坐标x、y值定位后适当固定，如图8.3－14所示。左右依次安装其余外板，若外板零件上采用数控切割机划线时，各列外板必须按肋骨线和基准线对准，通常还需要检查板列二端坐标位置的正确性后再拼装。

图8.3－14　支柱式胎架铺板定位图

（2）纵横构架划线要领。在正切或单斜切胎架上装配的舷侧分段，划纵横骨架线与底部正造分段的划线相同，如拉线架吊线锤法、对角线法以及激光经纬仪划线法。目前，广泛采用精度较高的激光经纬仪划线法。

在正斜切或双斜切胎架上装配的舷侧分段，由于肋骨面的倾斜面变得复杂，其划线方法可采用双线法、对角线法，冲势型值法和电算坐标式法等进行划线。其中双线法和对角线法划线精度较差，目前较实用的是冲势型值法和电算坐标式法。如图8.3－15所示。

图8.3－15　冲势定位划线图

3）纵横构架安装要领

在正斜切或双斜切胎架上装配的舷侧分段，在构架装配中，最复杂的工作是构架角度定位，因为构架零件和外板之间都有不同的夹角。常用的方法是在每根肋骨上制作上、中、下三块夹角样板作为定位的依据，但是施工管理繁杂。可采用纵向倾角定位法，工作简便、效率高，虽然双斜切舷侧分段的构架零件和外板的夹角数值是变量，但是所有肋骨面和第二胎架基面的夹角是一定值，因此，可以采用角度水准仪在α角度的数值确定后用测量水平度方法进行构架定位。如图8.3－16所示。

图8.3－16　角度水准仪定位图

8.3.4.5　曲面分段流水线

曲面分段流水线（Curved Section Assembly and Welding Flow Line）是指对船体曲面分段进行装配和焊接的生产线。

船体分段制造中，曲面分段占有一定的比重。特别是高速船曲面分段的比例可高达80%以上。曲面分段的形状和构件配置随分段不同而异，零、部件的装焊位置非常复杂，而且其装焊基准面是空间曲面。

由于分段的底面是曲面，故曲面分段的输送方式与平面分段存在很大的差异，它是将分段放置在胎架上，再把胎架固定在移动小车上，分段的移动随着小车的移动来实现，而作业人员一般是固定在工位上的。与平面分段流水线一样也有专门的拼板焊接和纵骨焊接工位，但由于是曲面焊接，故所需焊接设备比较复杂，对焊接工艺的要求较严，对装配质量的要求更高。目前，日本、韩国的现代化船厂对曲面分段的加工已经采用曲面分段流水线的生产方式，如图8.3－17所示。

图8.3－17　曲面分段流水线示意图

可以看出，实现曲面分段制造工艺的机械化要比平面分段困难得多，至今仍处在研究试验阶段。研究机械化生产曲面分段，首先碰到装配基础（胎架）的通用化及其工作曲面的自动调整曲形列板拼装及焊接的机械化和自动化等问题。图8.3－18是日本研究试验时采用的曲形外板自动装焊方式示意图。其装焊工艺流程：用数控装置调整好胎架曲面的型线，然后铺放加工好的曲形外板，对准位置后用电磁吸头使之固定，同时在板缝地方安装好衬垫，以备焊接；此后，一面调整回转焊接台（又称摇摆胎架），使所焊接缝处于水平位置，一面进行焊接。外板焊接完毕，便可进行内部骨架的装焊。

图8.3－18　曲面分段自动装焊示意图

显而易见，曲面分段一般难以采用流水线制造，但可以设置一定数量的作业平台，划分成若干作业区，形成相应的分道工位，采用固定位置的准流水作业建造技术，实施预舾装，使分段建造为完整的中间产品。其典型工艺流程，如图8.3－19所示。

图8.3－19　典型曲面分段制造工艺流程图