I目錄 1 1 21.2.1船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)的體制及內(nèi)容 21.1.2生產(chǎn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 31.2.3分段生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作圖 51.2.4船體輔助性工作的設(shè)計(jì) 61.387000DWT散貨船底邊艙HW05P分段建造 61.1.1HW05P分段劃分介紹 61.1.2HW05P分段典型結(jié)構(gòu) 61.1.3HW05P分段的焊接工藝 91.1.4HW05P分段的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 121.4HW05P分段變形的預(yù)防及處理 121.4.1HW05P分段可能存在的變形分析 121.4.2HW05P分段采取的反變形措施 131.5HW05P分段裝配與劃線 131.5.1船體劃線要求 131.5.2HW05P分段的裝配順序 141.5.3HW05P分段拼板圖與劃線圖 141.6HW05P分段的涂裝 151.6.1材料及分段處理 151.6.2HW05P分段涂裝要領(lǐng) 161.6.3HW05P分段涂料的選擇 161.6.4HW05P分段涂裝質(zhì)量檢驗(yàn) 16（1）船舶工程特點(diǎn)：工程、現(xiàn)代造船技術(shù)復(fù)雜、對(duì)精度控制要求高，屬于技術(shù)和勞動(dòng)密集型領(lǐng)域，涉及鋼框架結(jié)構(gòu)，機(jī)械等360多個(gè)領(lǐng)域，包括了高精度，尖端技術(shù)領(lǐng)域。是中國綜合國力與技術(shù)的體現(xiàn)。（2）船舶行業(yè)競爭需求在弄清總體造船總體建造方針的前提下，詳細(xì)設(shè)計(jì)是基于造船廠的詳細(xì)建設(shè)，根據(jù)加工技術(shù)環(huán)節(jié)，工程建設(shè)領(lǐng)域和企業(yè)，以及設(shè)計(jì)生產(chǎn)信息內(nèi)容文件的全過程。生產(chǎn)記錄各種處理技術(shù)命令和各種管理方法數(shù)據(jù)信息的工作圖。整個(gè)造船生產(chǎn)過程中的各種要素（人力資源，機(jī)器設(shè)備，場(chǎng)所，設(shè)備等）都得到了綜合協(xié)調(diào)，并根據(jù)設(shè)計(jì)方法事先進(jìn)行了改進(jìn)。給船舶生產(chǎn)提供必要的數(shù)據(jù)、圖表和文件，以便可以立即，準(zhǔn)確地指導(dǎo)船舶生產(chǎn)。生產(chǎn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：從理論上講，是從工程建設(shè)的角度考慮的，根據(jù)設(shè)計(jì)方法，要考慮到高質(zhì)量，高效率，短周期，并確?！叭绾卧齑钡陌踩幚怼焙汀霸鯓雍侠淼亟M織造船生產(chǎn)”的一種設(shè)計(jì)。這是產(chǎn)品的“生產(chǎn)方式和全過程”的設(shè)計(jì)。通常船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)由初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)等流程組成[10]。（1）生產(chǎn)設(shè)計(jì)要解決的問題是“如何合理組織造船”（2）兩個(gè)“一體化”在生產(chǎn)設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)：殼、舾、涂一體化生產(chǎn)設(shè)計(jì)采用設(shè)計(jì)方法對(duì)造船業(yè)總體規(guī)劃，用實(shí)際工程施工方法進(jìn)行整體科學(xué)研究，分析比較。改進(jìn)之后，它在工作中以數(shù)據(jù)圖表的形式表示，并用作工程施工說明。具體的生產(chǎn)指導(dǎo)，生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中將設(shè)計(jì)與工藝密切聯(lián)系在一起，對(duì)工作時(shí)間、需要材料、構(gòu)件重量、切割、裝配、焊接長度、涂裝面積等作業(yè)負(fù)荷進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)，為生產(chǎn)管理(勞力、日程、場(chǎng)地的安排和調(diào)配)提供科學(xué)依據(jù)。將設(shè)計(jì)與管理密切聯(lián)系在一起。（3）生產(chǎn)設(shè)計(jì)的信息流

圖3-1生產(chǎn)設(shè)計(jì)的信息流1.2.1船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)的體制及內(nèi)容按專業(yè)劃分1.船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)是針對(duì)船體建造工程開展的生產(chǎn)設(shè)計(jì)。是關(guān)于船體放樣、零件加工、船體結(jié)構(gòu)預(yù)裝焊、船臺(tái)裝焊和輔助作業(yè)等船體結(jié)構(gòu)施工的一切生產(chǎn)技術(shù)工作[11]。圖3-2生產(chǎn)設(shè)計(jì)流程舾裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)具體來說，根據(jù)舾裝部位安裝進(jìn)行劃分，包括舵、錨等設(shè)備在內(nèi)的外舾裝，以及用于艙室分割的內(nèi)部設(shè)施舾裝。舾裝工藝的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步補(bǔ)充船體制造，除船體結(jié)構(gòu)以外的各項(xiàng)裝置設(shè)施進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，為呈現(xiàn)出綜合功能較強(qiáng)的船舶發(fā)揮核心作用。舾裝工藝技術(shù)作為綜合特征明確的全新技術(shù)類型，隨著進(jìn)一步優(yōu)化完善，促使船舶具備功能更為寬泛，未來發(fā)展更貼合時(shí)代進(jìn)步[12]。舾裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)的細(xì)分

（1）船裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)（2）機(jī)裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)（3）電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備：確定船舶的建造方案，制定每個(gè)技術(shù)專業(yè)的工程建設(shè)要點(diǎn)，并考慮到每個(gè)技術(shù)專業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)難點(diǎn)，以便最大程度地利用船廠現(xiàn)有設(shè)備充分發(fā)揮實(shí)際操作人員的造船工藝水平，提高船舶建造質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。計(jì)劃準(zhǔn)備：明確造船流程，工作量和進(jìn)度，最后建立一個(gè)全面的計(jì)劃表，去管控船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝的關(guān)鍵階段。2.生產(chǎn)設(shè)計(jì)放樣1.設(shè)繪生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖表1.1.2生產(chǎn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備生產(chǎn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備內(nèi)容（1）生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備明確船舶的建造方針，編制每一個(gè)分段的施工要領(lǐng)，協(xié)調(diào)各專業(yè)間的生產(chǎn)技術(shù)問題，最大限度地利用船廠現(xiàn)有設(shè)施，充分發(fā)揮操作人員的能力，提高船舶建造質(zhì)量與生產(chǎn)效率，確保安全。（2）計(jì)劃準(zhǔn)備確定了造船的順序計(jì)劃，工作量和進(jìn)度計(jì)劃，編制綜合日程表以控制船舶設(shè)計(jì)與制造的各個(gè)主要環(huán)節(jié)。（3）工程控制準(zhǔn)備包括施工作時(shí)間控制，材料消耗和質(zhì)量控制三個(gè)層次。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)劃，總體目標(biāo)是最大程度地減少材料消耗和人工消耗，以確保船體的抗壓強(qiáng)度，航行性能和防銹性能。根據(jù)控制數(shù)據(jù)圖表進(jìn)行計(jì)劃。生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備造船生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備是為滿足產(chǎn)品開工后均衡連續(xù)生產(chǎn)所必需的技術(shù)和生產(chǎn)條件而進(jìn)行的一系列準(zhǔn)備工作，本質(zhì)上是生產(chǎn)要素的準(zhǔn)備。從廣義上講，生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備是整個(gè)系統(tǒng)(上級(jí)公司、設(shè)計(jì)院、工廠、工廠各職能部門之間的協(xié)調(diào))、全過程(從合同談判到船舶完工交付)全方位(包括合同、圖紙、材料、資金、工裝設(shè)施、勞動(dòng)組織等)的綜合管理工作)，這是企業(yè)管理的基礎(chǔ)13]。計(jì)劃準(zhǔn)備所要設(shè)計(jì)的船舶應(yīng)該滿足工廠建造能力范圍，協(xié)調(diào)好建造計(jì)劃和設(shè)計(jì)計(jì)劃之間的關(guān)系，使建造的船舶產(chǎn)品能按均衡生產(chǎn)計(jì)劃如期完成[14]。1.負(fù)荷計(jì)劃即測(cè)算工程量的計(jì)劃，是船廠承受生產(chǎn)負(fù)荷程度的計(jì)劃。是船廠所具有的生產(chǎn)能力和預(yù)想的工作量之間的對(duì)比。以“殼、舾”的加工量、分段和船臺(tái)安裝量和涂裝面積，作為工廠核定負(fù)荷能力的計(jì)算單位。其方式和上述類同。核算船廠的負(fù)荷能力，物量是主要的項(xiàng)，因?yàn)槲锪坑?jì)算的精確度要高于工時(shí)量。圖3-3負(fù)荷計(jì)劃2.日程計(jì)劃：是船廠在建造船舶時(shí)進(jìn)行日程管理和控制的實(shí)施計(jì)劃，是生產(chǎn)計(jì)劃管理人員和作業(yè)人員完成建造任務(wù)的努力目標(biāo)。

日程計(jì)劃采用倒推的方法編制，根據(jù)船廠計(jì)劃、交船期限、船臺(tái)吊裝負(fù)荷、船臺(tái)周期來確定上船臺(tái)時(shí)間，再向前推至加工開始和鋼材到廠交貨日期。工程控制準(zhǔn)備1.工程控制工程控制也就是施工管理，是根據(jù)工程項(xiàng)目控制的信息內(nèi)容和資料進(jìn)行執(zhí)行，定期檢查和調(diào)整的全過程。工程項(xiàng)目控制管理中心的日常任務(wù)是使用一套科學(xué)研究測(cè)量驗(yàn)證方法，以使整個(gè)造船業(yè)的生產(chǎn)過程高效，優(yōu)質(zhì)，低成本和平衡。實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。2.工程控制準(zhǔn)備為工程控制提供所需施工文件和管理信息資料的一切準(zhǔn)備工作。目標(biāo)：以最小的物耗、工耗確保船體強(qiáng)度、航行性能與防銹性能，通過設(shè)計(jì)作出控制物耗與工耗的準(zhǔn)備。依據(jù)：生產(chǎn)設(shè)計(jì)提供的施工文件和管理信息表。內(nèi)容：（1）各階段建造日程的控制準(zhǔn)備

（2）主要設(shè)備交貨期的控制準(zhǔn)備

（3）外購件、外協(xié)件和原材料供應(yīng)日程的控制準(zhǔn)備

（4）半成品配套日程的控制準(zhǔn)備

（5）各建造階段工時(shí)量的控制準(zhǔn)備

（6）各建造階段物量的控制準(zhǔn)備1.2.3分段生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作圖船體建造工序圖圖3-4船體建造工序圖尺寸標(biāo)注分段裝配圖中必須完整標(biāo)注船體結(jié)構(gòu)裝配屬性，各視圖中構(gòu)件理論線和定位信息必須標(biāo)注清楚[15]。1.2.4船體輔助性工作的設(shè)計(jì)輔助工作通常是指在船舶建造的過程中用到的工程構(gòu)造，但是船舶建造完成后并不能夠組成船體結(jié)構(gòu)本身。例如，制作和安裝吊鉤，設(shè)置起吊材料，建造鋼管腳手架，設(shè)置加工工藝孔和安全通道，設(shè)置安全設(shè)備等。這是整個(gè)加工過程中加工技術(shù)和安全性方面所有必要的輔助工作。船舶工程比較復(fù)雜，輔助性的作業(yè)非常多。把這部分作業(yè)的準(zhǔn)備工作納入生產(chǎn)設(shè)計(jì)，可以對(duì)工作預(yù)先進(jìn)行周密的思考，有利于船舶生產(chǎn)效率、建造質(zhì)量和生產(chǎn)安全性的提高，同樣有利于造船周期的縮短。1.387000DWT散貨船底邊艙HW05P分段建造1.1.1HW05P分段劃分介紹分段全長11.97米沿船長方向：從FR194-280—FR208-350表3-1HW05P分段結(jié)構(gòu)重量重心表分段名XY(mm)Z(mm)重量（噸）HW05PX=FR200+30716.3012.36753t1.1.2HW05P分段典型結(jié)構(gòu)（1）分段部分縱剖面圖圖3-517BG縱剖圖圖3-618BL縱剖圖（2）分段部分橫剖面圖圖3-7194肋位圖3-8196肋位1.1.3HW05P分段的焊接工藝胎架的選擇底邊艙的斜內(nèi)底板是一個(gè)平板，采用反造法來進(jìn)行裝配與制造。所以胎架的選擇可以選通用胎架或制造正切胎架來裝配與制造。構(gòu)架焊接1.肋骨焊接方法焊接肋骨時(shí)，首先在肋骨與中梁，側(cè)梁和縱向框架之間焊接垂直角焊縫。接著，用單層平角連續(xù)焊縫焊接肋和底板。由于肋骨是水平堅(jiān)固的預(yù)制構(gòu)件，因此，在單層連續(xù)平角焊縫時(shí)，可采用兩次燒制法來增加橫向結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度。肋的兩側(cè)留有300mm?5000Iilm的空間，尚未進(jìn)行焊接。分段封閉時(shí)進(jìn)行焊接。2.縱向焊接方法在安裝縱骨時(shí)要使用自動(dòng)焊接機(jī)，這樣焊縫看起來就很好，可以提高生產(chǎn)率。焊接時(shí)，請(qǐng)注意使用較小的電流強(qiáng)度，以避免縱向骨變形。在焊接過程中，縱骨的兩側(cè)留有300mm?5000mm。尚未進(jìn)行焊接，并且在局部緊密結(jié)合的情況下進(jìn)行焊接。1.垂直角焊方法垂直角焊具有很大的難度系數(shù)。熔池中的金屬材料掉落，焊縫形成較弱。非常容易產(chǎn)生焊痕和錯(cuò)位。因此，在焊接時(shí)，請(qǐng)調(diào)整焊接工藝的主要參數(shù)，并使用較小的電流強(qiáng)度進(jìn)行焊接。焊槍傾斜45°，焊槍應(yīng)呈新月形彎曲，需要隨時(shí)調(diào)節(jié)焊槍的視角，去控制熔池的凝結(jié)，目的是為了防止鐵水滴落。接著根據(jù)焊槍的移動(dòng)和填充焊絲的配合，可以獲得不錯(cuò)的焊縫形狀。4.外部焊接工藝底部外甲板的焊接工作量比較大，有水平焊接和架空焊接。焊接時(shí)，先焊接水平焊縫，接著再焊接縱向焊縫。減小焊接變形。橫焊與豎向焊接方法基本一樣。具體步驟如下。（1）貼襯墊。由于焊縫很大，需要在兩面進(jìn)行單層焊接，因此有必要為艙內(nèi)的外部焊縫開發(fā)帶有凹槽的瓷襯。帶有凹槽的瓷襯可以使焊縫在背面具有出色的成形性。安裝墊片時(shí)，請(qǐng)確保墊片的接頭處沒有縫隙，尤其是應(yīng)將墊片安裝在水平和垂直焊縫的接頭處，以防止不良的接頭形成和不良的焊接抗壓強(qiáng)度。（2）打底焊。調(diào)整焊接方法的主要參數(shù)。底部焊接的電流強(qiáng)度應(yīng)較小。焊接機(jī)基本上是垂直焊縫，而且焊接是從右向左進(jìn)行的。首先在引弧板上啟動(dòng)電弧，接著以鋸齒形較小地?fù)u動(dòng)。由于背襯不導(dǎo)電，在整個(gè)電焊過程中，焊條必須在熔池中碰到，并且不能太快移動(dòng)。在電焊的整個(gè)過程中，要仔細(xì)觀察熔池和熔孔，根據(jù)間隙調(diào)整焊接速度和焊工搖動(dòng)，盡量不改變?nèi)劭字睆讲桓淖?，并盡量避免在底部焊接過程中終止熔接。防止影響背面成形。（3）填充焊。在焊之前，必須將底部焊接的焊渣搗碎，并且底部焊接的焊渣相對(duì)較結(jié)實(shí)。因此，有必要使用風(fēng)鏟開始敲擊并輕松將其砸碎。進(jìn)行填充焊時(shí)，要調(diào)整填充電焊的主要參數(shù)。此時(shí)，電流強(qiáng)度可以根據(jù)需求適當(dāng)增大，以利于快速填充。填充焊通常填充3到4層，填充時(shí)焊絲必須搖動(dòng)很多，以便將兩塊厚鋼板完全焊接在一起，并使用氣鏟在填充一層后敲出焊渣。最后一次填充，填充焊應(yīng)低于鋼板1．5mm～2mm，且不得熔化坡口棱邊[16]。分段主要坡口形式CV1*、CV2、SV-11）.坡口代碼名稱CV1*適合用的板厚：5<t<50,t1-t<4。適合用的部位：船體的甲板板與內(nèi)底板，還有外板艙壁板平直或曲面板的對(duì)接焊。焊接位置：立焊，焊縫余出高為0～4毫米。焊接方式：單面焊雙面成型，背面需要貼上襯墊。圖3-9CV1*坡口2).坡口代碼名稱SV-1·適合用的板厚：5<t<50,t1-t<4。·適合用的部位：總組以及合攏階段平直的甲板板與內(nèi)底板還有平臺(tái)板的對(duì)接焊?！ず附游恢茫浩胶?，焊縫余出高為0～4毫米?！ず附臃绞剑簡蚊婧鸽p面成型，背面需要貼上襯墊，進(jìn)行2道或2道以上的二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，用埋弧自動(dòng)焊來進(jìn)行蓋面。圖3-10SV-1坡口1.1.4HW05P分段的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.4HW05P分段變形的預(yù)防及處理1.4.1HW05P分段可能存在的變形分析隨著優(yōu)秀的電子信息技術(shù)和數(shù)值計(jì)算方法的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，熱彈塑性有限元原理被廣泛用于預(yù)測(cè)和分析簡單結(jié)構(gòu)的焊接變形[17]，但是對(duì)于復(fù)雜的船體結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵摲椒ㄕ加么罅侩娮佑?jì)算機(jī)資源，并且消耗大量時(shí)間將不再可用[18]。關(guān)鍵原因是焊接與中性軸不同，因此焊接制冷不一致，這是由于在電焊和焊接的整個(gè)安裝過程中采取不合理的對(duì)策所致。由于這些部分的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造方法不同，因此它們的變形也不同。分段產(chǎn)生變形的主要原因:(4)分段建造中因裝配間隙及焊接坡口角度偏大，或焊縫尺寸過大以及不正確的焊接程序而引起分段的變形。(5)內(nèi)底板縱橫縫對(duì)接焊引起的向中收縮。向上翹曲變形1.4.2HW05P分段采取的反變形措施裝配過程中的對(duì)策（1）提高零件加工和組件裝配的質(zhì)量。（2）在組裝的整個(gè)過程中，選擇一塊馬板來擰緊每種拼接方法，并強(qiáng)行減小分段變形。（3）框架的曲率應(yīng)與外線一致。如果偏差嚴(yán)重，則應(yīng)在組裝之前以多種方式進(jìn)行糾正。（4）選擇框架式裝配的新技術(shù)和新工藝有效的焊接順序可以使電焊過程中產(chǎn)生的熱量分布均勻，并減少焊接變形。因此，焊接型材時(shí)必須要執(zhí)行下列要求：（1）應(yīng)采用漸進(jìn)退焊方法焊長焊縫的連續(xù)焊縫，每個(gè)工作段的長度約為200mm?300mm。（2）焊接人員的實(shí)際操作應(yīng)以罐底分段模型的中性軸為軸對(duì)稱進(jìn)行焊接。（3）焊接變形較大的焊縫。（4）在板鋼框架結(jié)構(gòu)中，首先必須焊接框架之間的交叉焊縫，框架與板之間的角縫，以及框架與板之間的角接縫可以從管理中心焊接到周邊地區(qū)。它是放射性材料的對(duì)稱焊接方法。1.5HW05P分段裝配與劃線1.5.1船體劃線要求（1）劃線必須準(zhǔn)確使用的草圖、樣板等必；（2）劃線應(yīng)當(dāng)使用合適的方法及工具，并且要滿足精確度，以保證準(zhǔn)確的劃線；（3）必須統(tǒng)一使用劃線的符號(hào)，要用色漆表示中心線、余量線、對(duì)合線等，并用洋沖打出標(biāo)記；（4）劃線時(shí)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)左右不對(duì)稱的零部件；（5）劃線前，焊縫作業(yè)包括封底焊縫在內(nèi)應(yīng)當(dāng)完成，也要完成需要火工矯正的作業(yè)。1.5.2HW05P分段的裝配順序1.鋪上傾斜的內(nèi)部底板傾斜的內(nèi)部底板被提升到制造的輪胎框架上。傾斜的內(nèi)部底板通常由兩個(gè)板組成。因此，在輪胎框架上進(jìn)行接頭的電焊。2.繪制水平和垂直結(jié)構(gòu)線根據(jù)工程圖的類型值，在內(nèi)底板上畫出縱向骨的安裝線和邊緣中心線。然后通過內(nèi)部底板的邊緣切開體積，注意裂縫的傾角值和根部固位的規(guī)則。1.內(nèi)底縱骨吊裝按照傾斜的內(nèi)部底板上的標(biāo)記一一安裝縱骨?？v骨應(yīng)垂直和水平安裝，然后使用支撐框架支撐這些點(diǎn)，并使用弧焊將其固定。在安裝完所有的縱梁后，為了更好地提高生產(chǎn)率，采用自動(dòng)焊接方法通過電焊來焊接縱梁。在電焊過程中，應(yīng)施加相對(duì)較小的電流和工作電壓，以避免縱向骨變形。電焊后，校正變形的縱骨。4.吊裝橫框架肋板吊裝橫框架肋板時(shí)，應(yīng)根據(jù)肋線定位橫向肋板。首先將中間的肋骨吊起，然后將兩側(cè)的肋骨一個(gè)接一個(gè)對(duì)稱地吊起。為了精確定位，請(qǐng)使用線錘檢查平面度，通過弧焊將其固定，并使用一定長度的角鐵支撐該點(diǎn)。避免混亂或變形。5.外板縱骨吊裝安裝完橫框架肋板以后，進(jìn)行外板縱骨吊裝，吊裝外板縱骨把使每一個(gè)縱骨放到肋板的貫穿孔中，起吊時(shí)注意球頭的方向，將其固定在肋板的通孔處。1.5.3HW05P分段拼板圖與劃線圖此部分圖紙包括兩部分內(nèi)容：拼板圖和劃線圖。（1）拼板圖。拼板圖表達(dá)了板材的拼接，在拼板圖上要表達(dá)每一塊鋼板的尺寸，如果發(fā)現(xiàn)超過規(guī)格，就要重新劃分板縫。同時(shí)，需要在拼板圖中，標(biāo)注板架的零件名。除此之外，還要注明余量，坡口。圖3-11外板、斜旁版拼板圖（2）劃線圖。劃線圖是定位安裝在拼板上的構(gòu)件。要注意的是，不要把放有余量的