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保温钉焊机在造船业的应用

发布时间:2016-04-11 21:26 浏览次数:

    保温钉焊机作为一种简便、高速 、可靠、低耗、低污染的先进焊接技术,在工业制造和日常生活中获得了日益广泛的应用。 近年来,随着植焊机技术的不断进步和完善,在造船业建造和修理过程中的应用同样得到了迅猛发展, 并且在许多场合对传统焊接方法提出了挑战,这充分显示出植焊机在我国船厂今后的发展空间变得愈来愈广阔,值得关注。
    植焊机(螺柱焊机)分为电容储能式和电弧式两大类。由于船体内仓壁都涂有底漆,焊接部位的表面也难免会残留一些油污、锈蚀和氧化皮,加之施工中所焊螺柱直径范围大、焊接强度高,为了满足船舶修造的这些特殊要求,因此船厂在实际生产中更多地采用了与此相适应的电弧螺柱焊机。
    应用举例:螺柱焊在修、造船的船装过程中几乎需要悬挂、附着固定和舱 室装饰的地方都已经用到或可以应用螺柱焊来替代焊条电弧焊。因为采用螺柱焊可以避免在工件上 钻螺孔,从而大大简化工序和改善密封,同时还具有焊缝美观可靠、节省材料和电能消耗等一系列优点。此外,螺柱焊能够用来焊接钢、不锈钢、铜、铝及其他合金材质的螺柱、螺钉,并能进行异种金属间的焊接,加工适应性很强。
1.1焊接保温钉图


所示的保温钉主要用来固定附着于钢板表面的隔热保温、声响绝缘和防火等材料,在船舶建造中用量很大。
钉子材质通常为低碳钢,并经退火处理以降低硬度,以便施工时按需要随意弯折;为防锈蚀,钉子的表面还镀了铜;常用钉子的直径在3mm左右,并备有各种长度和不同的焊接端头类型,用户可根据加工要求来选用;
另外,还有与钉子配套使用的多种形状、尺寸和材质的自锁卡片。
焊接保温钉螺柱焊机焊接保温钉固定板状保温及防火材料的作业工序。用焊枪将保温钉焊于钢板表面→贴附矿棉板材料→将自锁垫圈装夹入保温钉,并推进压紧→折弯保温钉完成最终固定。
如采用絮状保温,防火材料施工时,则需在絮状矿棉外层用铝皮、镀锌薄铁皮或其他阻燃材料的蒙布包裹,然后再装夹自锁垫圈予以固定即可。
1.2焊接 各类窗、盖法兰紧固螺栓船舶建造中会碰到大量的密封舷窗和人孔盖的安装工作,而这些安装大多采用法兰螺栓连接。通常法兰紧固螺栓均匀分布在舷窗孔和人孔周边,数量由6个或8个到数10 个不等,各个螺栓间有尺寸及安装位置精度的要求;螺栓直径一般在M8~M16,而且施焊位置 多为横焊(工件焊接面位于垂直水平面),并要求焊接牢固、焊缝成形美观,从中不难看出其焊接工艺的特殊性。
然而,目前国内多数船厂仍在用焊条电弧焊的方法来完成这项工作,造成的效率流 失、加工精度和质量的偏差、焊接打磨以及返修工作量的增加等情况在所难免。
显然,这与当前的 造、修船形势对我国船厂高效率、高质量、低消耗的焊接作业要求是不相适应的,几乎成了船厂推广高效焊接的一个盲点,亟待改进。采用螺柱焊来焊接舷窗、人孔盖的法兰紧固螺栓,其优点为: 
a. 用螺柱焊来完成螺栓横焊,螺栓端头的陶瓷环在对熔池进行保护的同时可有效 阻止焊接过程中熔化物的滴漏,焊缝的牢度和外观都比使用焊条电弧焊都好。
b.不同于焊条电弧焊,整个焊接过程中被焊螺栓无需手工扶持,而是改由焊枪夹持,操作人员可以根据需要采用单手或双手握持焊枪施焊,有利于螺栓的定位和垂直成型,并有效减轻工人的劳动强度;
c. 可以省去在螺栓与钢板的联结面上钻孔和攻丝等加工工作,简化工序,同时能改善窗、盖安装的密封; 
由此可见,螺柱焊适合用于高效率、高质量地焊接船用舷窗和人孔盖法兰紧固螺栓,其推广应用的前景广阔。
1.3焊接内装各类固定用螺栓、螺钉船舶舱室居装,无论是地板、还是墙面和吊顶装饰(板)都得附着固 定于钢板表面,操作简便、快速、牢靠、省钱的螺柱焊,恰恰能够为高效率、高质量、低成本地完 成此项任务找到一条捷径。所以,在先进造船国家,这方面的应用已经相当普及,同时与此配套的 各种专用螺栓和螺钉的供应也很齐全,值得借鉴。
1.4其他应用
a.焊接防滑钉。将专门设计的螺钉按照一定的排列和间隔,焊接到诸如汽车滚装船、登陆舰艇的斜坡登船甲板和车道的表面,增加摩擦阻力,以防止车辆上船时,尤其是雨雪和冰冻气候天,船舶舱室的螺柱焊焊接气情况下打滑现象的发生。采用 螺柱焊焊接防滑钉的好处在于:操作方便灵活、技术易掌握,施工速度快,成本核算经济;焊接变形小、整齐美观;焊接强度高,螺钉选用高耐磨和抗锈蚀性能的材料制成,使用寿命长。
b.一条大型船舶设计用到的流体管道和电缆线数量巨大,其安装固定的工作量之大不言而喻。国外船厂在管道安装和电缆布线的舾装作业中已普遍采用了螺柱焊的工艺和技术;而且 有为船舶工业配套的管、线夹持及吊挂固定专用螺柱零件供应,其品种和规格也非常多,对船厂螺柱焊的应用起到了推波助澜的作用。
人们可以通过参观近期在国内外举办的国际性海事展览会,以 及查阅全球著名螺柱焊机厂商的产品介绍中充分感受到这一点。
c.除了在船舶舾装作业中早已广泛应用到螺柱焊以外,近年来,人们也开始尝试在船舶建造中发挥螺柱焊的优势作用。举例来说: 船体建造中,焊接加工前都要进行钢板的定位装配,传统的做法是在焊缝上方焊接固定搭接板。一艘巨轮的焊缝有成千上万米,因而这种俗称“马脚”的搭接板的用量惊人,且多数场合下又只能一次性使用,不仅消耗了大量的钢板和制作工时,而且焊后“马脚”的切割拆除及清理打磨工作也相 当可观,长期以来已经成了一项困扰船厂降本增效的痼疾。一种新颖的活络定位装配搭接板,内部为空槽形式,用于安装螺栓;系列产品中有用于平面焊缝及专门为角焊缝设计的品种 。
螺柱焊配套使用时的原理——首先沿焊缝两边按照定位固定的要求用螺柱焊焊 上螺栓,然后装入搭接板,待调整好焊缝尺寸和位置后,装上螺母拧紧即可。由于此种活络定位装 配搭接板采用螺栓固定,所以可反复使用,从而能够极大节省钢材和制作工时;另外,用螺柱焊焊 接螺栓既简化了操作,又节约了能耗,而且螺栓的拆除和清理等后续工作也变得十分容易,由此可见,与传统的“马脚”固定法相比,其优越性是显而易见的,具有推广应用的价值。
1.5活络定位装配搭接板应用特点
目前船舶修造中应用螺柱焊的施工地点大多螺柱焊接技术及设备:螺柱焊在船厂的应用位于外场的船台、船坞作业区;而生产节奏的安排又不能做到连续均衡,通常都是要求 集中在某一个较短的时间段内完成工作量相对较大的焊接任务;此外,船厂螺柱焊的加工任务往往 采取工程外包方法,操作工人流动性大,而且生产经验和对设备正确使用的责任心缺乏。上述诸多因素造成了螺柱焊在船厂的使用情况明显不同于汽车、电气设备等其他制造行业,有其自身鲜明的 特点,有待于研究、把握。
2、增强较长工作电缆时焊机的焊接能力从船厂安全用电的角度出发 ,正在施工的船上一般只提供低压电,因此,生产作业中螺柱焊机的电源只能放置在船台(坞)边 ;即使有的地方将焊机电源搬上了船,也会碍于它在各船舱间吊运的不方便而很少变动位置;为了 适应这种作业状况,不少船厂在订购螺柱焊机时往往强调把焊枪与电源连接的电缆长度加长至30 m或更长,以借助较长的工作电缆,轻松灵活地把焊枪拖引到船上的各个施工现场。因此,对螺柱焊机的负载电压和焊枪电缆截面积等相关技术指标提出了更高的要求,而在当设备一时不能达标的 情况下,生产中不得已常会采用较大功率的焊接电源来焊接较小直径的螺柱,从而造成了不必要的浪费和损耗,迫切需要得到改进提高。
2.1螺柱焊机负载持续率必须经受考验船厂使用螺柱焊不但数量大,而且还须处处突显加工速度,再加上操作工为了赶生产进度,常常会忽视规范要求,将 “快”发挥到极点。考虑到现今市场上销售的电弧螺柱焊机负载持续率一般都较小(5%~10% ),这无形之中提高了对焊机负载持续率的要求。我以为近期可以从以下3个方面着手加以完善和提高:
第一,加大开发力度,研制具有较高负载持续率的螺柱焊机,以满足船厂生产现状的要求; 
第二,加强对操作工人的培训,严格按照规范要求来使用焊机,减少操作不当可能对设备造成的不利影响;
第三,考虑到负载持续率的因素,船厂订购螺柱焊机时,在功率选定上要留出一定的余量 。
2.2提高螺柱焊机的作业适应能力
a.由于船厂螺柱焊用到的各类螺栓和螺钉数量巨大,而我国造船本身又是一个微利的行业,因此国内船厂在采购时往往会兼顾到成本控制的因素,这就使得 螺栓和螺钉的质量参差不齐,进而可能对焊接质量产生影响。例如,国内船厂使用最多的保温钉, 同一规格的钉子在长度和直径上都会存在差别,而且偏差值在大多时候都超出了焊机、焊枪正确使 用允许的公差范围,从而给焊接带来了不少的麻烦。
b.船台、船坞与车间在用电方面的区别在于 :螺柱焊机所用多为临时性接电。在施工现场,尤其是用电高峰时期,电源的品质根本得不到保证 ,电源污染对焊机正常工作的干扰及焊接质量的影响无法避免,对此必须想方设法予以克服。以上 提到的2个现象,依照国情和现时船厂的实际状况来看,希望通过对船厂工作程序的改进来解决的 想法也许不太现实。所以进一步提高螺柱焊机的适应能力,自然也就成了焊机制造厂家当前的一项 紧迫任务了。
2.3小结
这些年来,国内市场上真正能够适应船厂工作环境和连续作业要求的螺柱焊机并不多见,而美国在二战期间,就已经采用螺柱焊机来固定航空母舰的甲板了,这也许或多或少地导致了如今螺柱焊在船厂推广应用的进展不尽如人意。所以,我们希望国内越来越多的造船业来应用这种焊接工艺。

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