100年前採用鉚接工藝的船舶是如何拼接船體?又是如何防水的呢?

上次筆者寫了一篇關於:採用鉚接工藝的船舶是如何拼接船體,連接處又是如何防水的文章。當時因為覺得比較簡單,所以沒有具體去講原理,而是通過圖片的形式讓大家學習。不過後來有很多網友給我反應說看不懂,所以筆者今天再來詳細的講講。不過在講之前,筆者先要聲明一下:因為在船舶領域,焊接早就取代鉚接成為了船舶建造中最主要的工藝,所以用於船體鉚接的工藝資料很難找尋。為此,筆者要講的鉚接,就只能基於自己曾經請教的“老鉗工”所傳授的知識,再結合自己的相關知識來講。因此,可能會講的不夠好,希望大家可以諒解。

100年前採用鉚接工藝的船舶是如何拼接船體?又是如何防水的呢?

採用鉚接的“無畏”號戰艦

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“泰坦尼克”號郵輪正在鉚接作業

鉚接始於1800年,是人類從木製船舶跨入鐵質船舶的最重要工藝。在焊接技術沒有成熟之前,鉚接一直是船舶建造中最重要的工藝。歷史上,有大量著名的船舶採用的就是鉚接工藝,例如當時有“東洋第一堅艦“之稱的”鎮遠“號戰列艦;“福州船政局”設計製造的中國第一艘全鋼甲軍艦“平遠”號;以及號稱“永不沉沒”的“泰坦尼克”號郵輪等等。

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”鎮遠“號戰列艦(大約1895年)

鉚接的原理、類型和形式(簡要講解)

鉚接的原理

鉚接的原理就是通過鉚釘來傳遞力,將兩個或兩個以上的元件(一般為板材或型材)緊緊連接在一起。

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鉚接

鉚接類型

鉚接分冷鉚和熱鉚兩種類型。冷鉚是指鉚釘在常溫狀態下進行的鉚接。適合於直徑小於10mm的鋼鉚釘和塑性較好的有色金屬、輕金屬及合金製造的鉚釘。熱鉚是將鉚釘加熱到一定溫度後進行的鉚接。熱鉚常用在鉚釘材質塑性較差、鉚釘直徑較大或鉚力不足的情況下。

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熱鉚

鉚接形式

鉚接形式可以分為搭接和對接兩種。搭接顧名思義就是兩個元件直接搭在一起後用鉚釘連接。對接則是在接縫處加一塊襯板,把需要連接的元件直接鉚接在襯板上,這樣能使接縫美觀整潔。

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搭接

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對接

船體鉚接的具體步驟

第一步

需要在切割好的鋼板上衝擊或鑽出鉚釘孔。

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鑽孔

第二步

把需要鉚接的鋼板對準後,部分孔位先用螺栓臨時夾緊定位,接著進行鉸孔以確保鉚釘的孔完全匹配並且尺寸相同。

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鉸孔

第三步

根據板材的厚度切割出長度合適的鉚釘。

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切割鉚釘

第四步

對鉚釘進行加熱。因為採用了直徑大於10毫米以上的鋼鉚釘,所以採用熱鉚。鉚釘加熱的時機至關重要,不然很容易造成鉚接不到位。

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鉚釘加熱

第五步

將加熱到合適溫度的鉚釘迅速插入鉸好的鉚釘孔,利用相關工具(例如氣動鉚釘槍)將釘尾錘成釘頭,從而使疊合部分緊密連接。這一步需要遵循一定的規律,要把之前用於臨時固定兩塊鋼板的螺栓,逐步更換成鉚釘,直到完成全部的鉚接工作。

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利用氣動鉚釘槍將釘尾錘成釘頭

第六步

這一步就是大家非常關心的鉚接船體連接處是如何防水的問題。這一步需要等到鉚釘冷卻以後才能施工,因為加熱後的鉚釘在冷卻後還有一定的收縮。待冷卻到位後,使用填縫工具(填縫槍)將縫隙充填起來,以確保接縫不透水。在填完縫隙後,還要利用工具迫使外板的邊緣緊緊靠在內板上。

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填縫

鉚接就通過這樣的方式,把船體整個連接起來了,並且不漏水。

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採用鉚接的“泰坦尼克”號外板看起來還挺平整的

總結

雖說鉚接因為生產效率低、勞動強度高、重量大、外形不美觀,所以在鋼製船建造中已基本被焊接所代替了。但對於一些無法焊接的的部位,例如不同金屬的連接,仍會採用鉚接(之前在鋁焊技術不成熟的時候,鋁製上建的船舶都是採用的鉚接);以及振動大或容易產生裂縫的部位有時也會採用鉚接。

作者:小船人的夢想 2019年3月8號


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