航母甲板那么厚是怎么焊的?

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     航母作为现代海军的重要组成力量,其建造也可以看出一个国家的军工技术,关于航母的厚甲板是怎么焊接的,下面小编将会简单讲解。

      航母的飞行甲板是巨大的不规则形状,还要切出大面积的不规则开口。这里就需要到相当高精尖的特殊材料焊接和切割技术了。精度要求很高,国际上常常使用的激光切割在这里根本还不行,因为这个并不是普通的船用钢材,厚度和材料的坚硬度要高上一个数量级了。而材料的无缝隙爆破焊接也是航母建造中不可缺少的。

      焊接在船体建造中应用很广,各种技术已趋于完善和成熟,焊接工作量占船体建造总工作量40%,焊接成本占船体建造成本的30%~50%。同时,焊接技术能扩大,造船总量、缩短造船周期、稳定焊接质量、提高经济效益、减轻劳动强度等。

      甲板的大小相当于三个足球场大小,因而焊接工作量大,但焊接平面非常平整,易于实现自动化焊接,此外,甲板厚度过高,增加了焊接的难度。综合考虑,选择窄间隙埋弧焊(NG-SAW)作为焊接方法。埋弧焊是目前工业领域应用最为广泛的焊接方法之一,也是应用到窄间隙技术中最成熟、最可靠、应用比例最高的焊接方法。

      窄间隙埋弧焊(NG-SAW)是一种用于板厚对接接头焊接,焊前焊件不开坡口或只开小角度坡口而留有窄而深的间隙,采用多层埋弧焊进行焊接的高效率焊接方法。窄间隙埋弧焊出现于上世纪80年代,很快被应用于工业生产,它的主要应用领域是低合金钢厚壁容器及其它重型焊接结构。窄间隙埋弧焊的焊接接头具有较高的抗延迟冷裂能力,其强度性能和冲击韧性优干传统宽坡「7埋弧煜接斗与传统埋弧煌相比,总效率可提高50% ~ 80%;可节约焊38%~50%,焊剂56%~64.7%。窄间隙埋弧焊已有各种单丝、双丝和多丝的成套设备出现,主要用于水平或接近水平位置的焊接,并且要求焊剂具有焊接时所需的载流量和脱渣效果,从而使焊缝具有合适的力学性能。一般采用多层焊,由于坡口间隙窄,层间清渣困难,对焊剂的脱渣性能要求很高,尚需发展合适的焊剂。单道焊仅在使用专为窄坡口内易于脱渣而开发的自脱渣焊剂时才采用。



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事实上,航空母舰的甲板厚度为50毫米,具有高强度,强抗冲击性,耐高温性,耐腐蚀性,可焊接性。航母甲板使用了两种连接方式分别是“焊接”和“铆接”,早些时候,航母甲板还是有使用铆接连接的,如基辅号航母就使用了铆接技术。而现代的航空母舰甲板都使用了焊接,其主要的焊接方式是“窄间距埋弧焊”。

由于航空母舰的甲板厚度较大,要求平整度极高,还要承受舰载机起降带来的巨大冲击力,以至于对焊缝的质量要求极高。我国航母的飞行甲板都会对每条焊缝进行X光检测,以确保焊缝的质量符合要求。也正是因为要求焊缝具有良好抗冲击性和韧性,所以一般的焊接方式不适合。要么是焊缝质量不合格,要么是焊接效率太低。

随着技术的发展“窄间距埋弧焊”技术应运而生。

窄间距埋弧焊的焊接头具有较高的抗延迟冷裂能力,其强度性能和冲击韧性能优良,被广泛应用于航母甲板的焊接。窄间距埋弧焊的焊缝具有极高的韧性和塑型,这是因为其需要的热量少,较少的热量就不会对焊缝的机械性能造成太大的影响。可以说,正是每条焊缝的机械性能都很优良,以至于正格飞行甲板强度,抗冲击性,韧性非常好,不会因为哪条焊缝出现质量问题而导致重大事故的发生。

此外,窄间距埋弧焊还具有消耗焊材少,需要热量低,焊接用时少,焊接造成的变形和应力较小,降低了焊缝开裂的趋势。总而言之,窄间距埋弧焊有成本低,质量高,效率高的优势。有资料表明:使用窄间隙埋弧焊可以节省20%~40%的焊材,提高焊接效率30%~45%,不仅仅减少了焊接成本,还大大提高了焊接效率。而航空母舰的建造更不能拖延,必须提高焊接速度,所以说选择使用窄间距埋弧焊也是理所应当的了。



事实上,为了降低焊接难度,世界各国都在研发新型钢材。

美国的潜艇用钢主要是HY-80,HY-100,HY-130。在建造海狼级核潜艇时,原本准备选择HY-130型的钢材,只因为焊接难度较大,被迫选择了HY-100型钢材。即便是HY-100钢材,其焊接质量也不过关。为了提升钢材可焊接性,美国研发出了HSLA系列航母用钢,美国的航母用钢主要有HSLA-115,HSLA-100,HSLA-80。其中HSLA-115就是用来制造福特级航空母舰的飞行甲板,其屈服强度为800Mpa,在焊接前要预热到100多度,降低了焊接难度。美国还正在与日本的舰船专家研究用于高强度合金钢的焊接技术,以降低生产成本。



既然002型航母已经在海试了,那么也就证明,我国也解决了航母甲板的焊接难题。我国使用的航母甲板钢材在焊接时需要预热到近130度,室温在15度时进行焊接。在焊接前必须保证钢材接口处的干净,无锈迹,无油漆。

所以说,窄间距埋弧焊被广泛应用于军工,工业也是很正常的事情。(图片来自网络)


江山何沉


无论手工焊还是机器焊,首先将加热钢板加热到很高的温度,具体我忘了,大概一百多度,人趴在上面焊,想想就痛苦,焊完要全焊缝超声波扫描和X光拍片,有一点加渣气孔裂纹等,都要用碳棒枪劈掉,重新焊,一个点有问题,焊缝要劈至少20厘米,点越深,劈的越长,而且只能重新焊一次,否则整块钢板就会报废,所以这都是顶级技术的师傅焊的,工资相当高,我在民营船厂待过两年,这类的师傅不知道能不能焊航母,但工资目前高于400一天!甚至更高


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焊接是船体建造中应用最为广泛的技术之一,现代军舰几乎都是采用分段式建造工艺,事先建造出舱壁分段、甲板分段、舷侧分段、上层建筑分段、球鼻首分段等等,最后将这些分段通通焊接组合成一个整体,才能打造出航母的整体结构。除却分段焊接之外,因为人类工业目前还无法直接锤炼出一整块的甲板,因此航母甲板的焊接是另外一个重中之重,整个焊接工作约占整个建造过程的30%以上。
▲福特级航母舷


首分段

航母甲板一般采用的是屈服强度在400Mpa以上的高强度合金钢板制造而成,厚度在30到50毫米之间。目前以美国的HY系列、俄罗斯的AK系列最为出色,我国鞍山钢铁公司也已经在此领域取得突破,并成功将国产钢材用在了建造国产航母之上。航母甲板钢一般都是用大型轧机轧制而成,我国拥有世界最大的5.5米特宽厚板轧机,轧制出的单块钢板宽度可达5.5米,长度可达40米,而航母面积通常可达1.5万平方米以上,因此必须要将这些钢板焊接拼装在一起。
▲福特级航母钢板

航母甲板的厚度在40毫米到60毫米之间,这已经属于超厚板材的焊接,因此使用普通的焊接方法是无能为力的,现代一般使用窄间隙埋弧焊焊接。埋弧焊的过程其实就是将焊料注入焊接口,然后使用电弧将焊料加热,焊料融化并凝固后就能将两块板材严丝合缝的粘贴在一起,形成焊缝,为了保证强度和平整度,电弧焊都是一层层浇筑焊料进行焊接,航母甲板的焊接可能要经过5到10道工序的反复焊接才能够完成。


由于航母甲板需要承受几十吨舰载机的高压国外冲击,以及高温尾焰的灼烧和高温高盐环境腐蚀,因此对于焊缝的一体性和内部结构强度有更高的的要求,普通的宽口埋弧焊依旧满足不了航母甲板建造的需要。所以现在又诞生了更先进的窄间隙埋弧焊,这种焊接方法坡口小,焊料消耗少,并且焊缝坚固稳定,目前除了航母甲板,其他诸如核反应堆耐压壳、大型梁柱结构等超厚板材焊接都在大规模采用这一方法。这种方法目前已经完全实现了自动化操作,使用埋弧焊焊机能够高效率的完成工作,这也大大加快了现代航母的建造过程,我国已经实现了这一领域的完全国产化,因此建造航母甲板也就不存在什么技术难题了。

正是因为航母甲板对于焊接性能也有很大的要求,所以并不是屈服强度越大,用来建造航母甲板也就越好。例如我国在去年突破的屈服强度在2200Mpa的超级钢,其实质上属于碳含量在0.8%以上的高碳钢,这种钢在焊接后容易出现内部应力不均、裂缝开裂等不良状况,即使采用预先加热也无法弥补这一缺陷,因此实际上并不适合航母甲板建造。全世界用于航母甲板的钢板都是屈服强度在800Mpa以下的低中碳钢,这才是性价比最高的选择。
▲航母甲板焊缝


军武吐槽君


早期的航母甲板是用木制的,因为那时候的螺旋桨舰载机重量不大,飞行速度也不快,起降时候对甲板的冲击不大,故而木制甲板即可满足使用。

而到了喷气式战机时代,航母上的舰载机就都是清一色的喷气式战机了,喷气式战机不但重量比螺旋桨飞机大了好多倍,而且舰载机降落时候的速度达到了400米每秒,如此高的速度降落舰载机会对甲板产生很大的冲击力,并且甲板很多时候还要承受舰载机发动机高温尾焰的炙烤。而且航母甲板不仅要经受得住舰载机的折腾,还要受得住海浪拍击和海盐腐蚀。

要满足上述这么多要求,木质的甲板肯定是不行的了,甚至说普通的金属都不行,航母的甲板必须要用特制的特种合金钢制成。普通的军舰对钢材的强度要求是能承受300MPa(压强单位:兆帕斯卡),而航母甲板的钢材要求承压能力要达到850MPa,并且越大越好。

面积相当于好几个足球场的的航母甲板是由多片钢材焊接而成的,由于航母使用的是高强度的特种钢材,所以焊接时候的工艺也是颇有讲究的,一般的焊接手段肯定是不行的!焊接航母甲板一般用到的是潜弧钨极气体保护焊(BGTAW),这种焊接方法不但适用于较厚的原板材(航母甲板一般厚50毫米左右),而且焊缝焊渣极少,并且这种焊接方法不用打坡口(坡口指焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽),效率很高。

这之后还没完,焊接完的焊缝还要经过严格的测试,通过检测了才算完事。就比如我国,航母甲板的每条焊缝都要用X光检测一次,并且做各种性能测试,保证其合格度。并且测试完毕后还要在边上写手测试者的性命以及当时的湿度、温度、风速的一些参数值。也是因为这种严谨的态度,我国航母甲板焊接的合格率达到了97%以上。

话又说回来,焊接不管有如何先进的工艺,都难免会损伤钢材强度,所以人们又在钢材上动脑筋了!那就是想办法把钢材加工的更大一些,以减少焊缝,提升性能。

就以我国为例,我国的研发的5.5米特宽厚板轧机可以说就是为了生产航母钢材而生的。这款轧机有着世界一流水平的轧制水平,可以轧制5.5米宽,40米以上长度的钢材,而且其高达100000吨的下压轧制力对加工一些特种钢材也是游刃有余。我国第一艘航母所用的钢材就是用这种超宽轧机生产出来的。


Mister李


到底多厚?没有潜艇固壳厚吧,人工焊较厚的钢板是不可能做到的,都是自动焊车的功劳。


潜望镜kangjixiang


航母的甲板也是航母技术中一个重要的部分,不但能够抗冲击,还要具备耐海水盐度腐蚀,舰载机起降尾焰炙烤的功能,同时还要具备防滑的表面处理,因此航母的飞行甲板属于特殊的结构,采用多道工艺,而且是多层结构。

航母甲板并非是一块整体的钢板,而是按照要求由一块块的专用钢板进行拼接,有很多不规则的钢板拼接而成。航母的飞行甲板的厚度达到35-50毫米,采用焊接和铆接工艺,其技术都是各国的保密范围,其焊接工艺要求极高,采用机器焊接和人工焊接方式。航母甲板上有许多的开口,包括弹药输送升降口,洗消作业管道,喷淋管道及喷口,舰载机尾焰挡板的洒水降温系统,阻拦索系统,阻拦网系统等等。因此,航母的飞行甲板不可能做到是一块厚几十毫米的整块甲板,以上的这些管线就需要布置在底层基础甲板和飞行甲板层之间。飞行甲板上面要作防腐防滑处理,这也是我们所知道的航母的甲板都非常的粗糙原因,而且还有各种管道的喷口,舰载机的系留装置,排水装置等等,因此,整个甲板的所用材料每一项都是高科技的。

航母甲板的焊接问题,是一个国家造船技术的展示,总体而言,航母所用的钢材决定了其焊接的难度。航母甲板的焊接并不是拿过来就用,而是要经过钢板的整形,打磨,使一块钢板平整度符合要求,还要对焊口做坡口处理,并对坡口打磨,航母用的钢板都是具有很强屈服强度的特殊钢材,普通的电气焊是无法做到的,甲板的厚度也比较厚,而且需要上下焊接。目前的焊接工艺例如熔化极氩弧焊如果加大电流,能够焊接厚度2厘米以上的钢板,但这个厚度显然对航母甲板有些牵强。二氧化碳气体保护焊能够焊接的厚度据说可以达到3厘米的厚度。目前的电渣压力焊的厚度能够焊接的钢板厚度达到了数十厘米的厚度。

从航母甲板的功能及结构来看,焊接技术并非是一个特性难题,目前的焊接技术完全可以支持焊接工艺的要求。而航母甲板的拼接焊接是整个甲板工艺的一部分,铆接也是一项重要的工艺要求。甲板通常采用两者结合的方法,这主要是甲板功能决定的。而涂在甲板表面的最后的工艺是防滑层以及特殊的涂料,这些涂料具备防腐、耐用、耐火焰炙烤的特点,即是航母甲板的使用层也是保护层。


用户3461570081449


有人问,航母甲板又厚实又平整,是如何焊接或拼接到一块并保证结实的?下面就来详细介绍一下。 航母舰载机的起降甲板是整个航母战斗力表现的核心因素,航母甲板的作业效率决定了一艘航母的作战能力。航母起降甲板也是航母技术最重要的展示,不但能够抗冲击,还要具备耐海水盐度腐蚀,舰载机起降尾焰炙烤的功能,同时还要具备防滑的表面处理,因此航母的飞行甲板属于特殊的结构,采用多道工艺,而且是多层结构。 航母甲板又厚实又平整,是如何焊接或拼接到一块并保证结实的? (一)航母甲板的结构;航母甲板并非是一块整体的钢板,没有这么大的制造设备,而是按照要求由一块块的专用钢板进行拼接,有很多不规则的钢板拼接而成。航母的飞行甲板的厚度达到几十毫米,但这是整体的厚度,航母甲板并不是一层就这么厚。航母甲板的最底层背面要做隔热处理,舰载机产生的尾焰不能把热量传导进甲板的下面,底层甲板还必须具备防水渗透功能,采用焊接工艺。飞行甲板层是以底层为基础进行拼接的,采用焊接和铆接工艺,其技术都是各国的保密范围,其焊接工艺要求极高,采用机器焊接和人工焊接方式。航母甲板上有许多的开口,包括弹药输送升降口,洗消作业管道,喷淋管道及喷口,舰载机尾焰挡板的洒水降温系统,阻拦索系统,阻拦网系统等等。因此,航母的飞行甲板不可能做到是一块厚几十毫米的整块甲板,以上的这些管线就需要布置在底层基础甲板和飞行甲板层之间。飞行甲板上面要作防腐防滑处理,这也是我们所知道的航母的甲板都非常的粗糙原因,而且还有各种管道的喷口,舰载机的系留装置,排水装置等等,因此,整个甲板的所用材料每一项都是高科技的,而且也是保密的。 航母甲板又厚实又平整,是如何焊接或拼接到一块并保证结实的? (二)关于航母甲板的焊接问题,这个可是重中之重,也是一个国家造船技术的展示,总体而言,航母所用的钢材决定了其焊接的难度。航母甲板的焊接并不是拿过来就用,而是要经过钢板的整形,打磨,使一块钢板平整度符合要求,还要对焊口做坡口处理,并对坡口打磨,航母用的钢板都是具有很强屈服强度的特殊钢材,普通的电气焊是无法做到的,甲板的厚度也比较厚,而且需要上下焊接。目前的焊接工艺例如熔化极氩弧焊如果加大电流,能够焊接厚度2厘米以上的钢板,但这个厚度显然对航母甲板有些牵强。二氧化碳气体保护焊能够焊接的厚度据说可以达到3厘米的厚度。这些技术是否能否用于航母甲板的焊接我们并不得而知,而且使用稀有气体的成本也会很高。目前的电渣压力焊的厚度能够焊接的钢板厚度达到了数十厘米的厚度。但这些技术能否对航母甲板的焊接有用,我们就不知道了,但有一点可以肯定,就是航母即然造出来了,技术自然是成熟了。


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