100年前采用铆接工艺的船舶是如何拼接船体?如何保证接缝处的密闭性能?看完总算懂了!


第一,连接方式大致可分为焊接、机械连接和粘接。焊接区别于其他几种的是,它是原子间或分子间结合,所以更加牢固。相对于上百米长的船体来说,几米长的钢板确实是小块,大致流程是从小组立到分段到总段到整船。现在的造船行业用焊接全面取代铆接主要是因为钢材性能和焊接技术的进步。早期由于钢材杂质含量高和焊接技术不成熟,是有过船体断裂事故的(桥梁也出现过同样问题),现在基本上不会有这种问题了。

第二,船舶很少受到瞬间大力冲击,用铆接也没啥问题。焊缝处的强度在某些情况下是可以高于母材的,但是没有实际意义,而且焊缝附近的热影响区因为热循环导致晶粒粗大,性能必然是下降的,一般认为焊缝强度能达到母材80%以上就是成功的。焊缝只要不存在贯通伤,密封性是很好的,但是如果有尖锐缺陷(可能是生产过程或是使用过程中出现),导致出现沿着焊缝扩展的裂纹的话,很难阻止裂纹生长。而铆接的圆孔有很好的止裂性,这也是铁船前期普遍采用铆接的原因之一。铆接还有一个问题是,存在重叠部分,也就是两块钢板叠起来的区域,而换用焊接后就可以节省这部分材料并减轻重量。理论上不存在无法焊接的东西,譬如陶瓷可以用附加镀层之后钎焊,只是强度是个很大的问题。飞机之所以很少采用焊接是因为对变形要求极高,而只要有加热冷却过程,就必然会存在变形。但也不是没有焊接应用,比如英国人就在飞机上通过搅拌摩擦焊焊接铝合金。

第三,早期的铆接工艺主要是先将铆钉加热到一定温度,打入预先钻好的孔,将另一头捶打成形,通过降温后的收缩紧固力将两块钢板压紧在一起,这种压力达到足以使两块钢板严丝合缝地贴合在一起,液体几乎不会渗漏,为了保证密封性,铆钉之间的距离与铆钉锤接的工艺过程是预先设计好的,铆接完成后,还会进行密封性测试,渗漏处需要用滚压、填充甚至重新铆接。铆接的好处是热应力较小,但是相比较如今突飞猛进的焊接技术,铆接无论从劳动强度还是工艺水平都无法满足要求了,船舶领域应用得越来越少。

第四,铆接的船板不会产生内应力,不会变形,但工艺复杂。焊接钢板简单方便,但大面积的焊接部位会位受热不同焊接部住往会产生内应。所以船上经常会发生焊缝开裂,这就是内应力产生的后果,而且这些后果可能会造成毁灭性的灾难。所以正规的船厂在船体的重要部位还是会使用铆接工艺。

第五,在船厂干过的外公是这样陈述的:分段最后大合拢不可能做到丝毫不差,因为分段建造焊接时会产生应力变形,不过变形量也不是特别大,因为分段建造时防止变形过大,都是先焊接固定在台架之上的,最后大合拢时虽然有误差,也不是特别大,1公分左右都是正常的,多出来的余量可以通过一小段气割修好再焊接,大合拢都会用到千斤顶、大丝杠、气割、手拉葫芦,所以变形多少都能够搞定。

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