第四章-船體結(jié)構(gòu)的焊縫設(shè)計(jì)

船體結(jié)構(gòu)的焊縫設(shè)計(jì)<內(nèi)規(guī)>1.一般要求1.1本節(jié)適用于本篇規(guī)定的船體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的焊縫設(shè)計(jì)，特殊結(jié)構(gòu)應(yīng)另行考慮。船體結(jié)構(gòu)的焊接工藝應(yīng)符合本規(guī)范的其它有關(guān)規(guī)定。1.2船體各種焊接結(jié)構(gòu)上的焊縫，應(yīng)避免布置在應(yīng)力集中區(qū)域，在結(jié)構(gòu)剖面突變處應(yīng)有足夠的過渡區(qū)域，盡量避免焊縫過分集中。1.3船體結(jié)構(gòu)中的平行焊縫應(yīng)保持一定的距離，對(duì)接縫之間的平行距離應(yīng)不小于80mm，且盡量避免尖角相交；對(duì)接焊縫與角焊縫之間的平行距離應(yīng)不小于30mm。1.4外板、甲板的端接縫不應(yīng)直接布置在大開口的角隅處和上層建筑的端部，外板和內(nèi)底板的端接縫不應(yīng)直接布置在主機(jī)座兩端。此類接縫距離上述規(guī)定橫邊應(yīng)不小于500mm。1.5船體主要結(jié)構(gòu)的連接，可以采用對(duì)接焊，也可以采用搭接焊。除另有規(guī)定者外，船體外板、甲板、內(nèi)底板、艙壁板。艙口圍板之間的連接應(yīng)采用對(duì)接焊。1.6船體結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件焊接的細(xì)節(jié)，包括焊縫形式和尺寸，應(yīng)在提交審核的圖紙上或焊接規(guī)格明細(xì)表中清楚標(biāo)明。2.焊接材料

2.1船體結(jié)構(gòu)所用的焊接材料應(yīng)滿足第三章的規(guī)定。所選用的焊接材料的級(jí)別應(yīng)與船體結(jié)構(gòu)用的材料級(jí)別相適應(yīng)，并應(yīng)符合表4.1的規(guī)定。當(dāng)被焊接的兩塊母材的材料級(jí)別不同時(shí)，除在應(yīng)力集中區(qū)域內(nèi)應(yīng)選用較高級(jí)別的焊接材料外，一般可選用與較低級(jí)別母材相適應(yīng)的焊接材料。不同材質(zhì)的母材相連接時(shí)其焊接工藝規(guī)程應(yīng)經(jīng)本社認(rèn)可。焊接材料級(jí)別船體結(jié)構(gòu)鋼材級(jí)別焊接材料級(jí)別船體結(jié)構(gòu)鋼材級(jí)別1A1YA32、A362A、B、D2YA32、A36、D32、D363A、B、D、E3YA32、A36、D32、D36、E32、E362.2下列鋼質(zhì)船舶構(gòu)件和結(jié)構(gòu)焊接時(shí)應(yīng)采用低氫型焊接材料：（1）船體大合攏時(shí)的環(huán)形焊縫；（2）起重桅柱、吊貨桿、吊艇架、拖鉤架、尾軸架、油船上的系纜樁等以及與其相連接的構(gòu)件的焊縫；（3）主機(jī)功率大于或等于220KW的基座及其相連接的構(gòu)件。

2.3船長(zhǎng)大于或等于30m船舶的強(qiáng)力甲板下使用沸騰鋼的焊接，應(yīng)采用低氫型焊接材料，其焊接工藝應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)并經(jīng)本社認(rèn)可。根據(jù)焊條藥皮的性質(zhì)不同，焊條可以分為酸性焊條和堿性焊條兩大類：

藥皮中含有多量酸性氧化物（TiO2、SiO2等）的焊條稱為酸性焊條。藥皮中含有多量堿性氧化物（CaO、Na2O等）的稱為堿性焊條。

酸性焊條能交直流兩用，焊接工藝性能較好，但焊縫的力學(xué)性能，特別是沖擊韌度較差，適用于一般低碳鋼和強(qiáng)度較低的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接，是應(yīng)用最廣的焊條。

堿性焊條脫硫、脫磷能力強(qiáng)，藥皮有去氫作用。焊接接頭含氫量很低，故又稱為低氫型焊條。

堿性焊條的焊縫具有良好的抗裂性和力學(xué)性能，但工藝性能較差，一般用直流電源施焊，主要用于重要結(jié)構(gòu)（如鍋爐、壓力容器和合金結(jié)構(gòu)鋼等）的焊接。

3.對(duì)接與搭接焊縫

3.1不同厚度鋼板進(jìn)行對(duì)接時(shí)，其厚度差大于或等于4mm，則應(yīng)將較厚的邊緣削斜，使其均勻過渡，削斜寬度應(yīng)不小于厚度差的4倍。

3.2搭接接頭的焊縫尺寸應(yīng)滿足本表4.2所列1級(jí)焊縫的要求，搭接寬度b應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：

b=2t+15mm式中：t—搭接接頭中較薄板的厚度，mm。

3.3型鋼骨材用搭接焊時(shí)，兩側(cè)的角焊縫須連續(xù)并包角。油船舷側(cè)結(jié)構(gòu)不宜采用搭接。4.塞焊與點(diǎn)焊

4.1圓孔塞焊應(yīng)按圖4.1所示尺寸開孔。圓孔塞焊的間距應(yīng)不大于10倍圓孔直徑。

4.2長(zhǎng)孔塞焊應(yīng)按圖4.2所示，長(zhǎng)孔塞焊的開孔長(zhǎng)度l應(yīng)不小于75mm，孔的寬度應(yīng)不小于板厚的2倍，孔端部呈半圓形。孔的間距應(yīng)不大于長(zhǎng)孔長(zhǎng)度的2倍。通常長(zhǎng)孔塞焊時(shí)不必在孔內(nèi)塞滿焊肉。圖4.1圓孔塞焊示意圖圖4.2長(zhǎng)孔塞焊示意圖4.3如雙層底內(nèi)不能進(jìn)人操作，內(nèi)底板的端接縫應(yīng)位于實(shí)肋板面板上；內(nèi)底板與實(shí)肋板及底縱桁的連接應(yīng)采用圓孔塞焊。但油船內(nèi)底板與實(shí)肋板及底桁的連接不允許采用塞焊。

4.4板厚小于4mm的次要結(jié)構(gòu)，可采用單面或雙面交錯(cuò)點(diǎn)焊。其直徑d和點(diǎn)距l(xiāng)應(yīng)符合圖4.3的規(guī)定。圖4.3次要結(jié)構(gòu)點(diǎn)焊示意圖5.填角焊縫5.1板與板、板與型材的“T”形連接應(yīng)采用填角焊縫。當(dāng)構(gòu)件承受高應(yīng)力時(shí)，必須采用雙面填角焊或全焊透角焊。全焊透角焊系指在角焊縫處必須開坡口的焊透角焊。5.2角焊縫分為4級(jí)，各級(jí)別的形式和K值，根據(jù)相構(gòu)件中較薄板的厚度按表4.2選取。5.3船體各主要結(jié)構(gòu)連接所使用角焊縫級(jí)別按表4.3選取。雖然強(qiáng)度計(jì)算的公式表明，角焊縫的強(qiáng)度與焊腳K、焊縫長(zhǎng)度L成正比。但是在滿足工藝、結(jié)構(gòu)及承載要求的條件下，應(yīng)盡量減少K的尺寸，因?yàn)樵龃驥，將會(huì)增加熱影響區(qū)寬度和增加應(yīng)力集中，降低動(dòng)載和低溫條件下結(jié)構(gòu)的承載能力。因此，應(yīng)減少K而增加L更為合適。焊腳高度K一般為3-20mm，且不大于板厚。5.5凡板厚超過12mm及本節(jié)表4.3中未規(guī)定的焊接部件的焊縫尺寸，可按表4.4的規(guī)定選取。利用該表中所列焊腳高度的焊縫，對(duì)于非水密結(jié)構(gòu)采用單面連續(xù)焊（或者相當(dāng)?shù)碾p面交錯(cuò)斷續(xù)焊或并列斷續(xù)焊）；對(duì)于水密結(jié)構(gòu)應(yīng)采用雙面連續(xù)焊。板厚（mm）<33.545678910121416焊腳高度（mm）22.533.544.5555.566.575.6凡焊縫長(zhǎng)度在300mm以內(nèi)者，則一律采用連續(xù)焊。肘板與板或構(gòu)件的焊接，采用雙面連續(xù)焊，焊腳以1級(jí)焊縫為準(zhǔn)，設(shè)備和甲板機(jī)械下構(gòu)件的角焊縫，在加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)應(yīng)為雙面連續(xù)焊。

圖4.4對(duì)稱角焊縫示意圖5.7各種結(jié)構(gòu)若采用斷續(xù)焊或單面連續(xù)焊時(shí)，則構(gòu)件的端部應(yīng)按下述規(guī)定進(jìn)行雙面連續(xù)的加強(qiáng)焊：（1）骨材的端部，應(yīng)為連續(xù)包角焊，其包角焊縫的長(zhǎng)度應(yīng)為骨材的高度或不小于75mm，取其大者；（2）縱骨切斷處端部削斜時(shí)，其加強(qiáng)焊長(zhǎng)度應(yīng)不小于1個(gè)肋距；（3）骨材端部削斜時(shí)，其加強(qiáng)焊長(zhǎng)度應(yīng)不小于削斜長(zhǎng)度，骨材端部以焊接固定時(shí)，其加強(qiáng)焊長(zhǎng)度應(yīng)不下于骨材高度；（4）各種構(gòu)件的切口、切角、開孔（如流水孔、透氣孔等）的兩端，應(yīng)按下述規(guī)定進(jìn)行包角焊：當(dāng)板厚大于12mm時(shí)，包角焊長(zhǎng)度應(yīng)不小于75mm；當(dāng)板厚小于或等于12mm時(shí)，包角焊長(zhǎng)度應(yīng)不小于50mm；（5）各種構(gòu)件對(duì)接接頭的兩側(cè)均應(yīng)有一段對(duì)稱的角焊縫，其長(zhǎng)度不小于75mm。如圖4.4所示。船體結(jié)構(gòu)的焊縫設(shè)計(jì)<海規(guī)>1.一般要求

1.1本節(jié)規(guī)定適用于一般船體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的焊縫設(shè)計(jì)。船體結(jié)構(gòu)的焊接工藝應(yīng)符合CCS《材料與焊接規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。

1.2船體結(jié)構(gòu)的焊縫布置應(yīng)考慮便于焊工施焊。施焊時(shí)焊縫位置盡可能采用平焊。

1.3船體各種焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)避免將焊縫布置于應(yīng)力集中區(qū)域。在結(jié)構(gòu)剖面突變之處應(yīng)有足夠的過渡區(qū)域，盡量避免焊縫過分集中。

1.4船體主要結(jié)構(gòu)中的平行焊縫應(yīng)保持一定的距離。對(duì)接焊縫之間的平行距離應(yīng)不小于100mm，且避免尖角相交；對(duì)接焊縫與角焊縫之間的平行距離應(yīng)不小于50mm。

1.5船體外板、甲板、內(nèi)底板級(jí)艙壁板等之間的連接，均應(yīng)采用對(duì)接焊縫。

1.6船體板材的連接，特別是高負(fù)荷區(qū)域的板材一般不宜采用搭接焊縫。

1.7船體結(jié)構(gòu)中，凡承受高應(yīng)力的焊縫，應(yīng)盡量避免采用固定墊板連接。1.8船體結(jié)構(gòu)下列部位的角焊縫應(yīng)采用雙面連續(xù)焊：（1）風(fēng)雨密甲板和上層建筑外圍壁邊界的角焊縫，包括艙口圍板、升降口和其他開口處；（2）液體艙、水密艙室的周界；（3）機(jī)座和機(jī)器支承結(jié)構(gòu)的連接處；（4）尾尖艙內(nèi)所有結(jié)構(gòu)（包括艙壁扶強(qiáng)材）的角焊縫；（5）裝載化學(xué)品和食用液體貨艙內(nèi)的所有角焊縫；（6）散貨船的貨艙內(nèi)主肋骨及其上下肘板與舷側(cè)外板、上下邊艙的斜板之間的所有角焊縫；（7）液艙內(nèi)所有搭接焊縫；（8）船首0.25L區(qū)域內(nèi)，主要構(gòu)件和次要構(gòu)件與船底板連接處的所有角焊縫；（9）中桁材與龍骨板的連接角焊縫；（10）廚房、配膳室、浴室、廁所和蓄電池室等處的周界角焊縫；（11）船體所有主要、次要構(gòu)件端部與板材連接的角焊縫和肘板端部與板材連接的搭接焊縫。（12）其他特殊結(jié)構(gòu)、在高強(qiáng)度鋼板上安裝附件和連接件時(shí)的角接焊縫應(yīng)特殊考慮。1.9高強(qiáng)度鋼角焊縫通常應(yīng)為雙面連續(xù)焊縫。

1.10船體結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件焊接的細(xì)節(jié)，包括焊縫型式和尺寸，應(yīng)清楚地標(biāo)明在提交審核的圖紙上。自動(dòng)焊的使用范圍應(yīng)在圖紙上注明。2.焊接材料

2.1船體結(jié)構(gòu)所用的焊接材料應(yīng)符合CCS《材料與焊接規(guī)范》及其修改通報(bào)的規(guī)定。所選用焊接材料的級(jí)別與船體結(jié)構(gòu)用的鋼級(jí)相適應(yīng)，并符合表4.5的規(guī)定。焊接材料級(jí)別船體結(jié)構(gòu)鋼級(jí)ABDEFAH32DH32EH32FH32AH36BH36DH36EH36FH36DH40EH40FH401×2×××3××××4×××××1Y×××2Y×××××××3Y××××××××××4Y××××××××××××××2Y40×××××××××××××××3Y40××××××××××××××××4Y40×××××××××××××××××2.2當(dāng)不同強(qiáng)度的母材被焊接連接時(shí)，除在結(jié)構(gòu)不連續(xù)處或應(yīng)力集中區(qū)域內(nèi)應(yīng)選用較高強(qiáng)度等級(jí)的焊接材料外，一般可選用與較低強(qiáng)度級(jí)別的母材相適應(yīng)的焊接材料。當(dāng)母材的連接強(qiáng)度相同，韌性級(jí)別不同時(shí)，除結(jié)構(gòu)受力情況復(fù)雜或施工條件惡劣者外，一般可選用與較低韌性級(jí)別相適應(yīng)的焊接材料。

2.3焊接下列船舶構(gòu)件和結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)采用低氫焊條：（1）船體大合攏時(shí)的環(huán)形對(duì)接縫和縱桁材對(duì)接縫；（2）具有冰區(qū)加強(qiáng)的船舶，船體外板端接縫和邊接縫；（3）桅桿、吊貨桿、吊艇架、系纜樁等承受強(qiáng)大載荷的舾裝件及其所有承受高應(yīng)力的零部件；（4）要求具有較大剛度的構(gòu)件，如首框架、尾框架、尾軸架等，及其與外板和船體骨架的接縫；（5）主機(jī)基座及其相連接的構(gòu)件。2.4當(dāng)焊接高強(qiáng)度鋼或鋼材碳當(dāng)量大于0.41%時(shí)，建議采用低氫焊接材料。

隨著碳當(dāng)量的增加，鋼材的焊接性會(huì)變差，當(dāng)碳當(dāng)量值大于0.4%—0.6%時(shí)，冷裂紋的敏感性將增大，焊接時(shí)需要采取預(yù)熱，后熱及用低氫型焊接材料施焊。碳當(dāng)量越大可焊性越差3.對(duì)接、搭接與塞焊焊縫

3.1不同厚度鋼板進(jìn)行對(duì)接，其厚度大于或等于4mm時(shí)，應(yīng)將后板的邊緣削斜，使其均勻過渡，削斜的寬度應(yīng)不小于厚度差的4倍。若其厚度差小于4mm時(shí)，可在焊縫寬度內(nèi)使焊縫的外形均勻地過渡。

3.2若必需采用搭接焊縫時(shí)，兩板的搭接寬度應(yīng)為較薄板厚的3~4倍，但不必大于50mm。搭接表面應(yīng)緊密貼合。搭接的兩端應(yīng)施以連續(xù)角焊。

3.3若外板與其內(nèi)側(cè)的型材腹板無(wú)法直接采用角焊縫進(jìn)行連接時(shí)，可采用扁鋼襯墊與構(gòu)件腹板與外板之間，扁鋼與外板的連續(xù)可用連續(xù)熔透焊縫或長(zhǎng)孔塞焊。塞焊孔的長(zhǎng)度應(yīng)不小于90mm，孔的寬度應(yīng)不小于板厚的2倍，孔的端部呈半圓形，孔的間距應(yīng)不大于150mm。長(zhǎng)孔塞焊通常不必在孔內(nèi)填滿焊肉。4角接焊縫4.1船體角焊縫通常應(yīng)為雙面焊接。4.2船體角焊縫的尺寸，應(yīng)符合下述要求：（1）角焊縫的焊喉厚度h按下式計(jì)算所得:

（2）填角焊縫的焊腳高度K應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：4.3“T”型角接中的豎板（如扶強(qiáng)材、縱骨等的腹板）厚度大于15mm，且大于平列板（如艙壁板、外板或甲板）的厚度時(shí)，其角接焊縫應(yīng)為雙面連續(xù)焊縫，且焊喉厚度h應(yīng)不小于本節(jié)表4.4（2）的規(guī)定，并應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值

h=0.5Ctvh=0.2lth4.4所有角焊縫的焊喉厚度，除本節(jié)4.2及4.3規(guī)定者外，應(yīng)符合下列要求：（1）焊喉厚度的極限應(yīng)符合表4.7（1）的規(guī)定；（2）焊喉厚度的最小值應(yīng)符合表4.7（2）的規(guī)定。4.5當(dāng)船體構(gòu)件采用間斷角焊縫時(shí)，對(duì)下列部位在包角焊縫的規(guī)定長(zhǎng)度內(nèi)應(yīng)采用雙面連續(xù)角焊縫：（1）肘板趾端的包角焊縫長(zhǎng)度應(yīng)不小于連接骨材的高度，且不小于75mm；（2）型鋼端部，特別是短型鋼的端部削斜時(shí)，其包角焊縫的長(zhǎng)度應(yīng)不小于型鋼的高度且不小于削斜長(zhǎng)度；（3）各種構(gòu)件的切口、切角和挖孔焊的端部處，以及其他構(gòu)件的垂直交叉連接處的包角焊，當(dāng)板厚大于12mm時(shí)，包角焊縫的長(zhǎng)度應(yīng)不小于75mm，板厚小于或等于12mm時(shí)，其包角焊縫長(zhǎng)度應(yīng)不小于50mm。4.6當(dāng)船體構(gòu)件采用挖孔間斷焊時(shí)，孔的亮度兩端應(yīng)呈圓弧形，并應(yīng)光滑。但在下列位置處，不準(zhǔn)開孔：

（1）在肘板趾端的應(yīng)力集中區(qū)域內(nèi)；（2）與主支承構(gòu)件相交時(shí)，其主肋骨、縱骨及扶強(qiáng)材等的相交處兩側(cè)至少各230mm區(qū)域內(nèi)。4.7當(dāng)構(gòu)件貫穿水密或油密艙壁時(shí)，艙壁上的貫穿孔應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置密性補(bǔ)板，并應(yīng)按圖4.5（1）所示，在密性焊縫一側(cè)的貫穿構(gòu)件上切割一小半圓孔，從半圓孔到艙壁處應(yīng)為包角雙面連續(xù)焊縫，以確保艙壁的密性。

鄰接液艙的艙壁，為了防止危險(xiǎn)氣體或液體滲漏到相鄰艙室內(nèi)，在緊靠油氣密或水密艙壁前后150mm的角焊縫應(yīng)有適當(dāng)?shù)钠驴诓⒋_保焊透。見圖4.5（2）。但也允許采用其他等效措施。4.8主要構(gòu)件角焊縫尺寸應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)焊接系數(shù)可按表4.8查得；(2)當(dāng)主要構(gòu)件的腹板因次要構(gòu)件貫穿而開口,且切口的寬度超過骨材間距15%時(shí),則其焊接系數(shù)Wτ或填角焊縫的焊腳高度K應(yīng)乘以按下式計(jì)算的修正系數(shù)C:C=0.85倍骨材間距/切口之間的腹板長(zhǎng)度(3)計(jì)算焊喉厚度時(shí),可包括構(gòu)件端部的焊縫長(zhǎng)度。4.9主要構(gòu)件的端部連接焊縫面積應(yīng)不小于構(gòu)件的橫剖面面積,且焊接系數(shù)應(yīng)不小于0.34(液艙內(nèi))或0.27(在其他處所)。4.10當(dāng)縱向強(qiáng)力構(gòu)件在支持點(diǎn)處被切斷,且強(qiáng)力構(gòu)件的連續(xù)性系由肘板提供時(shí),其焊縫面積Aw應(yīng)不小于強(qiáng)力構(gòu)件的橫剖面面積。4.11當(dāng)次要構(gòu)件貫穿主要構(gòu)件,并由主要構(gòu)件的腹板支持時(shí),其連接焊縫應(yīng)符合下列要求:(1)焊縫面積A

w應(yīng)不小于0.5W1/2,且焊接系數(shù)應(yīng)不小于0.34(液艙內(nèi))或0.27(干貨艙內(nèi)),其中W為次要構(gòu)件的剖面模數(shù)(cm3)；(2)在油船的油艙內(nèi):焊縫尺寸應(yīng)較本條(1)增大20%。4.12次要構(gòu)件端部連接的角焊縫應(yīng)符合表4.9的規(guī)定,如表中有2個(gè)數(shù)值時(shí),取其較大值。船體結(jié)構(gòu)的焊縫設(shè)計(jì)（內(nèi)高規(guī)）1.焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般原則1.1本節(jié)適用于鋁合金結(jié)構(gòu)高速船。鋼結(jié)構(gòu)高速船焊接按照本社《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級(jí)與建造規(guī)范》焊接篇進(jìn)行。在保證焊縫級(jí)數(shù)的情況下，允許適當(dāng)調(diào)整焊縫形式。上層建筑允許采用密集點(diǎn)焊形式代替間斷焊，以減少焊接變形。1.2焊縫的布置應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，使整個(gè)結(jié)構(gòu)的拘束度降至最小，同時(shí)應(yīng)考慮便于焊接施工以及檢查的方便。1.3應(yīng)當(dāng)避免將船體結(jié)構(gòu)的接縫設(shè)計(jì)在應(yīng)力最大或易產(chǎn)生應(yīng)力集中的區(qū)域。在結(jié)構(gòu)突變處應(yīng)有足夠的過渡區(qū)域，盡量避免接縫過分集中。1.4下列結(jié)構(gòu)處通常應(yīng)采用雙面連續(xù)焊縫：1.5處于沖擊區(qū)域內(nèi)的底部和首部結(jié)構(gòu)焊縫應(yīng)盡可能采用雙面連續(xù)焊。1.6鋁—鋼過渡接頭的焊接應(yīng)遵循鋁與鋁、鋼與鋼分別焊接，一般先焊鋁側(cè)，后焊鋼側(cè)，鈦層不焊的原則，若不能按此原則焊接時(shí)，也可先焊鋼側(cè)，但必須采取有效措施保護(hù)鋁面免受鋼焊時(shí)的污染。2.對(duì)接焊縫的設(shè)計(jì)2.1對(duì)接焊縫一般均應(yīng)全焊透雙面焊縫。對(duì)承受較低應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，在雙面焊接無(wú)法實(shí)施時(shí)，在保證質(zhì)量的前提下，經(jīng)本社同意允許單面襯板焊接。2.2對(duì)接接頭及坡口形式見表4.10。2.3不同厚