船舶管理（輪機(jī)長大管輪）7.6 船舶建造與修復(fù)

第六節(jié)船舶建造與修復(fù)一、船舶建造與設(shè)備加工技術(shù)1、焊接

焊接是通過外加熱或加壓，或同時加熱加壓的方法，使兩個金屬件連接達(dá)到原子間的冶金結(jié)合，形成永久性連接的一種工藝。

按照焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同，可以把焊接方法分為熔焊、壓焊和釬焊三類。

熔焊是在焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。目前熔焊應(yīng)用最廣，常見的氣焊、電弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)電弧焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等屬于熔焊。

壓焊是在焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。如電阻焊、摩擦焊、氣壓焊、冷壓焊、爆炸焊等屬于壓焊。

釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的釬料作填充材料，焊接時將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。常見的釬焊方法有烙鐵釬焊、火焰釬焊等。

焊接與鉚接、鑄造相比，可以節(jié)省大量金屬材料，減輕結(jié)構(gòu)的重量，成本較低；簡化加工與裝配工序，工序較簡單，生產(chǎn)周期較短，勞動生產(chǎn)率高；焊接接頭不僅強(qiáng)度高，而且其他性能（如耐熱性能、耐腐蝕性能、密封性能）都能與焊件材料相匹配，焊接質(zhì)量高；勞動強(qiáng)度低，勞動條件好等優(yōu)點(diǎn)。

焊接的主要缺點(diǎn)是產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形，焊接中存在一定數(shù)量的缺陷，產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)等。2、鍛壓

鍛壓是在外力作用下使金屬材料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀和尺寸的毛坯或零件的加工方法。它是機(jī)械制造中的重要加工方法。鍛壓包括鍛造和沖壓。鍛造又可分為自由鍛造和模型鍛造兩種方式。自由鍛還可分為手工鍛和機(jī)器鍛兩種。

用于鍛壓的材料應(yīng)具有良好的塑性，以便鍛壓時產(chǎn)生較大的塑性變形而不致被破壞。在常用的金屬材料中，鑄鐵無論是在常溫或加熱狀態(tài)下，其塑性都很差，不能鍛壓。低中碳鋼、鋁、銅等有良好的塑性，可以鍛壓。

鍛造生產(chǎn)的工藝過程為：下料—加熱—鍛造—熱處理—檢驗(yàn)。3、鑄造

鑄造是熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融的金屬澆入鑄型，經(jīng)冷卻凝固后獲得具有一定形狀和性能的鑄件的方法。鑄件是用鑄造方法獲得的金屬制品。

鑄造按生產(chǎn)方式不同，可分為砂型鑄造和特種鑄造。砂型鑄造是用型砂緊實(shí)制成鑄型生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。砂型鑄造是目前生產(chǎn)中最基本的而且是用得最多的鑄造方法。用砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件，約占鑄件總產(chǎn)量80％以上。與砂型鑄造不同的其它鑄造方法稱為特種鑄造。它能改變普通砂型鑄造的鑄件尺寸精度差、表面粗糙、力學(xué)性能低以及工人勞動條件差等不足。主要有熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造和離心鑄造等。（3）常見的鑄件缺陷

鑄造生產(chǎn)中，影響鑄件質(zhì)量的因素很多，常見的鑄件缺陷有如下幾種：(1)孔洞類：有氣孔、縮孔、縮松等；(2)裂紋類：冷裂、熱裂、冷隔等；(3)表面類：夾砂、粘砂等；(4)殘缺類：澆不足等；(5)形狀尺寸類：變形、錯型等；(6)夾雜類：夾渣、砂眼等；

鑄件成分及性能類：包括化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能不合格等。二、船舶設(shè)備修復(fù)工藝1、堆焊

堆焊是用熔化焊條的方法在零件磨損或腐蝕的表面上熔敷一層或多層金屬的操作。堆焊一般采用熔焊。堆焊工藝適用于修補(bǔ)零件大面積磨損、腐蝕破壞或補(bǔ)償較大的尺寸以恢復(fù)零件原有尺寸，也可以用于新零件的預(yù)保護(hù)。堆焊還具有自身的特性，這些特性是：（1）堆焊的目的是為了表面改性，因此，堆焊材料與基體往往差別很大，因而具有異種金屬焊接的特點(diǎn)。（2）與修復(fù)的零件相比，堆焊層是很薄的一層，因此，堆焊層對整體強(qiáng)度的影響較小，不像焊接（縫）對強(qiáng)度的影響那么大。堆焊層一般只承受表面耐磨作用。（3）堆焊層要求盡可能低的稀釋率，以便保證堆焊層自身的高性能。堆焊用于強(qiáng)化某些表面時，希望堆焊層盡可能平整均勻。2、電鍍

電鍍工藝是利用電解原理在金屬或非金屬零件表面上鍍覆一層金屬或合金的工藝過程。它是一種修復(fù)工藝，也是一種強(qiáng)化工藝?？梢孕迯?fù)磨損嚴(yán)重的零件使之恢復(fù)原設(shè)計(jì)尺寸和改善零件工作表面的性能，如：提高耐磨性、耐蝕性等。電鍍工藝廣泛應(yīng)用于修船，例如：柴油機(jī)曲軸鍍鐵、活塞環(huán)槽和缸套鍍鉻等。

電鍍分為有槽電鍍和無槽電鍍（電刷鍍）。有槽電鍍是以被鍍零件作為陰極，欲鍍金屬作為陽極，并使陽極的形狀符合零件待鍍表面的形狀。電鍍槽一般采用不溶金屬或非金屬，如：鉛、鉛銻合金、塑料等。電解液是所鍍金屬離子的鹽溶液。3、激光熔覆

激光熔覆技術(shù)是是利用大功率、高能量激光束聚焦能量極高的特點(diǎn)，瞬間將被加工件表面金屬微熔，同時使零件表面預(yù)置或同步自動送置的合金粉劑完全熔化。激光束掃描后合金快速凝固，獲得與零件基體完全冶金結(jié)合的致密熔覆層。

許多的工模具及特殊工況的結(jié)構(gòu)件（例如：柴油機(jī)增壓器廢氣渦輪端的渦輪葉片、電廠汽輪機(jī)葉片、鼓風(fēng)機(jī)葉片、齒輪、閥座、氣門、挺桿等）要求表面有良好的耐磨性、耐蝕性及高溫抗氧化性。采用激光熔覆涂層技術(shù)可在廉價的鋼材表面獲得高性能的耐磨、耐蝕陶瓷涂層，且涂層均勻致密、缺陷少、成品率高。4、金屬扣合修復(fù)工藝

金屬扣合工藝是利用高強(qiáng)度合金材料制成連接件，通過材料的塑性變形把零件的裂紋或斷裂處連接起來，使之恢復(fù)使用性能的一種修理方法。金屬扣合工藝對零件的裂紋和斷裂修理具有較好的效果和較高的經(jīng)濟(jì)效益，目前，金屬扣合工藝作為修理裂紋和斷裂的方法被廣泛應(yīng)用于修船工作中，尤其對于難焊補(bǔ)的鑄鋼件和鑄鐵零件，以及不允許有變形的零件，金屬扣合工藝是一種最佳修理方法。例如：船用主、副柴油機(jī)的機(jī)座、機(jī)架、氣缸體，各種機(jī)械的殼體和螺旋槳等的裂紋修復(fù)均可采用。近年來，金屬扣合工藝與膠粘劑配合使用不僅增大了連接強(qiáng)度，而且有利于提高密封性。金屬扣合工藝可分為以下幾種：（1）強(qiáng)固扣合法

強(qiáng)固扣合法也稱波浪鍵扣合法。它是在零件上沿垂直于裂紋方向加工出一定形狀和尺寸的波形槽，將與波形槽相吻合的扣合鍵（波浪鍵）鑲嵌其中，鍵與槽間有0.1mm的間隙，常溫下鉚擊波浪鍵，使其產(chǎn)生塑性變形而充滿波形槽腔。利用波浪鍵與波形槽的相互嚙合而將零件上的裂紋拉緊形成牢固的整體。（2）強(qiáng)密扣合法

強(qiáng)密扣合法或稱波浪鍵—密封螺絲法。是在上述強(qiáng)固扣合法的基礎(chǔ)上，再沿裂紋鉆孔攻絲，旋入涂有膠粘劑的密封螺釘。鉆削第二個孔要切入已裝好的密封螺釘，使密封螺釘間有0.5mm～1.5mm的重疊。全部裂紋上裝滿密封螺釘后用砂輪打磨平整。（3）加強(qiáng)扣合法

加強(qiáng)扣合法是在機(jī)件上垂直于裂紋方向加工出一定形狀和尺寸的鍵槽，嵌入與之相應(yīng)形狀和尺寸的高強(qiáng)度合金鋼塊，再于鋼塊與零件界面處鑲?cè)雸A柱銷，要求圓柱銷分別在鋼塊和零件上各半，從而使加強(qiáng)塊與零件牢固結(jié)合。（4）熱扣合法

熱扣合法是利用金屬材料的熱脹冷縮的特性修復(fù)零件裂紋的方法。將一定形狀的扣合鍵加熱至一定溫度后嵌入零件裂紋處的相應(yīng)形狀、尺寸的鍵槽中，當(dāng)扣合鍵冷卻收縮后將零件裂紋拉緊而成一體。5、塑性變形修復(fù)法

塑性變形修理法是利用金屬或合金的塑性變形的性能，使零件在一定外力作用下改變或恢復(fù)零件的幾何形狀和尺寸而不被破壞的修理方法。塑性變形修復(fù)法實(shí)質(zhì)上是一般的壓力加工的方法，多用于變形零件的矯直。

零件在長期的使用過程中，由于受到機(jī)械碰撞或機(jī)械應(yīng)力的作用而引起變形。例如：船舶螺旋槳槳葉打在纜繩或礁石上而使槳葉彎曲變形；柴油機(jī)曲軸或連桿在機(jī)械應(yīng)力的作用下會發(fā)生彎曲變形等。零件產(chǎn)生的變形只要得到合理的校正仍然可以繼續(xù)使用。因此，生產(chǎn)中常采用機(jī)械矯直、加熱矯直、加熱—機(jī)械校直法等進(jìn)行修復(fù)，根據(jù)零件的變形程度選用。6、粘接修復(fù)技術(shù)

利用膠粘劑對表面的物理吸附力和膠粘劑固化后對表面的機(jī)