一种船用K字外板加工防内底凹陷的水火加工方法与流程

一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法
技术领域
1.本发明涉及船舶建造领域，具体涉及一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法。


背景技术：

2.k字外板设计线型用于船体艏艉的底中部，两边折角对称，大部分有外弯线型。通常情况下，k字外板属分段建造安装中的定位板，精度要求很高，因k字外板设计线型的特殊，需要用水火弯板加工法对外板两侧翼、折角、底板进行局部加热水冷却收缩，利用底部加热区的收缩使边口屈服弯曲，达到所需的加工形状。
3.传统的水火加工方法在对k字外板两侧翼及底部用环形条状加热过程中，先加热的侧翼及折角处的收缩会向里产生强大的挤压应力，在纵向纤维长度平衡被破坏的情况下，当底部用线条状加热时，挤压应力会向受热处释放形成筋状凹陷，纵向曲率越大，底板凹陷的附加变形越大，后续修正十分困难，工时、氧燃气消耗巨大，加工成本高，同时大量修正加热会严重破坏板材底漆，需要后续增加打磨补漆等工序。
4.现有技术(cn106251275a)公开了一种船体帆型外板倒三角形成形自动加工方法，其技术特点主要包括以下几个步骤：1、获取帆型板中轴线位置，提取倒三角形加热起点；2、确定倒三角形加热区域；3、计算加热火枪在x，y，z三个方向上的速度分量，使得加热枪头以螺旋方式加工。该倒三角形加热方法，解决了现有的人工加热板面受热不均匀，受工人经验的主观情况影响性大、效率低下的问题，实现水火弯板的全自动化加热生产，保证水火弯板的板面均匀受热，提高效率，并且保证了烧制的水火弯板的质量，提高产能。但其用于船体帆型外板，帆型外板与k字外板类型并不相同，一般k字外板多为军品设计，k字外较薄，该加工方法并不适用于k字外板。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，用于特种线型外板纵向外弯曲率的加工，能适用不同种类k字外板的加工。
6.为达到上述目的，本发明的技术解决方案如下:
7.一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，k字外板为船体底部具有k字型线型的外板，同时具有外弯曲率线型，方法包括以下步骤：
8.步骤一，准备水火弯板加工的配套工具，包括加热枪、氧燃气管路、冷却水龙头和水管，加热枪与氧燃气管路连接，冷却水龙头与水管连接；
9.步骤二，选定需要水火加工的k字外板,摆放与k字外板相符的样板，依k字外板艏艉两端样板纵向曲率刻度线，拉一根粉线检查纵向曲率工作量，根据平线刻度变化情况，估算水火加工工作量，制定水火加工的方案并划出相应的加热线；
10.步骤三，将氧燃气通过氧燃气管路输送到加热枪内，氧燃气经加热枪调节成中性
焰喷射性燃烧以进行连续性加热，将冷却水通过水管输送到所述冷却水龙头中同步进行水跟踪冷却；
11.步骤四，在k字外板的内底板划线部位用中性焰作螺旋式加热形成条状加热带，并进行连续性加热水跟踪冷却，条状加热带无断点分布，条状加热带之间平行但长短错位分布；
12.步骤五，在k字外板内底板上通过一条条独立的线条状加热，根据k字外板的板厚和样板线型曲率调节控制加热带宽度、加热温度、加热速度和水火距，
13.步骤六，在k字外板外侧通过一条条独立的线条状加热，根据样板线型曲率控制加热带宽度和加热温度及加热速度和水火距；
14.步骤七，将k字外板翻身底部朝上，在底板外表面按原加热印迹部位自k字外板两侧翼中和轴位置对称由侧面向底部划出加热线，重复步骤三进行连续性加热和水跟踪冷却；
15.步骤八，用样板拉线检查纵向曲率成型情况并用直尺检查底板横向平整度和表面光洁度质量。
16.作为优选的技术方案，在步骤二中，水火加工的方案为在k字外板上需加工曲率的部位通过在内底板布置横向的条状加热带并及时进行冷却，控制条状加热带宽度与条状加热带之间的间隔距离，条状加热带的长度控制在两边折角之间。
17.作为优选的技术方案，在步骤三中，对加热枪进行连续性加热时，把氧燃气通过加热枪调节成固定焰心火焰的中性焰进行喷射性燃烧，形成具有3050—3150℃高温水火加工的加热源。
18.作为优选的技术方案，氧燃气包括氧气、丙烷、乙炔和天然气。
19.作为优选的技术方案，加热枪的火焰出口长度与冷却水龙头的出水口长度相同。
20.作为优选的技术方案，在步骤五中，7-10mm板厚加热带宽度控制在15-17mm之间，加热温度控制在600℃；10-14mm板厚加热带宽度控制在17-20mm之间，加热温度控制在650℃。
21.作为优选的技术方案，在步骤七中，在k字外板内底板所有预设加热线完成线条状加热水冷却后，将k字外板翻身摆放，加热线从两侧翼中和轴位置向底部预加热位置环形划线，两边同步加热水跟踪冷却，经折角部位停留1.5倍加热时间，然后向外底板中部移动加热，匀速进行条状加热，同步进行加热和冷却。
22.作为优选的技术方案，在步骤八中在所有加热线全部完成后，用样板检查纵向曲率到位情况，用直尺检测底部平整情况，有超差的进行局部修正，直至样板与k字外板每档肋位线型相吻合，确保k字外板外表面光洁光顺。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
24.(1)本发明的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，用线条状连续加热水冷却可有效控制钢板的热膨胀，使之以加热带为原点产生径向收缩，通过多条加热带的均匀收缩使内底板均匀收缩绷紧抵抗相邻部位收缩应力。又因底部预先收缩使纤维长度缩短，当k字外板两侧翼进行水火收缩时，最大限度保持整体纤维长度均等，防止失衡，有效保证底板不会产生凹陷变形。
25.(2)本发明的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法通过冷却水龙头
和加热枪配套使用，单人就可完成零件的加工，操作灵活，无需其他机械设施辅助工装，工作效率高，加工成本低。
26.(3)本发明的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法适用性强，能灵活运用于不同船型、不同线型k字外板线型曲率，此种加工法同时也适用于u型件焊接变形的矫正。
27.(4)本发明的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法是由传统水火弯板加工技术演变、改进的水火加工技术，可提高35％以上的工作效率，可预防筋状、波浪状缺陷的产生，保证外板光洁光顺度，已成功应用到多种型号的船舶加工中。
附图说明
28.图1是本发明的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法中的加热枪的结构示意图；
29.图2是本发明的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法中的冷却水龙头和水管的连接示意图；
30.图3是本发明的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法中的样板摆放的操作示意图；
31.图4是本发明的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法中在k字外板划预置加热线的操作示意图；
32.图5是本发明的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法中k字外板翻身后划环形加热线的操作示意图。
33.图中：1.k字外板；2.加热枪；3.冷却水龙头；31.阀门；4.氧燃气管路；5.样板；6.水管。
具体实施方式
34.下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的描述：
35.一种船用k字外板1加工防内底凹陷的水火加工方法，k字外板1为船体底部具有k字型线型的外板，同时具有外弯曲率线型，方法包括以下步骤：
36.步骤一，如图1所示，准备水火弯板加工的配套工具，包括加热枪2、氧燃气管路4、冷却水龙头3和水管6，加热枪2与氧燃气管路4连接，冷却水龙头3与水管6连接，如图2所示，冷却水龙头3是用于输送冷却水的特制水龙头，水管6上靠近冷却水龙头3处设有阀门31，冷却水龙头3的重量小于加热枪2的质量以使操作时二者的重量相近且手握感舒适。
37.步骤二，选定需要水火加工的k字外板1,如图3所示，按所标注的肋位直立摆放与k字外板1相符的样板5，依k字外板1艏艉两端样板5纵向曲率刻度线，拉一根粉线检查纵向曲率工作量，根据平线刻度变化情况，估算水火加工工作量，制定水火加工的方案，即在k字外板1上需加工曲率的部位通过在内底板布置横向的条状加热带并及时进行冷却，控制条状加热带宽度与条状加热带之间的间隔距离，条状加热带的长度控制在两边折角之间，如图4所示，在k字外板1底部按所需水火加工曲度的位置划出预置加热线；
38.步骤三，操作者一手持加热枪2对预置的加热线进行连续性的螺旋式运焰加热，加热枪2使用氧气与燃气混合而成的氧燃气作为能源，燃气包括丙烷、乙炔和天然气，把氧燃
气通过氧燃气管路4输送至加热枪2，再经加热枪2调节成固定焰心火焰的中性焰进行喷射性燃烧，形成具有3050—3150℃高温水火加工的加热源，操作者另一手持冷却水龙头3，将冷却水通过水管6输送到冷却水龙头3中同步进行水跟踪冷却，加热带宽度相等，加热速度、加热温度、水火距均等，加热枪2的火焰出口长度与冷却水龙头3的出水口长度相同；
39.步骤四，在k字外板1的内底板划线部位用中性焰作螺旋式加热形成条状加热带，并进行连续性加热和水跟踪冷却，当螺旋式加热区加热至肉眼可见的暗红时则连续向前移动，加热速度均匀，加热带宽度一致，加热带横向布置，以两边折角处为起始点，纵向曲率越大，加热带间隔距离越小，反之则越大，加热带宽度控制在15-20mm之间，由加热带数量控制纵向曲率大小，加热带数量多时则长度错位排列；
40.步骤五，在k字外板1内底板通过一条条独立的线条状加热，根据板厚调节控制加热带宽度、加热温度、加热速度和水火距，通常7-10mm板厚加热带宽度控制在15-17mm之间，加热温度控制在600℃，10-14mm板厚加热带宽度控制在17-20mm之间，加热温度控制在650℃；
41.步骤六，在k字外板1外侧通过一条条独立的线条状加热，根据样板5线型曲率控制加热带宽度和加热温度及加热速度和水火距；
42.步骤七，在k字外板1内底板所有预设加热线完成线条状加热水冷却后，如图5所示，将k字外板1翻身底部朝上并划出环形加热线，两人用相同功率加热枪2自k字外板1两侧翼中和轴处同步加热，经折角部位停留1.5倍加热时间，然后向外底板中部移动加热，匀速进行条状加热，同步进行水跟踪冷却，加热方法与步骤四、五、六操作基本相同；
43.步骤八，所有加热线全部完成后，用样板5检查纵向曲率到位情况，用直尺检测底部平整情况，有超差的进行局部修正，直至样板5与k字外板1每档肋位线型相吻合，确保k字外板1外表面光洁光顺。
44.本实施例只是对本发明的进一步解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，k字外板为船体底部具有k字型线型的外板，所述k字外板同时具有外弯曲率线型，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一，准备水火弯板加工的配套工具，包括加热枪、氧燃气管路、冷却水龙头和水管，所述加热枪与氧燃气管路连接，所述冷却水龙头与水管连接；步骤二，选定需要水火加工的k字外板,摆放与所述k字外板相符的样板，依所述k字外板艏艉两端样板纵向曲率刻度线，拉一根粉线检查纵向曲率工作量，根据平线刻度变化情况，估算水火加工工作量，制定水火加工的方案并划出相应的加热线；步骤三，将氧燃气通过氧燃气管路输送到加热枪内，氧燃气经加热枪调节成中性焰喷射性燃烧以进行连续性加热，将冷却水通过水管输送到所述冷却水龙头中同步进行水跟踪冷却；步骤四，在所述k字外板的内底板划线部位用中性焰作螺旋式加热形成条状加热带，并进行连续性加热水跟踪冷却，所述条状加热带无断点分布，条状加热带之间平行但长短错位分布；步骤五，在所述k字外板内底板上通过一条条独立的线条状加热，根据所述k字外板的板厚和样板线型曲率调节控制加热带宽度、加热温度、加热速度和水火距，步骤六，在所述k字外板外侧通过一条条独立的线条状加热，根据样板线型曲率控制加热带宽度和加热温度及加热速度和水火距；步骤七，将所述k字外板翻身底部朝上，在底板外表面按原加热印迹部位自所述k字外板两侧翼中和轴位置对称由侧面向底部划出加热线，重复步骤三进行连续性加热和水跟踪冷却；步骤八，用所述样板拉线检查纵向曲率成型情况并用直尺检查底板横向平整度和表面光洁度质量。2.根据权利要求1所述的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述水火加工的方案为在所述k字外板上需加工曲率的部位通过在内底板布置横向的条状加热带并及时进行冷却，控制所述条状加热带宽度与条状加热带之间的间隔距离，所述条状加热带的长度控制在两边折角之间。3.根据权利要求1所述的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，其特征在于，在所述步骤三中，对所述加热枪进行连续性加热时，把氧燃气通过所述加热枪调节成固定焰心火焰的中性焰进行喷射性燃烧，形成具有3050—3150℃高温水火加工的加热源。4.根据权利要求3所述的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，其特征在于，所述氧燃气包括氧气、丙烷、乙炔和天然气。5.根据权利要求1所述的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述加热枪的火焰出口长度与所述冷却水龙头的出水口长度相同。6.根据权利要求1所述的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，其特征在于，在所述步骤五中，7-10mm板厚加热带宽度控制在15-17mm之间，加热温度控制在600℃；10-14mm板厚加热带宽度控制在17-20mm之间，加热温度控制在650℃。7.根据权利要求1所述的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，其特征在于，在所述步骤七中，在所述k字外板内底板所有预设加热线完成线条状加热水冷却后，将所述k字外板翻身摆放，加热线从两侧翼中和轴位置向底部预加热位置环形划线，两边同步
加热水跟踪冷却，经折角部位停留1.5倍加热时间，然后向外底板中部移动加热，匀速进行条状加热，同步进行加热和冷却。8.根据权利要求1所述的一种船用k字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，其特征在于，在所述步骤八中在所有加热线全部完成后，用所述样板检查纵向曲率到位情况，用直尺检测底部平整情况，有超差的进行局部修正，直至所述样板与k字外板每档肋位线型相吻合，确保所述k字外板外表面光洁光顺。

技术总结
本发明的一种船用K字外板加工防内底凹陷的水火加工方法包括准备水火弯板的配套工具；选定待加工的K字外板，制定水火加工方案并划出加热线；进行连续性加热和水跟踪冷却；在划线处作连续条状加热；在K字外板上通过一条条独立的线条状加热，控制加热带宽度和加热温度及加热速度和水火距；翻转K字外板，在内底板条状加热印迹处自外板两侧翼中和轴位置同步向底板中间加热并水跟踪冷却；检查纵向曲率成型情况、底板横向平整度和表面光洁度质量。本发明的船用K字外板加工防内底凹陷的水火加工方法，可有效避免船用K字外板加工外弯纵向曲率内底板时内凹陷、筋状缺陷的产生，可保证外板表面线型光顺，快速加工成型，减少重复修正工时。时。时。


技术研发人员：俞洪昌 张勇辉 王朝光 高坤坤
受保护的技术使用者：沪东中华造船（集团）有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/7