本申請涉及船舶，具體而言，涉及一種船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法。

背景技術(shù)：

1、鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的鈦合金金屬，特點是密度小、強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高、導(dǎo)熱系數(shù)低、低溫性能好。鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，最早被應(yīng)用于航空航天等高科技領(lǐng)域，現(xiàn)在其應(yīng)用領(lǐng)域已向化工、石油、電力、海水淡化、建筑、日常生活用具等領(lǐng)域拓展，被譽為“現(xiàn)代金屬”、“戰(zhàn)略金屬”。

2、鈦合金材料在船舶領(lǐng)域主要應(yīng)用于船體結(jié)構(gòu)、動力推進(jìn)裝置、聲學(xué)裝置等。船體結(jié)構(gòu)件主要是耐壓殼體，主要應(yīng)用鈦合金耐壓殼體的是深潛器和潛艇。鈦合金具有強(qiáng)度大、耐腐蝕性好、無毒、無磁性等特點使其成為制造深海設(shè)備耐壓殼體的優(yōu)質(zhì)材料。推進(jìn)裝置主要是螺旋槳，與銅、鋼相比鈦合金在腐蝕疲勞強(qiáng)度和抗空蝕能力方面具有優(yōu)勢，另外由于鈦合金密度小，在制作同等規(guī)模的螺旋槳時，質(zhì)量更小，驅(qū)動效率更高。聲學(xué)裝置主要是聲吶導(dǎo)流罩、水聲換能部件、傳聲器零件，與不銹鋼和纖維增強(qiáng)的玻璃鋼相比，鈦合金在透聲性能和耐撞性能方面具有優(yōu)勢。

3、目前國內(nèi)關(guān)于船用鈦合金船體結(jié)構(gòu)制造的研究不多，關(guān)于鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)的制造的研究更是空白，相關(guān)規(guī)范和工藝要求不夠明確和系統(tǒng)，不能用于指導(dǎo)鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)的制造。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案：

3、本申請?zhí)峁┝艘环N船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法，包括以下步驟：

4、提供鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)，鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)包括鈦合金部分和底部鋼質(zhì)部分，鈦合金部分和底部鋼質(zhì)部分之間通過過渡接頭連接，鈦合金部分不設(shè)置余量值并且設(shè)置補(bǔ)償值，底部鋼質(zhì)部分設(shè)置余量值和補(bǔ)償值；

5、劃分，將鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)依照左舷片狀結(jié)構(gòu)、右舷片狀結(jié)構(gòu)、前壁片狀結(jié)構(gòu)、甲板片狀結(jié)構(gòu)的尺寸進(jìn)行分段；

6、舾裝開孔，基于左舷片狀結(jié)構(gòu)、右舷片狀結(jié)構(gòu)、前壁片狀結(jié)構(gòu)、甲板片狀結(jié)構(gòu)的開孔尺寸，利用水切割設(shè)備對劃分后的鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行舾裝開孔；

7、裝配和焊接，在鈦合金通用胎架上對開孔后的鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配和焊接，以得到左舷片狀結(jié)構(gòu)、右舷片狀結(jié)構(gòu)、前壁片狀結(jié)構(gòu)、甲板片狀結(jié)構(gòu)；

8、定位和合攏，在鈦金屬合攏胎架定位且合攏左舷片狀結(jié)構(gòu)、右舷片狀結(jié)構(gòu)、前壁片狀結(jié)構(gòu)、甲板片狀結(jié)構(gòu)。

9、根據(jù)本申請的一些實施例，鈦合金部分設(shè)置為，每道角焊縫的補(bǔ)償值為0.3mm，縱向構(gòu)架間距為500mm，縱向補(bǔ)償值為0.6mm/1000mm，橫向構(gòu)架間距為390mm，橫向向補(bǔ)償值為0.9mm/1170mm。

10、根據(jù)本申請的一些實施例，在步驟裝配和焊接之前，還包括：

11、對開孔后的鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)采用焊接方法完成板材、型材零件的裝配焊接，完成小組立制造。

12、根據(jù)本申請的一些實施例，焊接方法包括等離子弧焊或鎢極氬弧焊。

13、根據(jù)本申請的一些實施例，還包括步驟：

14、提供拖罩工裝和重力工裝，方法在焊接時配合拖罩工裝和重力工裝使用。

15、根據(jù)本申請的一些實施例，拖罩工裝的材質(zhì)包括銅或不銹鋼；

16、重力工裝普通碳素鋼和不銹鋼外殼組成，形狀為長方形，重力工裝的數(shù)量為兩個，兩個重力工裝的尺寸分別為20mm×200mm×640mm、20mm×200mm×1600mm，重力工裝擱置在對接縫或角接縫兩側(cè)。

17、根據(jù)本申請的一些實施例，在步驟定位和合攏中，還包括：

18、提供吊環(huán)，左舷片狀結(jié)構(gòu)、右舷片狀結(jié)構(gòu)、前壁片狀結(jié)構(gòu)、甲板片狀結(jié)構(gòu)上分別設(shè)置有吊環(huán)，用于實現(xiàn)吊裝、翻身以及定位，吊環(huán)的材質(zhì)為at3，且吊環(huán)具有兩種規(guī)格，其一者厚度為8mm，承重為3噸；另一者厚度為10mm，承重為5噸。

19、根據(jù)本申請的一些實施例，在步驟裝配和焊接中，鈦合金通用胎架是由角鋼支柱、角鋼縱橫拉條和不銹鋼胎板組成，角鋼縱橫拉條和不銹鋼胎板之間通過螺栓連接。

20、根據(jù)本申請的一些實施例，鈦金屬合攏胎架由槽鋼支柱、槽鋼縱橫拉條、槽鋼斜撐和不銹鋼胎板組成，槽鋼縱橫拉條和不銹鋼胎板之間通過螺栓連接。

21、本申請相對于相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的有益效果包括：

22、本發(fā)明通過在鈦合金部分設(shè)置補(bǔ)償值、在鋼質(zhì)部分設(shè)置余量，既保證了鈦合金薄壁的完工尺寸，又避免的鈦合金區(qū)域的熱切割。通過采用片狀結(jié)構(gòu)劃分法，降低了中組立的施工難度。提前明確舾裝開孔的位置和尺寸并完成數(shù)控切割，避免后期因大量開孔的熱切割、打磨從而增加生產(chǎn)周期。通過托罩工裝、重力工裝實現(xiàn)了焊縫保護(hù)和變形控制。通過鈦合金專屬通用胎架、鈦合金專屬吊環(huán)、鈦合金片狀結(jié)構(gòu)專屬合攏胎架，實現(xiàn)了片狀結(jié)構(gòu)的制造、翻身、合攏，完成了鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)的制造。

技術(shù)特征：

1.一種船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，還包括步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N船用鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)制造方法。該方法包括以下步驟：提供鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)，鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)包括鈦合金部分和底部鋼質(zhì)部分，鈦合金部分和底部鋼質(zhì)部分之間通過過渡接頭連接，鈦合金部分不設(shè)置余量值并且設(shè)置補(bǔ)償值；劃分，將鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)依照左舷片狀結(jié)構(gòu)、右舷片狀結(jié)構(gòu)、前壁片狀結(jié)構(gòu)、甲板片狀結(jié)構(gòu)的尺寸進(jìn)行分段；舾裝開孔，利用水切割設(shè)備對劃分后的鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行舾裝開孔；裝配和焊接，在鈦合金通用胎架上對開孔后的鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配和焊接，以得到左舷片狀結(jié)構(gòu)、右舷片狀結(jié)構(gòu)、前壁片狀結(jié)構(gòu)、甲板片狀結(jié)構(gòu)；定位和合攏，在鈦金屬合攏胎架定位且合攏左舷片狀結(jié)構(gòu)、右舷片狀結(jié)構(gòu)、前壁片狀結(jié)構(gòu)、甲板片狀結(jié)構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：尚朝陽,肖健,岳玉帥,徐爍碩,鄧昂,閆勝楠,薛爾特,李昂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22