傅杰 周维波 余春虎 朱文斌

摘要：船舶管路系统结构复杂且数量巨大，部分需现场进行组对，往往放样难度大，需多人配合，定位悍施工过程中易发生变形，直接影响后期焊接成型质量。保证定位焊质量以提高施工效率是亟待解决的问题，本文研究一种现场管路组对定位焊的工装，为船舶系统高质高效施工提供参考。

关键词：现场组对;变形;定位焊

引言

船舶管路大部分管子为成品管，成品管由管子工厂依照制造图纸制作完成后在内场经过焊接质量检验及强度试验，酸洗钝化后直接上船安装，管子工厂施工环境好，辅助设备齐全，人员技术娴熟、焊接质量易控、合格率很高。另一部分管路由于计算机模型中空间小、周边结构复杂，布置难度大，直接由计算机放样极可能导致不合格而返工;或者由于工艺有特殊要求，必须现场放样。这部分管子只能由船上铜工依据经验进行现场切割组对，然后点焊固定后搬运至船下管子工厂或者直接在船上完成焊接工作。船上施工场地小，施工设备有限，需要现场临时制作和搭建支架，手工放置管路组对，管子组对准确度难以控制，定位焊变形也可能导致管子组对质量变差，产生错口、未焊透、未融合等质量问题。

一、定位焊常见缺陷及处理方法

焊前为固定焊件的组对相对位置进行的局部焊接操作叫定位焊。定位焊形成的短小而連续的焊缝叫定位焊缝。通常定位焊缝比较短小，虽然短小但也最终要成为正式焊缝的一部分存留在焊缝中。定位点焊的施焊也需要专业持证焊工进行，定位悍质量好坏将直接影响最终成型焊接质量。影响焊缝质量的原因有很多，焊材焊剂选用、组对同轴度/平行度/距离/坡口质量、焊接电流大小、母材温度、环境温湿度等等，表1-1列出传统管路现场放样常见的由于组对偏差引起定位焊不合格导致的焊接缺陷及处理方法。

保证定位点焊成型质量就几乎决定了整条环焊缝的质量。焊接行业定位点焊的方法很多，但是方便携带、容易安装、便于操作、可靠固定的方法工具却没有。面对管路船上安装组对遇到的迫在眉睫的困难，经过充分调查研究开发了一种能基本满足现场需求的工装。

一方面尽量加强设计精度，尽量减少现场放样、焊接的数量，另一方面也要研究更好的管路组对定位工具，针对现场恶劣环境下定位点焊存在难题，在船上紧凑空间、条件有限的条件下，减少因定位焊质量不合格引起的焊接质量不合格而导致的返工返修。下面研究了一种管路现场组对定位焊工装，提供了船上管路定位点焊的一种解决方案。

二、定位焊工装简介及结构组成

图1定位工装的对接焊使用示意图展示了一种定位工装的安装示意图，主要展示了对组对管件施加外力使得组对管路相对位置确定后在定位点焊过程中保持不变的方法实现。一组定位支撑块通过螺栓螺母机构固定相连，将左右两根组对管路按组对间隙要求紧固在一起，并允许通过工装预留的小窗口进行定位点焊操作，定位焊施焊后拆除该工装进行满焊操作，大大提高了后期无损探伤和强度密性试验的一次合格率，大大减少了返工返修对工期和成本投入。

该工装设计原理：由左侧定位支撑块3和的右侧支撑块4对第一管路9、第二管路10的端部进行对夹，左侧定位支撑块3的外表面上焊接有四个上述卡槽8，右侧定位支撑块4的外表面上焊接有四个带销轴7的连接部，并将销轴7事先穿过螺栓1后再焊接于连接部内，最后通过对应位置处的螺栓1与螺母2将左、右侧定位支撑块固定夹紧。其中左、右侧定位支撑块上环向均匀分布多个所述点焊窗口5;左、右侧定位支撑块上点焊窗口5的总数根据不同管径管路对接点焊强度要求（点焊数量）进行选配，例如DN50管路根据焊接工艺要求至少需两个点焊窗口，窗口大小需满足点焊基本要求，各点焊窗口处的刻度线6主要提供管路对中定位时调整焊接坡口距离一定的参考线。松开螺母2即可卸下管路对接点焊对中定位工装，即可进行后续满焊操作。

图2、图3分别为工装正视图和侧视图，设计简洁，既方便携带使用，有解决了使用环境空间小的难题。分别为左右侧定位支撑块，结合方便使用的紧固件，在管路轴线方向上它可以很好的保证组对管路的同轴度和组对间隙。并且可以验证管子端面垂直度和平面度。

点焊窗口开设在所述定位支撑块上，且点焊窗口的侧壁处标有刻度线，可方便点焊时查看焊缝长度和焊接质量。

三、结束语

管路现场放样往往处在成品管与设备对接或者周边工作已完工，系统完整性的最后一步。但往往也就是这最后一步浪费了大量的时间、人工和物料。定位焊工装可基本消除管路现场组对焊接中和定位固定因素相关的焊接质量问题，既保证了产品质量，又减少装配人力投入，降低焊工施工难度，减少了管路装配的废返工时，并且大大提高了施工效率。船舶系统结构完整性、密性试验及大系统系泊试验进度的提速为当下国家倡导的提质增效，质量、进度和成本综合提升创造可能。