摘要：焊接是船舶与海洋工程建造领域的重要工作。船舶构件较大，焊机常常需要较长的接线才能满足船体构件焊接的需求。在施工过程中较长的接线容易打结缠绕，这样在理顺的过程中就降低了生产效率，而且还存在引起火災和绊倒等安全隐患。文章介绍了船舶结构以及焊接方法，并且设计了一种焊接辅助装置可以避免焊机较长接线的打结问题。

关键词：船舶结构;船舶焊接;焊线收纳

0  引言

在船舶与海洋工程建造领域存在着大量的焊接工作，加上船舶的构架体型庞大，焊机需要接长线，以便焊接工作的顺利进行。这样就容易出现焊机电线打结缠绕的现象，需要人工进行线组的理顺，浪费了大量的时间，降低了生产效率。除此之外，焊机线组混乱时还存在着安全隐患，例如电火以及绊倒摔伤的现象。本文提出的解决方案能够理顺焊机的长线组，并且缠绕规矩不打结，提高了生产效率，改善了施工现场的工作环境，避免了电火以及摔拌跌倒的安全隐患。具体的措施是通过收线轴、转盘和把手之间的配合，便于对电源线进行收纳，通过第一锥齿轮、第二锥齿轮、传动轴、固定轴、第一齿轮、第二齿轮、转轮、固定柱、连接板、限位板、支撑柱和滑槽之间的配合，可以保证电源线在收线轴上均匀的缠绕，避免了电源线的杂乱。

1  船舶结构及焊接方法介绍

现代的船舶与海洋工程是一个复杂的海上钢质建筑物，承受着来自装载货物、海水、风等外界环境给予的复杂载荷。为了适应其工作环境和满足使用要求，船舶需要设计出特殊的结构。总的来说船舶的结构分为外板和内部结构，随着船舶大型化的进程，双层壳体的结构被应用的越来越多。外板主要是为船舶提供一个封闭的水密空间，供船舶的营运、设备布置等功能使用。单独的外板不能适应复杂的载荷情况，在外板的内部还要增加骨架是船舶获得较好的强度。船舶内部的骨架主要分为两类，一类是成框架布置的，另一类局部布置的。框架布置的是船舶的主要结构起到加强整体强度的作用，共有三个方向上的框架，分别是水平框架、横向框架和纵向框架，这三种框架分别于船舶的基线面、中横剖面、中纵剖面相平行。水平框架的结构有舷侧纵行、首柱、尾柱;横向框架的主要结构有，甲板横梁、肋骨、肋板;纵向的框架主要有甲板纵行，龙骨（船底桁）。构件与构件用肘板或腹板升高等方式过度连接。局部构件起到局部加强的作用，比如加强筋、扶强材等，主要布置在承受局部载荷的位置，例如机械设备的下方、人孔周围。为了分隔船体内部功能区域，在船体内部还设有舱壁结构，横向布置的称为横舱壁，纵向布置的称为纵舱壁。船体上的结构又有强弱之分，不同部位的构件有着不同的叫法，图1是一艘杂货船的剖面，介绍了船舶主要构件的名称和形式。图中标号：1船底板、2中底桁、3旁底桁、4内底边板、5船底纵骨、6内底板、7肋板、8内底纵骨、9加强筋、10减轻孔、11上甲板、12甲板强横梁、13甲板横梁、14甲板纵骨、15甲板纵行、16支柱、17下甲板、18肘板、19主肋骨、20甲板间肋骨、21强肋骨、22舷侧外板、23舭肘板、24甲板横梁、25横舱壁、26舱口围板、27肘板、28舷墙、29扶强肘板、30舭龙骨。

在当代的船舶与海洋工程的建造过程中，焊接工作是一项非常关键的施工步骤和工艺技术，焊接工作不仅对船体的建造质量有很大的影响，而且还涉及到船舶的建造周期与成本，还影响着生产过程的安全性。好的焊接方法和过程对提高生产率、缩短造船周期起着很大的作用。目前，焊接工时在整个船体建造周期中占40%左右，焊接成本占船体建造总成本的40%左右。因此，研究、改进焊接技术，对提高造船生产率有着重大的意义。现代船舶建造中常用的焊接方法有两类：电弧焊和电渣焊，其中电弧焊最为常用。电弧焊是利用电弧热局部熔化焊体和填充金属（焊条或焊丝），然后凝固成坚实接缝的一种焊接方法。电弧焊分为手弧焊、埋弧焊（自动和半自动焊）、气体保护焊和等离子焊等。电渣焊是利用电流通过液态熔渣（渣池）产生的电阻热使焊件和填充金属（电极）熔化，然后凝固成坚实接缝的一种焊接方法。根据电极的不同，分为板极、丝极和熔嘴电渣焊。焊缝的形式主要取决于焊接接头的形式。焊接接头是指焊件相互连接需要焊接的部分。船体焊接中常见的焊接接头形式有：对接接头、T型接头、角接接头、搭接接头和塞焊接头等，焊缝是焊接接头经施焊后形成的接缝。常见的焊缝形式有：对接焊缝、角焊缝和塞焊缝。船体焊接中，角焊缝数量最多，对接焊缝次之，塞焊缝较少。

2  设计内容

本文所设计的一种船用对接缝装配及焊接辅助装置，解决了现有技术中船用焊接机导线收纳不方便的问题。为了实现上述目的，本文设计了如下技术方案：

一种船用对接缝装配及焊接辅助装置，包括收纳盒和固定框，所述收纳盒的一侧开设有出线孔，收纳盒的内部转动连接有收线轴，收线轴的外部固定有两个固定板和第一锥齿轮，第一锥齿轮位于两个固定板的一侧，收线轴的一端延伸至收纳盒的外部，且收线轴位于收纳盒外部的一端固定有转盘，收纳盒的底部转动连接有传动轴和固定轴，传动轴位于固定轴的一侧，传动轴的顶部固定有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合，传动轴的外部固定有第一齿轮，固定轴的顶部固定有转轮，转轮的顶部一侧固定有固定柱，固定轴的外部固定有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮相啮合，所述固定框的顶部开设有连接孔，固定框位于转轮的顶部，固定柱的一端贯穿连接孔延伸至固定框的外部，固定框远离传动轴的一侧固定有连接板，连接板的顶部固定有限位板，限位板的一侧开设有限位孔，具体形式见图2与图3。

图2、图3的图中标号：

1收纳盒、2收线轴、3固定板、4第一锥齿轮、5转盘、6把手、7第二锥齿轮、8传动轴、9第一齿轮、10转轮、11第二齿轮、12固定轴、13固定柱、14滑槽、15支撑柱、16连接板、17限位板、18限位孔、19出线孔、20挡板、21固定框、22连接孔。

成果设计还应该注意以下问题：

①转轮、固定框、连接板和限位板均位于收线轴的下方，固定柱位于连接孔外部的一端固定有挡板。

②擋板为圆柱形结构，连接孔为矩形结构，挡板的直径大于连接孔的宽度。

③所述连接板的底部固定有支撑柱，收纳盒的底部内壁上开设有滑槽，支撑柱的一端延伸至滑槽的内部。

④所述转盘远离收纳盒的一侧转动连接有把手。

⑤两个所述固定板之间设有距离，且两个固定板之间的距离与转轮的直径相同。

3  使用方法

本文设计的焊接辅助装置应用时加装在焊机上，将焊线收纳于装置上，具体的操作方法如下：

本使用过程中，转轮10、固定框21、连接板16和限位板17均位于收线轴2的下方，固定柱13位于连接孔22外部的一端固定有挡板20，挡板20为圆柱形结构，连接孔22为矩形结构，挡板20的直径大于连接孔22的宽度，连接板16的底部固定有支撑柱15，收纳盒1的底部内壁上开设有滑槽14，支撑柱15的一端延伸至滑槽14的内部，转盘5远离收纳盒1的一侧转动连接有把手6，两个固定板3之间设有距离，且两个固定板3之间的距离与转轮10的直径相同。

收线轴2上缠绕有电源线，电源线的一端穿过限位孔18和出线孔19延伸至收纳盒1的外部，收线时，握住把手6带动转盘5转动，转盘5带动收线轴2转动，从而将电源线收卷在收线轴2上，与此同时，第一锥齿轮4带动第二锥齿轮7转动，第二锥齿轮7带动传动轴8转动，转动轴8通过第一齿轮9带动第二齿轮11转动，第二齿轮11进而通过固定轴12带动转轮10转动，转轮10进而带动固定框21在水平方向上往复运动，固定框21进而通过连接板16带动限位板17在水平方向上往复运动，从而保证了电源线均匀的缠绕在收线轴2上。

4  结语

本文介绍了船舶的结构形式与焊接方法，设计了一种船用焊接辅助装置，针对船用焊接机导线收纳不方便的问题，现提出了方案。设计的辅助结构合理，操作简单，解决了现有技术中船用焊接机导线收纳不方便的问题，避免了焊接机电源线的散乱，提高了生产效率，改善工作环境，避免焊接线缆发生火灾，避免绊倒摔伤。

参考文献：

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