冯英霖

（山东海圣船舶有限公司， 山东 龙口 265700）

铝合金材料在船舶上广泛使用，主要是因为其密度低，耐腐蚀性高，在航行期间可加速船舶运行。而且，由于其密度较小，它可以有效地降低船舶的重量并确保其稳定性，这是一个更昂贵的材料的造船工业。

1 导致铝合金船体焊接变形的原因

1.1 铝合金自身的金属特性

铝合金焊接的特点是硬度低，导热系数高，热膨胀系数大。对于铝合金的化合物，可能会出现大量的材料变形，这可能对铝合金外壳的设计造成很大的安全风险。此外，铝合金外壳焊接时，必须采用能提高铝合金材料电压的轧辊、成型、剪切、切割等工艺。而在焊接时，焊接产生的热能消除上述工艺所产生的电压，从而导致铝合金材料变形。最常见的焊接形式是铝合金的波形变形，或局部凹形，通常在铝合金焊接时材料变形。这是同一结构钢材料的两倍，这主要因为它的弹性模数以及热膨胀系数所导致的。

1.2 焊接时产生的热量

在铝合金焊接过程中，铝合金由于其特性吸收了更多的热量并能变形，焊接通常比连续焊要好，但当铝合金焊接时。充分考虑其金属特性，并尽可能缩短焊接时间，这对于减少铝合金焊接材料的变形至关重要。在焊接铝合金材料之前，应尽量减少出口热，防止铝合金材料在最佳位置变形；金属合金越少越好。

1.3 焊缝的位置、尺寸以及数量

1） 焊缝的位置，在铝合金焊接过程中，焊缝位置是影响铝合金材料变形的主要因素之一。焊接时，如果焊缝相对于设计中心线的位置不对称，则会发生弯曲变形。因此，在焊接过程中，必须首先考虑多个焊缝的位置，以保证它们与设计中心线的对称性。如果实际焊接不能保证焊缝的对称性，焊工应遵循相应的焊接顺序。

2） 焊缝尺寸及数量，焊接铝合金时，不仅要考虑焊缝的位置，还要考虑焊缝的尺寸。焊缝长度在很大程度上取决于铝合金收缩的剪切面积，焊缝的垂直收缩通常与焊缝长度成正比。焊缝数量和尺寸越大，铝合金变形的可能性越大。因此在焊接时必须了解板的厚度，设计相应的焊缝尺寸和数量，以保证铝合金的变形较小，并在焊接变形时节省废料。

2 铝合金船体焊接变形的控制措施

2.1 装配精度

铝合金船体组装时，装配精度应高于普通钢船的标准。在装配板时，板焊缝的间隙间隙应在标准范围内为0.5 毫米，板焊缝的间隙应在标准范围内为1 毫米，在装配骨架时，骨架间距，位置偏差，对接间隙，端部破裂应保持在标准精度范围1mm；精度标准偏差为2mm，外皮间隙为1mm。

2.2 装配顺序

在装配时应考虑装配的顺序，船体中心开始装配，然后再向船体首尾和两侧方向依次延伸装配。如果铝合金外壳是在分段基础上建造的，那么首先必须找到中内龙骨，然后沿两侧的肋骨，最后，在两个方向收集这些数据，主要是根据船舶的平均部分，尽管有困难，但误差不大，精度很高。

2.3 合理的焊接顺序

铝合金船焊接时，可参照钢船焊接顺序。一般说来：1）首先焊接船体中间部分，然后逐步将焊接扩大到双方；2）首先焊接船舶纵向剖面，然后逐步展开焊接对称地双侧；3）在对纵向构件进行焊接之前，再对横向构件进行焊接时，这种方法可作为减少铝焊接变形的参考点。

2.4 点焊定位

安装外板后，可以采用点焊法，合理计算点焊的距离和长度。在外板厚度较大的情况下，点焊之间的距离可以略有增加，厚度小于小时，点焊之间的距离应该缩短。一般情况下，外壳厚度4-8 毫米，点焊距离最好保持在100mm 和150mm 之间，点焊长度最好保持在2 厘米的距离。

2.5 焊接参数的控制来防止变形

为了确保铝合金船在焊接过程中不变形，焊接主管必须合理地焊接铝合金材料,设计焊接参数。对于这些参数，每一个设计后，施工人员必须按照已经开发的方法进行工作，为了保证铝合金船体焊接顺利完成。

2.6 分段吊运

在适当地点，如悬挂式吊耳，装载装配材料时，应安装紧固材料，以防止在悬挂过程中部分变形。在起吊时，要注意段体的平稳，尽量不要让片段振动等，当片段坠落时，应当将地面垫平。

3 铝合金变形后矫正

3.1 钢质专用压条板

在对平直舱壁板进行焊接时，可以将舱壁板上不同种类的扶强材进行定点焊接，将其固定在舱壁板中，然后在硬质材料舱壁的支撑点处放置专用钢压板，以减少舱壁的变形。在实际应用中，应根据舱壁之间的距离，采用不同类型的压力板，有效地控制焊接变形。

3.2 铝合金变形修复

如有变形，可采用加热法校正局部变形，但加热时应注意加热温度。另外，校正必须从粗校正开始，然后从整体水准的变形部分开始，从最严重的变形开始，这样才能有效地防止由于校正误差而引起更严重的变形。

4 结语

在控制铝合金船体变形时，应考虑到：铝合金外壳的变形控制不仅限于其本身的铝合金焊接工艺，而且也限于焊接前的所有环节。此外，铝合金外壳在焊接前的焊接过程中所遇到的问题必须得到全面解决。