薄板平面分段建造过程中的变形和残余应力测量分析

孙建志1，邓琳1，王洁1，郭胜2，杨世博2，王江超2，3(1上海外高桥造船有限公司;2．华中科技大学船舶与海洋工程学院;3．船舶与海洋水动力湖北省重点实验室)

摘要: 为降低薄板平面分段建造过程中产生的残余应力和面外变形对分段的力学性能和建造精度的影响，对其进行测量和演化分析。以长度为16. 4 m、宽度为14. 8 m 的典型薄板平面分段为研究对象，基于超声波应力测量和激光扫描变形测量等方法，对实施高强钢薄板机械矫平、等离子切割、角钢激光焊接、T 梁装配-焊接、绑扎碗焊接和焊后火工矫正等建造工艺过程中产生的残余应力和面外变形进行测量和分析。研究表明: 高能束等离子切割对板材变形的影响较小，但会显著影响板材的残余应力状态; 采用激光复合焊接方式的平面分段底板拼焊和角钢平角焊对平面分段的变形和残余应力的影响都可忽略; T 梁装配和焊接会显著影响平面分段底板的平整度和残余应力状态，是平面分段精度建造的重要环节; 绑扎碗切割及焊接对平面分段的建造精度影响较小，可协调与其他环节同步实施，提升建造效率; 焊后背烧的火工矫正可有效提升平面分段底板的平整度，改善残余应力状态，其实施工艺较为依赖经验，强度大，周期长。研究成果可供薄板平面分段的高效及精确建造参考。

关键词: 薄板平面分段; 全流程建造; 面外变形; 残余应力