事实上,航空母舰的甲板厚度为50毫米,具有高强度,强抗冲击性,耐高温性,耐腐蚀性,可焊接性。航母甲板使用了两种连接方式分别是“焊接”和“铆接”,早些时候,航母甲板还是有使用铆接连接的,如基辅号航母就使用了铆接技术。而现代的航空母舰甲板都使用了焊接,其主要的焊接方式是“窄间距埋弧焊”。
由于航空母舰的甲板厚度较大,要求平整度极高,还要承受舰载机起降带来的巨大冲击力,以至于对焊缝的质量要求极高。我国航母的飞行甲板都会对每条焊缝进行X光检测,以确保焊缝的质量符合要求。也正是因为要求焊缝具有良好抗冲击性和韧性,所以一般的焊接方式不适合。要么是焊缝质量不合格,要么是焊接效率太低。
随着技术的发展“窄间距埋弧焊”技术应运而生。
窄间距埋弧焊的焊接头具有较高的抗延迟冷裂能力,其强度性能和冲击韧性能优良,被广泛应用于航母甲板的焊接。窄间距埋弧焊的焊缝具有极高的韧性和塑型,这是因为其需要的热量少,较少的热量就不会对焊缝的机械性能造成太大的影响。可以说,正是每条焊缝的机械性能都很优良,以至于正格飞行甲板强度,抗冲击性,韧性非常好,不会因为哪条焊缝出现质量问题而导致重大事故的发生。
此外,窄间距埋弧焊还具有消耗焊材少,需要热量低,焊接用时少,焊接造成的变形和应力较小,降低了焊缝开裂的趋势。总而言之,窄间距埋弧焊有成本低,质量高,效率高的优势。有资料表明:使用窄间隙埋弧焊可以节省20%~40%的焊材,提高焊接效率30%~45%,不仅仅减少了焊接成本,还大大提高了焊接效率。而航空母舰的建造更不能拖延,必须提高焊接速度,所以说选择使用窄间距埋弧焊也是理所应当的了。
事实上,为了降低焊接难度,世界各国都在研发新型钢材。
美国的潜艇用钢主要是HY-80,HY-100,HY-130。在建造海狼级核潜艇时,原本准备选择HY-130型的钢材,只因为焊接难度较大,被迫选择了HY-100型钢材。即便是HY-100钢材,其焊接质量也不过关。为了提升钢材可焊接性,美国研发出了HSLA系列航母用钢,美国的航母用钢主要有HSLA-115,HSLA-100,HSLA-80。其中HSLA-115就是用来制造福特级航空母舰的飞行甲板,其屈服强度为800Mpa,在焊接前要预热到100多度,降低了焊接难度。美国还正在与日本的舰船专家研究用于高强度合金钢的焊接技术,以降低生产成本。
既然002型航母已经在海试了,那么也就证明,我国也解决了航母甲板的焊接难题。我国使用的航母甲板钢材在焊接时需要预热到近130度,室温在15度时进行焊接。在焊接前必须保证钢材接口处的干净,无锈迹,无油漆。
所以说,窄间距埋弧焊被广泛应用于军工,工业也是很正常的事情。(图片来自网络)
有人问,航母甲板又厚实又平整,是如何焊接或拼接到一块并保证结实的?下面就来详细介绍一下。 航母舰载机的起降甲板是整个航母战斗力表现的核心因素,航母甲板的作业效率决定了一艘航母的作战能力。航母起降甲板也是航母技术最重要的展示,不但能够抗冲击,还要具备耐海水盐度腐蚀,舰载机起降尾焰炙烤的功能,同时还要具备防滑的表面处理,因此航母的飞行甲板属于特殊的结构,采用多道工艺,而且是多层结构。 航母甲板又厚实又平整,是如何焊接或拼接到一块并保证结实的? (一)航母甲板的结构;航母甲板并非是一块整体的钢板,没有这么大的制造设备,而是按照要求由一块块的专用钢板进行拼接,有很多不规则的钢板拼接而成。航母的飞行甲板的厚度达到几十毫米,但这是整体的厚度,航母甲板并不是一层就这么厚。航母甲板的最底层背面要做隔热处理,舰载机产生的尾焰不能把热量传导进甲板的下面,底层甲板还必须具备防水渗透功能,采用焊接工艺。飞行甲板层是以底层为基础进行拼接的,采用焊接和铆接工艺,其技术都是各国的保密范围,其焊接工艺要求极高,采用机器焊接和人工焊接方式。航母甲板上有许多的开口,包括弹药输送升降口,洗消作业管道,喷淋管道及喷口,舰载机尾焰挡板的洒水降温系统,阻拦索系统,阻拦网系统等等。因此,航母的飞行甲板不可能做到是一块厚几十毫米的整块甲板,以上的这些管线就需要布置在底层基础甲板和飞行甲板层之间。飞行甲板上面要作防腐防滑处理,这也是我们所知道的航母的甲板都非常的粗糙原因,而且还有各种管道的喷口,舰载机的系留装置,排水装置等等,因此,整个甲板的所用材料每一项都是高科技的,而且也是保密的。 航母甲板又厚实又平整,是如何焊接或拼接到一块并保证结实的? (二)关于航母甲板的焊接问题,这个可是重中之重,也是一个国家造船技术的展示,总体而言,航母所用的钢材决定了其焊接的难度。航母甲板的焊接并不是拿过来就用,而是要经过钢板的整形,打磨,使一块钢板平整度符合要求,还要对焊口做坡口处理,并对坡口打磨,航母用的钢板都是具有很强屈服强度的特殊钢材,普通的电气焊是无法做到的,甲板的厚度也比较厚,而且需要上下焊接。目前的焊接工艺例如熔化极氩弧焊如果加大电流,能够焊接厚度2厘米以上的钢板,但这个厚度显然对航母甲板有些牵强。二氧化碳气体保护焊能够焊接的厚度据说可以达到3厘米的厚度。这些技术是否能否用于航母甲板的焊接我们并不得而知,而且使用稀有气体的成本也会很高。目前的电渣压力焊的厚度能够焊接的钢板厚度达到了数十厘米的厚度。但这些技术能否对航母甲板的焊接有用,我们就不知道了,但有一点可以肯定,就是航母即然造出来了,技术自然是成熟了。
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