闞立江

摘要：隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展，作為實體經濟重要組成部分的制造業(yè)更是持續(xù)壯大，特別是海洋工程裝備及各類船舶的大量建造和升級改造，更是顯現了海洋裝備制造業(yè)發(fā)展的蓬勃生機。在各類海工裝備和船舶的建造中，需要各種專業(yè)技術來支撐，其中火工技術就是其中重要的一種。對此，本文從鋼質船舶的建造方面，談談火工技術在船舶建造過程中的應用。

關鍵詞：火工技術；海工裝備；船舶；建造；應用

在海工裝備與船舶制作行業(yè)，火工技術是對特定板材進行熱變形處理的一門工藝技術?；鸸膽秒A段來分，可以分為內外場兩個大的階段，內場階段主要是矯正或加工船體較大或復雜的曲度線形，外場階段主要是矯正船體分段或局部構件，消除焊接應力等。

一、火工技術施工原理

當金屬局部加熱時，受熱金屬的膨脹受到周圍冷金屬的約束，產生因約束而已經器的壓縮應力。該應力一旦超過了金屬的屈服點，冷卻后將會存在殘余應力和由殘余應力而引起的塑性變形—永久變形。由于這種塑性變形是經過加熱而產生的，故稱為金屬的熱塑變形。若金屬在沒有約束狀態(tài)下整體均勻受熱隨后又均勻冷卻，則熱塑變形將不會產生，只有當局部加熱冷卻時才會產生熱塑變形，而這種變形都是以收縮變形的特征出現的。

船體結構的火工矯正，從本質上說，是船體零件局部熱加工的逆過程。盡管約束條件有所不同，但火工矯正的過程，就是在已經變形的結構中形成新的變形的過程。要達到上述目的，必須在構件上補充局部的加熱面積，受熱部分的金屬在熱循環(huán)過程（受熱膨脹并隨之而來的冷卻收縮）中形成不可逆的塑性變形（即永久變形），在這一過程中加熱區(qū)外部產生極大的拉應力，這種拉應力的作用，使已經變形的結構恢復平直。從這一原理出發(fā)，針對不同的變形特征，可以用不同的加熱方法來進行矯正。

二、火工技術在板材加工方面的應用

在船舶的結構中，首部和尾部分段的外板線形較大，曲面復雜，一般的機械加工難以達到線形的效果，所以只有通過火工作業(yè)來完成板材加工。通過沿預定的加熱線用氧乙炔火炬對板材進行局部線狀加熱，并用水跟蹤冷卻（或讓其自然冷卻），使板產生局部塑性變形，從而將板材彎成所要求的曲面形狀的一種彎板方法，也叫水火彎板。

在實際操作中，要對加熱的位置、形狀以及順序進行判定，選擇合適的烤嘴，確定加熱溫度范圍和加熱速度以及冷卻方式，調整火焰的功率，并做好板材四周的支撐固定。同時在操作過程中，根據總體變形情況，適當修改加熱參數，以便達到最理想狀態(tài)。

常見的水火彎板形式如下：

三、火工技術在薄板分段制作中的應用

（一）薄板焊接應力的消除

鋼板在焊接過程中，是通過加熱或加壓，對需要結合的地方熔化，使之造成原子或分子間的結合與擴散，從而達到不可拆卸的聯接，而內部原子或分子的結構改變，打破內部力的平衡，造成鋼板出現彎曲或扭曲變形，其中6mm以下厚度的鋼板尤為明顯。通過火工技術，選擇合適的溫度、合適的噴嘴、行走速度，調整噴嘴與鋼板之間的距離，消除鋼板焊接區(qū)域內部新產生的應力，從而消除變形的情況。

（二）分段變形的調整

當各鋼板零部件組裝成分段，并完成整體的焊接作業(yè)后，整個分段焊縫內存在大量的焊接應力，在通過各種方式釋放應力的過程中，造成了分段壁板各種各樣的變形。在通過火工技術進行矯正時，通常按以下步驟進行操作：

（1）矯正前的準備。充分準備施工工具，檢查工作地點的安全條件，準備矯正工具和安全防護用具，并在火工工件上畫出測量點標記。

（2）對基本條件的了解。要事先了解結構材料的性能，判斷構件產生變形的原因、變形特點及殘余應力的大致分布，以便考慮矯正方法。

（3）對變形的測定。a.用合適的量具測量結構變形的大?。ㄒ话銣y量有彎曲、撓度等，使用長短尺和粉線測量）。b.分析變形的類別，變形分為均勻的彎曲變形、不均勻的短段變形、角變形、喪失穩(wěn)性的波浪變形、角變形造成的波浪形—“瘦馬現象”、對接焊縫的變形等。

（4）確定矯正方案與加熱面積。

（5）確定加熱溫度。根據結構變形類別和材料性能、工件板厚和結構剛性及確定的矯正方案等因素，確定加熱溫度。

（6）根據加熱的工藝要求及選定的矯正方法和加熱參數，進行加熱矯正。

（7）矯正后復查。

a.檢查被矯正的結構是否符合技術要求。b.檢查被矯正后結構材料的表面質量。c.若矯正結構尚未達到技術要求，可進行第二、第三次矯正，直至達到要求為止。d.若矯正過度，出現反向變形，則應在反向進行矯正（應盡量避免這種情況）。

由于船體結構非常復雜，產生的變形也是多種多樣的，但根據變形特征，可按不同的變形特點來選用與之相適應的矯正方法，以求達到預期的效果。

綜上所述，在現階段的科學技術發(fā)展中，火工技術在鋼板的加工及變形矯正方面有極大的利用空間，在海工產品和船舶建造過程中發(fā)揮著不可替代的作用。但要熟練的應用此項技術，需要通過大量的訓練和實踐才能掌握，希望在未來的科技發(fā)展中與數字化技術進行結合，使火工技術能在更大范圍內得到應用。

參考文獻：

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