前言：对船舶制造业而言，焊接变形所带来影响往往较为直观，例如，增加后续环节难度、降低结构承载力等，待焊接工作告一段落，再对变形进行矫正，不仅会延长工期，还会使船舶质量受到影响，对焊接工艺进行分析，掌握可使焊接变形得到控制的方法，自然成为研究重点。

1结构焊接概述

焊接变形通常分为两种形态，分别是残余变形、瞬态热变形，其中，残余变形多发生于室温环境，而瞬态热变形往往与焊接同时出现。研究表明，焊接变形出现的原因，主要是温度场不均匀，导致焊缝及其他在热影响区域内的金属出现塑性变形，完成焊接后温度快速下降，受冷收缩的构件，自然会出现变形情况^[1]。在制造大型散货船时，有关人员往往将更多精力放在对残余变形进行控制的方面，这点应尤为重视。

2焊接工艺分析

2.1确定顺序

作为焊接工艺的核心环节，焊接顺序往往会给装配精度、焊接强度带来直接影响，现有研究所借助技术多为有限元模拟，本文以此为基础，对焊接顺序与变形控制的联系进行了验证，并得出如下结论：

对大型散货船进行制造的重点是挂舵臂的焊接，这是因为船体尾部拥有相对复杂的结构，若有变形问题存在，极易给所安装舵杆的精度带来影响，只有对焊接顺序加以明确，才能避免上述问题发生。事实证明，挂舵臂和结构所适用焊接顺序，通常是由中间向两侧推进，有关人员可借助有限元技术简化焊接主体的结构，在划分网格的前提下，以双椭球热源为依托，对热力耦合进行计算。综合现有研究及所得结论可知，对此结构进行焊接，多数变形问题均位于挂舵臂上，这也是导致挂舵臂出现倾斜角度的原因，调整焊接结构，可使变形量得到显著减小，焊接变形自然会得到控制。

综上，调整焊接顺序是控制变形的关键，大型散货船往往拥有较为对称的结构，若要对其进行焊接，有关人员应将排布焊道视为侧重点，通过多人焊接的方式，在确保施工质量达到预期的前提下，缩短需要花费的时间。除此之外，在实际施工中，有关人员应对变形趋势引起重视，综合考虑多方因素，对焊接位置加以调整，只有这样才能使焊接变形获得系统而全面的控制，为舾装等环节的落实，奠定良好基础。

2.2变形控制

对大型散货船而言，结构变形所指代内容，主要是波浪变形和弯曲变形，其中，波浪变形多对应局部，而弯曲变形以整体为主。若焊接对象为船舶构件或分段，有关人员可酌情考虑是否对反变形控制法进行引入，使变形获得有效控制。上文所提到反变形，通常指的是在对结构进行装配前，借助人力使结构拥有与分段变形量相等的力，并确保所施加力和变形方向相反，以此来达到对变形进行控制及消除的目的。现阶段，在船舶制造领域，反变形控制得到了较为广泛的运用，对反变形量加以获取的途径，主要是统计试验和实操所得焊接数据。

本文所研究船舶类型拥有较为复杂的分段，若船厂未对焊接工艺、场地进行反复调整，有关人员仍可凭借所掌握数据，获得变形规矩，反变形控制所关注重点，通常是分段胎架，这是因为分段胎架对分段变形量有较为严格的要求，只有以反变形需求为依据，对变形量加以确定，才能确保所制造分段胎架拥有处于合理范围的变形量。有关人员应明确一点，现阶段，对反变形进行分段制造，仍然有较大的进步空间，以船台搭载为依据进行考虑，是确保施工效果达到预期的关键^[2]。

2.3强化刚性

大型散货船往往拥有相对复杂的建造过程，以分段制作为代表的诸多阶段，均要对较薄结构件进行大量焊接，一旦所焊接构件有尺寸误差存在，后续环节均会受到不同程度的影响。现有工艺无法做到对焊接变形进行完全消除，若以结构分段为载体，对焊道进行分布的规律并不明显，通常无法凭借合理顺序，达到对变形加以控制的目的，如何避免焊接变形超出合理范围的情况发生，自然成为有关人员讨论的重点，目前，对刚性固定进行添加成为首选方法，事实证明，这样做可使焊接变性得到显著降低。

例如，在对梁型结构进行焊接前，有关人员可将有限元技术作为依托，通过计算的方式，明确是否需要对刚性结构进行增加，有刚性固定需求的构件，可视情况决定是否对翼板加以利用，若对翼板加以利用，有关人员应在此基础上，对角焊缝进行细致焊接，避免翼板变形或类似问题出现，待上述环节告一段落，方可去除用于固定的支撑。

2.4融入有限元

焊接工程所强调问题，主要是控制变形，很长一段时间内，控制变形所参考要素，均为行业准则、工程师经验，现阶段，焊接工作所面临情况更加复杂，有关人员可借助以有限元为代表的先进技术，对情况进行模拟，通过比对边界条件、工艺参数所对应计算结果的方式，获得更为完善的焊接工艺。

在船舶制造业所提出要求愈发严格的当下，仅凭借原有经验，通常无法完成预测变形的工作，这就要求有关人员在对船舶所适用焊接工艺进行制定时，综合考虑以软件所计算变形情况为代表的多方因素，确保所制定工艺拥有普适性。研究表明，可能给针对焊接变形所展开计算带来影响的因素较多，例如，焊接方法、船舶类型等，要想使大型散货船获得良好焊接效果，最有效的方法是对数据库进行建立，为类似船舶提供建造所需参数。综上，船厂应依托现有经验，建立起以实际工艺、仿真计算为核心的焊接体系，以船舶、工况和焊接参数为依据，确定切实可行的焊接顺序及其他工艺。

结论：由上文叙述可知，以大型散货船为代表的复杂船舶的建造重点均为焊接，若有关人员未能掌握正确的工艺，极易导致变形问题出现，进而使船舶稳定性、可靠性及安全性受到影响。现阶段，包括有限元在内的诸多技术，均被用来辅助焊接施工的展开，所取得成效也十分瞩目，从事相关工作的人员应对此引起重视。

参考文献：

[1]王江超,易斌,周宏.加强筋薄板船体结构的焊接失稳变形预测与控制[J].船舶与海洋工程,2019,35(01):58-63.

[2]巩庆涛,胡广旭,孟梅.典型船体部件装焊过程结构应力连续模拟研究[J].哈尔滨工程大学学报,2018,39(05):845-850.