一、放样、号料 船体建造中的放样、号料工艺与装备，大致经历了实尺放样与手工号料，比例放样与光学投影号料，数学放样与数控号料三个发展阶段。 实尺放样与手工号料 实尺放样亦称1：1手工放样。解放初期，放样工艺均为实尺放样，船体线型由手工在样台上放制，船体零件经放样后绘制草图或制作样板进行手工号料。号料作业全靠手工，用凿子、洋铳和白漆在钢材上标记名称和符号。 比例放样与光学投影号料 由于船舶大型化和实尺放样台的限制，从1954年开始，上海船舶工业系统试行比例放样。中华造船厂在建造长江客货轮“大众号”时，采用了长度以1：2，宽度以1：1连恩青的线型放样，获得成功，并在后来的造船中多次应用，这是一种较原始的“比例放样”方法。1958年，求新造船厂在建造渔轮时，采用1：5比例放样。同年，上海船厂开展比例放样工艺的研究，至1959年获得初步成功。1960年开展光学投影号料工艺研究，1962年获得成功，同年7月首次在135HP拖轮的建造中应用。求新造船厂于1966年初开始对电子号料工艺立项研究，1969年4月模拟试验结束，同时提出“电子号料机”方案并进行设计，1971年研制完成并投产。1972年5月为1000吨运输船、该厂拖轮的150余张外板进行号料。号料过程能一次将外板的外形线和外板加工的肋骨线位置通过1：10比例放样展开“放大”到号料板材上，图形误差不大于2毫米，以后相继在海洋石油勘探船上应用，共号料河北环首都经济圈1600×6000米钢板546张，证明该机可靠，能满足要求。采用比例放样后的工时为实尺放样的60%，采用光学投影号料后的工时为手工号料的40%。其次，采用比例放样与光学投影号料工艺可节省生产占地面积，该工艺所占面积仅为实尺放样与手工号料工艺的20%。 数学放样与数控号料 60年代中期，随着计算机技术的发展，数学放样在造船工业系统开始研究。以上海船舶工艺研究所为主，会同江南造船厂、复旦大学和华东计算机研究所等单位，首先探索应用电子计算机进行船体放样。1970年，船舶工艺研究所成立了计算机室。1971年5月，上海造船公司成立了“数学放样三结合小组”，各造船厂的放样工人、技术人员密切配合，数学放样取得了很大进展。用数学放样对船体线型进行三向光顺，结构排列和结构展开等，最后输出数据供给数控切割机或数控肋骨冷弯机。求新造船厂自1973年开始与浙江大学研究船体线型数学放样。1975年国防工业出版社出版“船体线型光顺——回弹法”一书，此科研成果自1975年开始在求新造船厂船舶建造中得到实际应用，首次投入应用的产品有421申甬客轮和210破冰船。1976年，求新造船厂组织力量在边投入实用、边总结提高的基础上，对数学放样回弹法进行提高，在分析船舶曲面凹凸的规律上提出了“船体数学放样指标回弹法”，该成果获1985年上海市优秀软件奖和船舶总公司科技进步二等奖。1972年，中华造船厂与船舶工艺研究所合作，在建造海军718大马力拖轮中采用数学放样数控切割工艺，把船体放样、号料、切割三道工序转变成计算机数据处理、数控号料、切割两道工序。经过10多年的努力，造船数学放样技术达到了80年代初的国际水平。 二、加工 坡口加工与装备 解放初期，各船厂的钢坡口加工方法都是采用风作为工具，由人工操作，劳动强度很大、效率低、质量差。60年代开始出现碳弧气刨技术，坡口加工在现场由人工用碳棒刨出，同时坡口加工逐步采用铣边机或刨边机，坡口可直接在机床上刨出。1962年，沪东造船厂在是什么让你如此美丽3000吨油轮上首先使用刨边机加工坡口的工艺。80年代，上海船厂引进了数控切割机，具有二轴和三轴的功能，坡口可与下料切割一次割出，解决了曲线边缘坡口的加工难题。 板材加工与装备 解放初期，各修造船厂都采用三芯辊床加工板材的工艺。由于缺乏相应的机械设备，折边、弯曲都是经手工用榔头敲击成形。50年代末，开始使用油压机进行加工，1959年11月沪东造船厂在乙型轮产品上首先使用350吨油压机加工工艺，求新造船厂于1973年自行设计制造了600吨水压机，主机用于船体外板和舱壁板的成形加工。 肋骨加工与装备 从解放初到60气溶胶光学厚度年代末，肋骨加工都采用热弯工艺。将型材放在地炉或油炉内烧红后，在线型模板上热弯成形，冷却后再进行校正。70年代初开始采用肋骨冷弯工艺和肋骨冷弯机设备。1976年5月，沪东造船厂首先在7500吨客货轮产品上使用肋骨冷弯机加工肋骨。1978年，求新造船厂在扫雷艇、大型登陆舰产品上使用肋骨冷弯机进行肋骨加工。为了改变肋骨加工的落后工艺，扩大计算机在造船生产中的应用范围，1984年上海船厂与武汉水运工程学院合作共同研制开发三支点肋骨冷弯数控系统，选择了从日本引进的400吨三支肋骨冷弯机为试制对象，1985年9月研制成功。同年10月在3.5万吨散货船的艏艉部曲率变化较大的肋骨加工中应用，并在以后建造的各类船舶上均采用了肋骨数控冷弯工艺。使用肋骨数控冷弯工艺和数控肋骨冷弯机设备，不再需要弯制肋骨的铁样。其加工信息固化在半导体存贮器内，可通过操纵盘直接调用。三支点肋骨冷弯机数控系统于1987年12月通过了技术鉴定。 三、装配 按照船舶专业化生产的要求，船体装配分为部件装配、平台（分段）装配和船台（船坞）装配三个工艺阶段。 部件装配是指船台上的散装，即将平直的船底上船台拼装，然后安装肋板、肋骨，再依次安装横梁、纵衍、外板、甲板，与此同时进行铆接或焊接。这种船台散装的装配工艺技术落后，质量差，周期长。随着装配工艺技术的发展，船体装配逐步分为平台装配和船台（船坞）装配。 平台装配中，首先出现的是分段制造法工艺。分段制造法是将船体划分成各类分段，以分段为独立单位在平台上制造，然后将分段吊上船台（船坞）装配合拢成船体。1953年，沪东造船厂在“01”护卫舰产品上使用了分段制造法工艺。那时的分段制造工艺都是用肋骨框架保证型尺寸，外板则均在分段上散装。以后逐步开始将分段结构分解成零件、部件（包括平面分段、曲面分段）。零件、部件与分段分道进行制造，然后装配成分段。零件、部件与分段的分道制造改变了传统的船体装配工艺和生产组织体系，出现了按工艺流程组织船体生产的方法。1978年，上海船厂在5000吨半分节矿煤驳的建造中运用工艺流程造船法，组织船体生产获得成功。5000吨半分节矿煤驳工艺流程划分为底部分段、舷侧分段、艏艉分段、船台合拢四条流程线，每条流程线分别设立部件成型、平面分段、小立体组装、立体分段工位，实施了定工位、定场地、定人员、定设备、定质量标准的五定措施，在不增加设备和人员的情况下，使原要求在年内完成6艘的计划超额完成为8艘，船台周期缩短了26天。 船台（船坞）装配工艺是指船体分段在船上或船坞内大合拢成船体的方法，其中有总段装配法、塔式装配法、岛式装配法和串联装配法。江南造船厂于1953年建造小炮艇时，划分首、中、尾三个“总段”进行建造；1958年在建造5000吨货船“和平28”号时采用“塔式建造法”；1960年在建造“东风号”货轮时，采用“双岛式建造法”。沪东造船厂于1953年在“01”护卫舰产品上使用“总段装配法”工艺；1961年在150HP渔轮产品上使用“岛式装配法”工艺；1982年2月在5000吨油船产品上使用“串联装配法”工艺。 在平台装配、船台（船坞）装配工艺技术发展的同时，各厂还创造和应用了许多新工艺、新技术，主要有： 平台分段流水线 1984年，上海船厂从挪威引进了TTS整套平面分段流水线工艺装备，并正式投产应用。 船体分段预修正上船台合拢工艺 1976年开始上海船厂对船体分段实施预修正上船台合拢工艺，在1.3万吨货轮“丹阳”号和“绍兴”号的建造中，推广应用激光经纬仪划线实施对船体分段上船台前的预修正，并在倾斜船台上采用辅助标杆法进行船体分段定位，使该两货轮的主体结构分段的90%大接缝实现了无余量合拢，在以后的产品建造中都采用了这项工艺，船台合拢质量得到了明显的提高。 船体分段无余量装配工艺 1991年，上海船厂在建造上海运洋公司2100吨货船上，对其中四个总段实施无余量装配工艺。根据制订的“加工要领”、“基线要领”、“组立要领”船体零件实行无余量或加放焊接收缩补偿量下料和装配。 上层建筑整体吊装工艺 船舶上层建筑的传统安装工艺是在船台上从下到上分层进行，因此，大量的舱室舾装工程要待船体下水后于码头上进行。这样船舶建造周期长，工程作业条件差。船舶上层建筑整体吊装工艺是：当船体在船台上建造的同时，将上层建筑作为总段在专用平台上进行装焊和预舾装后，整体吊运到船上安装的新方法，采用该项新工艺可扩大平行作业面，改善施工条件，提高舱室预舾装率，缩短建船周期。上海船厂于1981年3月21日，在为中波轮船公司建造的1.6白栋材万吨多用途船“鲁班”号上，采用上层建筑整体吊装工艺，并在国内首次应用了简便而可行的板架稳定性的强度校核方法，采用了预舾装而不拆的永久性加强及稳而迅速的艉吊方案；设计了特殊的定位装置，使上层建筑在整体吊装过程中实现了准确又方便的定位；另外还在国内首次采用了上层建筑侧壁延伸的吊攀形式，使之安全而不影响内部舾装工程的进行。该项目于1983年6月通过鉴定，于1984年7月获中国船舶工业总公司1983年度重大科技成果二等奖。 小船台造大船 上海船厂于1970年，在原3000吨船台上建造了万吨远洋货船“风雷”号。建造万吨船前对原3000吨船台进行了全面调查及分析，并采取了多项技术措施，及时解决船台、滑道、艉浮区等承受力问题，以及解决船台长度、滑道间距、船台区起重能力等问题。继“风雷”号建成后，又在此船台上建造了数艘2万吨级的散装货船。 浮箱抽换法水上合拢工艺 上海船厂1972～1974年建造举力为1.3吨“黄山”号浮箱式浮船坞时，采用了“浮箱抽换法水上合拢工艺”。该工艺是利用浮箱式浮船坞的部分浮箱来建造和承载坞墙分段，通过对浮箱中压，排水来调节、接拢坞墙，并用分批抽换浮箱的办法，完成浮船坞主体结构的合拢。此工艺改变了只有在特种巨型船台上或在超级干船坞内才能建造大型浮船坞的方法，不受所建浮船坞的吨位大小和浮箱数目多少的限制，有广泛的使用价值，上海船厂在1976年建造举力为9000吨“黄山”号时，同样采用了此项工艺。“浮箱抽换法水上合拢工艺”于1989年8月通过技术鉴定，1990年12月获中华人民共和国发明三等奖。 水上合拢、浮力顶升法工艺 上海船厂1981年4月～12月间，采用水上合拢、浮力顶升法工艺，完成了国内自行设计的半潜式海上石油钻探船“勘探3”号的船体主结构的合拢。其中顶升最大重量为4200吨。它是利用水的浮力，通过对下浮体沉垫及辅助工装驳进行交替压、排水所产生的上升浮力，将平台逐步向上顶升，同时将六根立柱从平台起由上而下逐节分段装焊，完成平台、立柱与沉垫的总装合拢。该工艺于1983年4月获得国家科学技术委员会颁发的国家发明二等奖。 四、水泥船和玻璃钢船建造 钢丝网水泥船的开发 随着工农业的发展，内河和沿海船舶需要量激增，由于船用钢材供不应求，有关单位研究用水泥作造船材料。1957年，上海船舶科学研究所承担“钢丝网水泥船壳”课题的研究，研究结果表明，钢丝网水泥板材的材性和强度符合制造小型船舶的要求，一艘长6米宽1.6米深0.7米的试验小艇于1958年9月16日试制成功，同时，在九院和城市建设局的协作下，一艘15×5.5×1.4米的码头囤船于同年10月16日建成，并投入使用。1961年，在支援农业中，除钢丝网水泥农船外，不少工厂试制了钢板农船和钢筋混凝土农船，有部分工厂也建造了玻璃丝水泥船。到了80年代，随着集体和个体运输热的兴起，钢丝网水泥船又有新的发展，品种和数量大幅度增长，因而受到国际上有关方面的重视，联合国曾多次组织亚太地区国家代表前来考察，认为在发展中国家有推广价值。 玻璃钢船建造工艺 国内研制的第一艘玻璃钢船是1958年上海白莲泾船厂建造的玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂游艇，长6.4米。1970年交通部上海船舶运输科研所开始从事玻璃钢船的研究设计工作。进行了两批玻璃钢板和梁的强度试验，探讨了聚酯玻璃钢船的设计方法，并设计了一艘喷水客船，1971年在江风船厂建造。客船的主尺度为24（总长）×22（水线长）×1.3米（型宽），这是国内第一艘较大型的全玻璃钢船，建成后经试航成功，交付安徽省六安地区使用，1971年又在浙江杭航船厂的协作下，设计了一艘瓯江用浅吃水拖船，主尺度为16.9（总长）×15.6（水线长）×3.6（型宽）×0.45米（舯吃水），1972年建成，翌年进行了自航和拖带试验，交由丽水航管所营运。1974年和1980年与安徽省巢湖船厂协作设计了内河侧壁式气垫船的玻璃钢试验艇（13.7×2.69×3.80米，长×宽×深）和玻璃钢中间试验艇（19.3×3.75×3.90米，长×宽×深），并制造完成。1983年以后，上海船舶运输科研所对玻璃钢构件和夹层结构进行了一系列试验，并研究制定了《纤维增强塑料船建造规范》，1989年由船舶检验局组织了审查讨论。随着粘合材料和增强材料的不断创新和成型工艺技术的提高，玻璃钢船建造业发展很快。至1985年，上海有关科研单位和船厂已具有设计建造玻璃钢滑行艇、气垫船、水翼船、高速游艇和海洋渔船以及蜂窝结构赛艇等高性能玻璃钢船的能力。 | 甘肃政法学院学报 | |
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