為什麼海軍軍艦艦體的鋼板都不平整,而且大多向內部凹呢?是因為工藝不好還是海浪拍打變形所致呢?
我認為焊接變形在所有船隻上都存在,軍用和民用都有。相比火箭殼、飛機殼和氣車殼,市場對船殼外觀工藝細緻的要求不高。船殼本身就是一個粗糙、塊頭大而且低附加值的產品。另外,現在的軍用和民用船殼鋼板都挺薄的,所以這應該不是導致焊接變形的主要因素:
(上圖顯示的是散貨船)
但是由於大多數軍艦塗裝為淺銀色,焊接變形會在軍艦上更加顯眼。還有,鋼板的大部分凹和凸狀是在船舶建造時形成的, 而不是因為海浪拍打/擠壓。如果真的是海浪的話,而且我指的是《特-別-大》的海浪,那麼就只能拍出「大坑」來,站在一公里外都能看見的那種。。。那時候就得建議去修船廠了。
焊接變形的類型有這些:
- 面內縮
- 角變形
- 凹陷和彎曲
- 扭曲
- 屈曲
導致焊接變形的因素有這些:
- 交界線上的焊接材料會在冷卻後收縮,導致鋼板之間形成U型形狀
- 交界線附近的母材料會在焊接過程中因熱度膨脹,冷卻後收縮不到膨脹前的大小
- 焊接過程對交界線附近的母材料傳遞的熱量不均勻,導致母材料的膨脹度也不均勻
減少焊接變形有兩種主要方法:
1. 調整焊接順序、確保焊接的雙面均勻、在鋼板之間的焊接線上留出「坡口」
2. 在焊接點的後方使用碼板/定位板(strongbacks)。
現代軍艦的焊接變形現象要比老軍艦少得多,科技進步和軍艦對減少焊接變形的要求都有所提高。現代軍艦的焊接變形會導致軍艦的雷達散射截面(RCS)擴大。
艾倫·M·桑拿級驅逐艦(1943-1975;美國海軍):
朱姆沃爾特級導彈驅逐艦(2017 - 現在;美國海軍)
052C型導彈驅逐艦(2005 - 現在;中國海軍)
在下圖散貨船的照片中也能看出焊接變形:
附註:確實存在多種減少焊接變形的過程,但是請仔細看我在這個回答裡面上傳的照片。從實際水平來看,將焊接變形100%消除是不可能的,最終結果仍然會留下變形的跡象,哪怕是最先進的美國驅逐艦。
卸腰。
補充一下@Wei William 的回答。
首先指出一點,「船板都是一塊一塊焊接到船身內的肋骨上」這個說法可能會帶來這樣的錯覺:造船先造龍骨肋骨之類的骨架,再把表皮「蒙」上去。
事實上,船舶老早就不是這樣造了。現代的船舶,其船體的各種主要結構基本上都是板材或者板材的組合。造船先把若干塊板材(輔以各種筋)拼成一個個外形比較規則的分段,再像搭積木一樣把一個個分段壘起來。肋骨作為形狀特殊的板材,往往是在外板擱好了之後才被焊上去,而非相反。
造分段的時候,基平面往往會是分段上最大的平面、而不一定是最底下的面。比如很多船的貨艙區舷側分段,造的時候就是以舷側平面為基平面,「搭積木」的時候得要先翻轉90度;又比如某些甲板分段,基平面是甲板平面,「搭積木」的時候得要先翻轉180度。這些就是斜造法或者反造法,優點是施工方便、節省成本,缺點就是精度不太好控制。(胎架就是分段與地面之間的支撐框架。)
某些對精度要求比較高的船型(比如軍艦),造分段的時候往往採用正造法。先按照船底的外輪廓把胎架搭好,再在上面造分段,「搭積木」的時候就不用翻跟頭了。這就意味著正造法的胎架不能通用,某一型船某一分段的胎架只能給同型船同位置分段用。所以精度高的代價就是施工麻煩、成本較高。
然後要說明的是,軍艦由於追求快速性,對艦體自重的控制很嚴。那麼既要減輕艦體自重(這就意味著船體板要儘可能的薄)、又要保證艦體強度,就得使用高強度特種合金鋼。而這些較薄的高強度特種合金鋼板,相對於較厚的普通碳鋼板,一方面材料的焊接性能不好控制,另一方面由於厚度較小、本身也更容易出現凹凸變形。於是軍艦艦體外板看起來就凹凸不平。
以我個人的審美而言,艦體外板凹凸不平並不是什麼不可接受的事情,反正這對性能也沒啥影響。單炮塔異端、RPG邪教和平頂船邪教的船,才是罪不可赦的存在,統統應該打開通海閥擱海底當人工漁礁!
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億萬炮塔,億萬榮光!排名第一的答案有些問題,這裡必需澄清一下。。
首先題主說的軍艦鋼板凹凸不平,是不會發生在主船體部分的,什麼叫主船體?就是甲板以下船體部分,這部分外板(厚度XX毫米),在焊接過程中會發生一定的變形,但必須要在分段合攏前做矯正,在矯正後經過測量最後誤差不超過X毫米,至少肉眼看不出凹凸不平的,否則此分段必然報廢是沒懸念的。畢竟船在水裡跑,外表流線的光順還是要保證的,想想一條船的外型是在水池裡跑了無數次才確定下來的,你製造過程中來個變形太厲害,肉眼都看得出來,那誰都無法接受的。
而題主說的情況是上層建築薄板的變形,凹凸不平的變形叫做屈曲變形,造成此變形的原因鋼板太薄(X毫米),有的甚至是鋁製,焊接也好,火工矯正也好都難以完全消除屈曲,只能盡量減少。加上船在浪中受到各種載荷,導致結構也會發生變形的,或許這種載荷傳遞到薄的鋼板上,也會造成凹凸不平的情況。這種薄板的波浪狀變形一般不影響性能隻影響美觀。軍艦的船殼鋼板其實比民船厚度更薄,鋼材本身又有不錯的延展性,焊接後多少都會有變形。還有一部分上層輕質結構,風吹浪打久了也會產生一些變形。
首先,感謝用戶@楊愛紅的糾正和補充。以我了解的軍艦知識,其實船都這樣,因為船板都是一塊一塊焊到船身內的肋骨上的,所用的鋼板面積就不一定完全吻合,再加上焊接過程的誤差,一塊船板尺寸大差一點點,就會凸起;小一點點,就凹陷。所以新船也是都這樣的。只不過是好的船廠能控制的更理想一點而已,也無法根除這個問題。我看到的論壇上的一個專業解釋是,鋼板焊接後本身就會產生收縮和變形,通常外板在拼板時會加放焊接收縮量,帶有線型的分段外板在胎架上會加反變形值,以免焊接收縮引起外板線型。船舶外甲板裡面有很多縱橫交錯的加強肋,與龍骨一起組成了艦船的支撐結構,這些加強肋一邊必須卡緊龍骨,一邊必須牢牢焊接在甲板和船舷上,要求焊透。這樣經過熱工作業(我們都知道熱工作業隊金屬的高溫作用會使金屬產生或大或小的形變)的甲板無可避免出現或多或小的變形,這樣就形成了船舶外表面的皺褶。另外軍艦的蒙皮,好吧,我不能確定那個是不是蒙皮,都是一塊一塊的鐵版拼接的,從主船梁接船面梁再焊接到蒙皮上,但是大面積的焊接會有張力問題,因為焊肉冷後這個張力必須要釋放,再牛的造船廠也不可能把船面弄的像鏡子一樣,除非弄成鉚接,但是鉚接本身就有封閉性的問題,而且國產戰機經常因為用鉚釘被人噴了,要是真用了,那畫面太美。基本上所有大面積焊接的東西都有這個問題,正常現象不影響質量。這是焊接工藝造成的變形現象,巨大的鋼板不可能在同一時間內完成焊接,必然就會產生一些不平。所以這個問題越是大型艦船越是明顯,大型船廠工藝比較先進,可以做得好一些,還是不能完全避免,然後就要靠泥瓦工一般的工藝,靠打磨和填膩子填補了。所以類似於這種工藝問題,至今全世界都無解,而且這個問題也沒什麼影響就不去管他了。
這個問題如果細化到國產艦艇上,首先還真有一部分工藝問題,美國幾十年的造艦經驗,在外觀處理和工藝上確實比中國先進,所以美國的艦艇外觀的平滑度可以做的稍微好一點,但是如果你用高解析度的相機,順著光源方向拍照,美國艦艇的這個問題也會暴露出來。再加上美軍宣傳部門高超的圖像處理技術和美軍制式的深灰色純色塗裝,很大程度上掩蓋了這個問題。而死腦筋沒心眼的中宣部的人根本沒有基本的圖像美化處理概念,加上中國裝備設計領域一向對塗裝這個東西的審美非常畸形,導致中國艦艇迷戀白色塗裝,更加凸顯了這個問題。
吐槽一下,同樣的道理,中國空軍的塗裝也讓軍工人多挨了不少攻擊,反人類的塗裝,ps調光都救不了你。船舶的外板焊接變形是普遍存在的問題,而在軍艦上,由於軍船船體採用的是軍用特種鋼(型號保密,就不提了),強度較高,板厚較薄,更容易受焊接變形的影響,造成明顯的外板變形。
全世界的海軍都這德行(當然蒙古國海軍除外)!你平時看到的美國海軍軍艦沒有表面的凹凸不平那是因為修過圖,實際上大型軍艦包括潛艇表面都是凹凸不平的,因為表面蒙皮都是一塊一塊焊上去的(當然也有些是鉚上去的),絕無可能平板一塊如圖:
焊接時候焊縫局部受熱鋼板變形,無解。
軍艦說不定啥時候就被干沉了,弄光滑除了好看屁用沒有。有那資源不如用在提升性能或多造幾艘上。
瘦馬現象,焊接變形。
外觀面的鋼板應該是較大面積的鋼板焊上去的,焊縫在艦體裡面,當蒙皮與裡面的框架焊縫冷卻的時候,就收縮了,所以從外面看是一道一道的印子
軍用艦艇為了控制整體重量,主船體的鋼板比較薄,上層建築結構多為鋁合金或者更薄的鋼板,結構成型後在進行舾裝焊接時不可避免會造成甲板、艙壁有小的變形,再加上服役後的航行損耗和海浪衝擊(艦艇的航速非常快,而且多出現在惡劣海況海域,損耗比民用船舶更大),有凹坑變形很正常。解決方法也有很多,通過反面用加強筋加強,或者補板,或者直接在反面烤回去再補漆即可,不是什麼要緊的大事
是角變形太大了吧
雖然我不知道是什麼造成的變形,但是我知道肯定不是因為海浪拍打。(圖侵刪)
這種薄板的波浪狀變形一般不影響性能隻影響美觀。
多鉚蒸剛,炮塔至大!億萬星辰,億萬炮塔!多鉚蒸剛,炮塔至上!億萬星辰,億萬榮光!天地玄黃 宇宙洪荒 日月盈昃 辰宿列張 寒來暑往 秋收冬藏 閏余成歲 律呂調陽 雲騰致雨 露結為霜 今生巨艦 始出西方 船號戰列 舟稱巡航 葡萄鏈彈 彎刀火槍 海咸河淡 掠私拿臟 舟出四海 佔地稱皇 始有殖民 初生列強 舟益尚堅 鐵甲方裝 有露炮台 法人初創 又有巨艦 炮塔其上 中軸布置 莫有能當 兩級主炮 天下震惶 有馬漢者 著做文章 海權稱雄 是為主張 無畏初出 聖教始昌 統一主炮 後勤不慌 炮塔愈多 戰力愈強 阿金庫爾 小現鋒芒 再見聖物 心中激蕩 遙祝聖教 既壽永昌
第一,鋼板薄,第二,焊接工藝不好
故意的,平整了雷達波反射面積太大了
薄板焊接 是千古難題 全世界都一樣。
因為沒有塗成藍色的
大概是優化技術不夠,HW海軍的優化技術就很好
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