航母甲板厚达50毫米,焊接必须严丝合缝,这项黑科技少数国家掌握

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焊接是船体建造中应用最为广泛的技术之一,现代军舰几乎都是采用分段式建造工艺,事先建造出舱壁分段、甲板分段、舷侧分段、上层建筑分段、球鼻首分段等等,最后将这些分段通通焊接组合成一个整体,才能打造出航母的整体结构。除却分段焊接之外,因为人类工业目前还无法直接锤炼出一整块的甲板,因此航母甲板的焊接是另外一个重中之重,整个焊接工作约占整个建造过程的30%以上。

▲福特级航母分段建造

航母甲板一般采用的是屈服强度在400Mpa以上的高强度合金钢板制造而成,厚度在30到50毫米之间。目前以美国的HY系列、俄罗斯的AK系列最为出色,我国鞍山钢铁公司也已经在此领域取得突破,并成功将国产钢材用在了建造国产航母之上。航母甲板钢一般都是用大型轧机轧制而成,我国拥有世界最大的5.5米特宽厚板轧机,轧制出的单块钢板宽度可达5.5米,长度可达40米,而航母面积通常可达1.5万平方米以上,因此必须要将这些钢板焊接拼装在一起。

▲福特级航母钢板

航母甲板的厚度在40毫米到60毫米之间,这已经属于超厚板材的焊接,因此使用普通的焊接方法是无能为力的,现代一般使用窄间隙埋弧焊焊接。埋弧焊的过程其实就是将焊料注入焊接口,然后使用电弧将焊料加热,焊料融化并凝固后就能将两块板材严丝合缝的粘贴在一起,形成焊缝,为了保证强度和平整度,电弧焊都是一层层浇筑焊料进行焊接,航母甲板的焊接可能要经过5到10道工序的反复焊接才能够完成。

由于航母甲板需要承受几十吨舰载机的高压国外冲击,以及高温尾焰的灼烧和高温高盐环境腐蚀,因此对于焊缝的一体性和内部结构强度有更高的的要求,普通的宽口埋弧焊依旧满足不了航母甲板建造的需要。所以现在又诞生了更先进的窄间隙埋弧焊,这种焊接方法坡口小,焊料消耗少,并且焊缝坚固稳定,目前除了航母甲板,其他诸如核反应堆耐压壳、大型梁柱结构等超厚板材焊接都在大规模采用这一方法。这种方法目前已经完全实现了自动化操作,使用埋弧焊焊机能够高效率的完成工作,这也大大加快了现代航母的建造过程,我国已经实现了这一领域的完全国产化,因此建造航母甲板也就不存在什么技术难题了。

正是因为航母甲板对于焊接性能也有很大的要求,所以并不是屈服强度越大,用来建造航母甲板也就越好。例如我国在去年突破的屈服强度在2200Mpa的超级钢,其实质上属于碳含量在0.8%以上的高碳钢,这种钢在焊接后容易出现内部应力不均、裂缝开裂等不良状况,即使采用预先加热也无法弥补这一缺陷,因此实际上并不适合航母甲板建造。全世界用于航母甲板的钢板都是屈服强度在800Mpa以下的低中碳钢,这才是性价比最高的选择。

▲航母甲板焊缝返回搜狐,查看更多

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