怎么做铝合金船

船舶制造工序：

钢材预处理、船体零件加工、部件装配焊接、分段装配焊接、船台装配焊接、

对船体进行密闭性试验、船舶下水、码头安装（设备和系统的安装）、系泊试验和航行试验、

交付订货方使用。

部件装配焊接：又称小合拢。将加工后的钢板或型钢组合成板列、T 型材、肋骨框架或船首尾柱等部件的过程，均在车间内装焊平台上进行。

分(总)段装配焊接：又称中合拢。将零部件组合成平面分段、曲面分段或立体分段，如舱壁、船底、舷侧和上层建筑等分段；或组合成在船长方向横截主船体而成的环形立体分段,称为总段,如船首总段、船尾总段等。

船台（坞）装配焊接：即船体总装，又称大合拢。将船体零部件、分段、总段在船台（或船坞）上最后装焊成船体。

扩展资料：

由于船舶的航区、任务和要求不同，船舶产品具有品种多、生产批量小的特点。为了有节奏地生产，缩短制造周期,造船厂从接受订货至完工交船为止,都必须有周密的生产管理和技术管理。造船用的材料品种多、数量大，其中以钢材的使用量为最大。

例如，制造一艘装载量为 1万吨的货船需要钢材3000～4000吨。船体结构用的材料主要是碳素钢和低合金高强度钢（见钢）。采用高强度钢可减轻船体自重，降低推进功率，达到多装客货、增加装备或提高航速的目的。

小型舰艇还采用铝合金、玻璃钢或钛合金作为船体材料。船舶需要在严酷的环境下营运，对于船用材料，除保证冶炼方法、化学成分和机械性能外，在可焊性能和耐蚀性能等方面都有较高的要求。

造船厂均位于沿海或江河之滨，应有一定的岸线长度和水深。厂区内设有船台、造船坞、滑道、舾装码头和大型起重机等专用造船设备。造船厂内设有各种生产车间。

1、船体加工车间：担负船体放样、号料以及船体零件的加工。

2、船体装备焊接车间：完成船体零件、部件、分段、总段的装焊和船体总装工作。

3、安装车间：负责船上机械设备及其附件的安装和调试。

4、管子加工车间：进行管子及其附件的加工和安装。

5、电工车间：负责电器和无线电设备的安装和调试。

6、木工车间：负责木质家具、舱室的制作和安装，以及绝缘工作。

7、油漆帆缆车间：负责除锈、涂漆和帆缆索具的制作和安装。

8、起重运输车间：负责船舶的上墩、下水、进出坞以及船台、滑道、码头区的起重运输作业。

此外还有各种辅助车间，主要有机修车间、工具车间、动力车间和中央试验室等。

参考资料来源：百度百科-船舶制造

铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等

铝合金密度低，但比强度高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

铝合金压力加工产品分为防锈（LF）、硬质（LY）、锻造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及钎焊（LQ）等七类。常用铝合金材料的状态为退火（M焖火）、硬化（Y）、热轧（R）等三种。

【不同牌号铝合金的典型用途】

合 金 典 型 用 途

1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉

1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途

1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具

1145 包装及绝热铝箔，热交换器

1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜

1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材

2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品

2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件

2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件

2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件

2036 汽车车身钣金件

2048 航空航天器结构件与兵器结构零件

2124 航空航天器结构件

2218 飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环

2219 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力

2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料

2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件

2A01 工作温度小于等于100摄氏度的结构铆钉

2A02 工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片

2A06 工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉

2A10 强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉

2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉

2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件

2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件

2A16 工作温度250~300摄氏度的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱

2A17 工作温度225~250摄氏底的航空器零件

2A50 形状复杂的中等强度零件

2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等

2A70 飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等

2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件

2A90 航空发动机活塞

3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道

3004 全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种灯具零部件

3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等

3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等

5005 与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致

5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等

5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等

5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合

5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等

5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等

5154 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐

5182 薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件

5252 用于制造有较高强度的装饰件，如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜

5254 过氧化氢及其他化工产品容器

5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝

5454 焊接结构，压力容器，海洋设施管道

5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料

5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件

5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器

5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件，但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织

5A02 飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件

5A03 中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金

5A05 焊接结构件，飞机蒙皮骨架

5A06 焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件

5A12 焊接结构件，防弹甲板

6005 挤压型材与管材，用于要求强高大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等

6009 汽车车身板

6010 薄板：汽车车身

6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材

6063 建筑型材，灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料

6066 锻件及焊接结构挤压材料

6070 重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材

6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等

6151 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环，供既要求有良好的可锻性能、高的强度，又要有良好抗蚀性之用

6201 高强度导电棒材与线材

6205 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件

6262 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件

6351 车辆的挤压结构件，水、石油等的输送管道

6463 建筑与各种器具型材，以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件

6A02 飞机发动机零件，形状复杂的锻件与模锻件

7005 挤压材料，用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构，如交通运输车辆的桁架、杆件、容器；大型热交换器，以及焊接后不能进行固熔处理的部件；还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒

7039 冷冻容器、低温器械与贮存箱，消防压力器材，军用器材、装甲板、导弹装置

7049 用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件，如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等，而韧性稍高

7050 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是：抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高

7072 空调器铝箔与特薄带材；2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层

7075 用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造

7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能，即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高

7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件

7475 机身用的包铝的与未包铝的板材，机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件

7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等

通常我们用来家庭远洋航海的船多数都为帆船，其制造工艺主要为钢铁、铝合金、玻璃钢、玻璃钢复合材料、木材、水泥。那么，其中能够通过家庭自行建造的几种材料主要为铝合金、玻璃钢及复合材料工艺。那么要造一条远洋帆船，其尺寸通常在30尺以上，以方便配备岸电系统、发电系统（或太阳能、风能）、冰箱、VHF、SSB等设备，而这些设备的价格都不低，再加上船体、甲板和舾装的费用而言，首先你需要考虑好钱的问题，大约需要准备至少50万。其次，需要买到一份图纸，据我所知目前中国没有自己的帆船设计师，所以你需要在海外购买一份图纸，这份图纸会设定好你的建造材料。这里我建议你使用复合材料制造工艺。也就是海洋板板材（MarineplywoodBS1088或6566标准）然后再内外制作玻璃钢。这个工艺所使用到的设备最少，可能需要一台台锯、一台带锯、一台磨砂机、一套木工手工工具即可。看到这些工具，你应该知道，木工是必不可缺的造船工艺了吧？我建议你先学习下木工，我们造船前也学了将近半年的木工基础。建议你购买我翻译的《DK木工全书》进行练习。当你设备都准备好后，就需要一个场地进行工作，对于一条这样的船，他的工时大约为16,000个小时左右，也就是一个人干活，每天8小时，需要5年，即便4个人一起做，也需要1年多。这是针对业余爱好者的时间要求。当然，中间如果偷工减料、磨洋工、造次品，那就另当别论了。所以我建议你在决定开始制造后务必在制作肋板、立肋板架时就将精度控制造0.5mm以内，这样在船体制造好后就不会存在太多需要修改的地方。否则后续你需要花几个月时间在打磨船体和修补漏洞上。最后，目前海外有许多二手的帆船，如果你不考虑停靠在大陆，那么可以停靠在香港，这些二手船的费用其实相对造新船而言会更低一些。

新型船舶制造技术——搅拌摩擦焊

快速舰船的发展提高了水上交通的竞争力，使船舶工业进入新的发展阶段。这种新的市场需求，世界对环境保护、材料的高效利用以及能源消费等诸多方面的日益关注，要求船舶制造业寻求新的材料和新的制造技术来满足市场的需要。

搅拌摩擦焊 —— 一种由英国焊接研究所（ TWI ）在1991年发明并受到世界范围内专利保护的新型连接技术，为工业制造领域轻合金结构件的连接翻开了崭新的一页。随着搅拌摩擦焊的发明和发展，用搅拌摩擦焊来实现高集成度的预成型模块化制造来代替传统的船舶平板——加强件结构的制造，是船舶制造领域革命性的进步。

在国外船舶制造领域，搅拌摩擦焊得到了深入细致的研究和开发，并且得到了成功的应用。在挪威、日本以及澳大利亚已经有多个船舶制造公司利用搅拌摩擦焊技术来制造大型船舶铝合金结构件，这些预成型结构件一般为板材或挤压型材；利用搅拌摩擦焊可以使船舶制造的装配更加精确、容易以及节省时间，从而使船舶制造由零件的制造装配转变为船舶甲板以及壳体的预成型结构件的装配。

在中国，基于搅拌摩擦焊在焊接方法、力学性能、制造成本以及环境等方面的巨大优越性和潜在的工业应用前景，在2002年4月，北京航空制造工程研究所与TWI在全面专利许可和技术合作基础上成立的中国搅拌摩擦焊中心，标志着搅拌摩擦焊事业在中国的正式开始，是中国焊接技术发展史上又一块崭新的里程碑；预计在不远的将来，搅拌摩擦焊在中国的船舶制造业中会有广泛的应用。

用型材拼接成壁板构件的搅拌摩擦焊制造技术

最近，随着舰船工业快速舰船的需求增长，船舶制造要求不仅是速度的增加，而且要求性能价格比的提高，所以船舶制造要尽可能选用高性能的铝合金材料，来降低船舶重量；但铝合金材料的传统连接方法为铆钉连接和弧焊连接，铆接增加了制造时间、人力和物料的使用量；另外，铝合金熔焊时容易产生裂纹、气孔、变形、烟尘等，限制了弧焊在铝合金构件上的使用。

搅拌摩擦焊的发明和在工业制造领域的成功应用，以及基于搅拌摩擦焊在制造可行性、重量、质量和成本等方面的巨大优越性，搅拌摩擦焊为船舶制造中铝合金结构件的连接提供了最佳方案。

1 型材拼接壁板结构件

早在1996年挪威的Marine公司和Maritime公司就对搅拌摩擦焊船用平板和型材拼接成大型壁板的流水生产线制造技术进行了开发研究；同时在挪威研究委员会的帮助下，Hydro , Kvaerner , DNV , SINTEF , 以及挪威科学与技术大学合作，完成了把搅拌摩擦焊用于型材拼接成壁板技术的工程化。

铝合金挤压型材是市场上很成熟的工业化产品，铝合金型材在船舶制造中的使用可以有效提高船舶制造的标准化、批量化和节省时间。所以船舶制造所使用型材的形状和尺寸尽量满足工业化标准以提高船用铝合金型材的批量和降低材料成本。图1示出了船舶制造中搅拌摩擦焊常用型材的不同几何外形及搅拌摩擦焊连接。其中C为梯形封闭箱型挤压型材结构，由于这种结构具有很好的抗扭曲结构强度和结构刚度，容易保证结构件装配时的尺寸精度和平面度，并且对于搅拌摩擦焊具有较大的开敞性，所以在船舶结构制造中很快得到应用；另外此结构梯形顶端设计具有较低的凸缘，可以帮助装夹和固定电缆以及通水、通气管线，避免在结构件上进行焊接和螺栓连接，破坏船体结构的完整性。

这是三米高，重达13吨，价值25万的船用螺旋桨，而这家拥有100多年历史的制造厂每年都要制造出各种不同形状和尺寸的螺旋桨。那么船用螺旋桨是如何制造的？

第一、在制造螺旋桨之前，工匠用电脑设计出螺旋桨零件的模具，再用装有钻石头的杞草系在庞大的保利龙快上雕刻出讲义形状的证明，其精准度要达到一毫米。正模雕刻结束后，保丽龙块会被推进沙子和水泥的混合物，制作出螺旋桨的父母。当混合物凝固之后，就好像混凝土，它能承受3000摄氏度的高温。然后用起重机把螺旋桨的正负模上下叠合在一起，准备注入融化的金属。由于船舶需要非常强的螺旋桨才能承受几千吨的压力，且不能被海水腐蚀，所以就不能用普通的铁来制造，而是需要用到一种童年铝合金，也叫库尼阿尔合金，它几乎跟缸一样强烈且具有良好的弹性、耐蚀性和抗寒性，即使泡在盐水里几十年也不会分解。

第二、为了制造这样的合金，他们每年需要用到2000公里的童鞋和上万没没用的旧硬币，以及收集回来的几百吨的铝制品和聂轴。接着用1200摄氏度的高温一次融化92吨中的各种金属，把它们融化成液态的铜镍铝合金。为了让他拥有最大强度，铜镍铝合金必须含有80%的，同比5%的，啮合5%的，最后剩下的10%是其他元素。然后将熔化的金属倒进模具里。如果混合金属溶液中有气泡或是领款，可能会让合金的结构不稳定，所以必须迅速倒出金属溶液。两到七天后的模具完全冷却，螺旋桨就可以从模具中取出来了。刚脱模出来的螺旋桨表层还很粗糙，表面有一层铸件表皮，这样就会降低螺旋桨的效率，所以工厂会使用镭射测量工具来判定应该去除多少厚度的表层。

第三、接着使用配有碳化钨刀头的铣床把应该去除的表层磨掉再洗，磨的过程中也会留下微小缺陷，这时候就需要技术成熟的工人来打磨桨翼，让表面的粗糙程度只有1.6纳米，最后打磨好的脚印就像玻璃一样光滑。接下来就要把螺旋桨安装在船舶上，但在安装之前，工程师必须要确保他们能正常运行。这个十米长的轴要跟船舶引擎连接，力头是螺旋的桨毂和桨叶，这是四也行。控制螺旋桨，当船需要更大推力的时候，只要调整炉具就可以了。在船坞车间里，一个五人小组只要花12个小时就能安装好高三米、重达13吨的螺旋桨。它是由三句瓦锡兰二六发动机驱动，每部发动机都有2735匹马力，它可以让船舶航行的速度达到13级，为全球海上贸易提供很重要的贡献。