CN102009252A - 一种高强度船体结构用钢立焊焊接工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明尤其涉及到船用高强钢立焊焊接工艺，它针对EH3625mm的高强钢船体结构钢板的立焊接焊，提出了一种平对接焊工艺方法，对焊接坡口、焊前预热、施焊温度、焊接顺序、焊接规范参数、焊后冷处理均有提出了行之有效的规范；使得超厚板高强钢的焊接工艺能够顺利实现，提高劳动效率、节省原材料、降低生产成本、减少船舶建造周期，并且弥补了国内在EH3625mm高强度船体结构用钢焊接这一部分的技术规范空白。
Description
技术领域
本发明尤其涉及到船用高强钢的立焊焊接工艺。
背景技术
焊接技术是现代船舶建造工程的关键工艺技术之一，在船体建造中船舶焊接质量是评价造船质量的重要指标。因此，焊接技术进步对推动造船生产的发展具有十分重要的意义。国际上，高强度钢焊接技术在焊材成分和工艺设计方面发展较快，应用领域也在不断扩大。在涉及特殊使用要求或恶劣工况环境下的钢结构制造领域，高强度钢占有越来越重要的位置，已广泛应用于船舶、桥梁、汽车、高层建筑建设等领域。而国内，高强钢的应用范围也在逐渐增大，但总体上应用还不成熟、仅占钢总用量的10％，比例较小。而关于高强钢厚板的焊接工艺尚未形成一定的焊接工艺文件，相关焊接工艺的设计研究存在不足。中国船级社(CCS)的2009年7月出版的《材料与焊接规范》，对于25mm厚的EH36高强钢立焊焊接，没有给出相关的工艺规范。
由于船用高强钢强度高，可以为节约钢材和减轻焊接结构自重创造条件，故采用性能优良的高强度钢，可促进船舶结构向大型化、轻量化和高效能方向发展，其发展前景广阔。因此开展厚板高强度钢焊接工艺措施研究，可以提升公司技术水平和综合竞争力，减小材料损耗，节省工序、提高工作效率、便于焊接工艺的顺利进行、降低生产成本，并可以指导现场施工，作为未来工艺改进和船东与入级部门检验的依据，在工艺设计与实际生产中架起桥梁。本发明经过改变工艺措施，对于25mm厚的EH36高强钢立焊焊接工艺进行研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度船体结构用钢立焊焊接工艺方法，针对EH3625mm的高强度船体结构用钢立焊，能节省较多的焊接材料、电能和工时，且易于加工，能够有效的减小焊接变形。
为解决上述技术问题，本发明提供一种高强度船体结构用钢立焊焊接工艺方法，其特征在于，针对母材为EH3625mm的高强度船体结构用钢立焊，包括以下工艺参数及步骤：
焊接坡口：为单面V形坡口，对接坡口角度为50°±5°；
施焊温度：焊接过程中，道间温度应控制在≤150℃；
焊接顺序：采用多层多道焊，以填满截面内的坡口；
焊接材料：采用与结构钢屈服强度同等级的3Y焊丝或焊条；
焊接参数：焊接电流130～180A，电弧电压25～27V，焊接速度4.5～18cm/min，线能量14～45KJ/cm，电特性为直流反接。
焊接方式为二氧化碳气体保护陶质衬垫焊。
焊接时采用多层多道焊接可以填满截面内的坡口，防止出现焊缝开裂或延迟裂纹的发生，同时，前一道焊缝对后一道焊缝来说是一个“预热”的过程，后一道焊缝对前一道焊缝来说相当于一个“后热处理”的过程，有效地改善了焊接过程中应力分布状态，利于保证焊接质量；焊接工艺参数如电流、电压和焊接速度等对热循环有很大的影响。
原有的焊接原则工艺仅从船体结构所在部位处焊接方法着手说明焊接工艺问题，但未曾细化到从船用钢材自身特点出发形成焊接工艺，而本专利依据船用高强钢厚板的力学性能和化学成分等特点，形成其独特的焊接工艺，并由此总结形成焊接工艺文件，可以作为焊接原则工艺的补充说明。
改变工艺流程可以实现EH3625mm板材的二氧化碳气体保护陶质衬垫焊立焊焊接工艺，通过焊接性试验、焊接工艺评定等措施，制定出高强钢EH3625mm钢板的二氧化碳气体保护陶质衬垫焊立焊焊接方案，可以提高生产效率，减小能耗，节省原材料等。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
图1为焊接坡口示意图。
图2为焊接顺序示意图。
具体实施方式
一、焊前准备
1.焊接前，焊工应认真熟悉施工图纸及工艺，了解产品的技术要求及质量要求，严格遵守工艺纪律并严格按照本工艺的焊接要求进行施焊。
2.焊前认真检查坡口尺寸及装配质量是否符合质量标准要求。
3.坡口内及坡口边缘两侧各30mm内的正反面与端面应除去水渍、油污、铁锈、挂渣及碳刨残留的粘碳等对焊接质量有影响的杂物。
4.雨、雪天严禁露天施焊。当环境相对湿度大于90％时，应采取相应措施，否则禁止施焊；二氧化碳气体保护焊当风速大于2m/s时，焊接时应采取防风措施。
二、焊接材料及焊接方法
1.本材料可采用二氧化碳气体保护陶质衬垫焊进行焊接。
2.焊接材料采用与结构钢屈服强度同等级的3Y焊丝或焊条。
三、焊接工艺
1.焊接坡口形式如图1所示：
2.焊接方向为立向上。
3.焊接过程中，道间温度应控制在≤150℃。
四、焊后清理及检验
1.焊后焊工应认真清除焊缝焊渣及两侧的飞溅物。
2.施焊完后，对焊接进行外观及无损检测。具体要求按有关要求执行。
3.焊缝缺陷的返修需要用碳弧气刨将缺陷彻底清除，清除部位应光滑过渡。
4.所有返修焊缝应全部进行外观检查和相应的无损检测。焊接质量应符合验收标准的要求。
实施例1
采用二氧化碳气体保护焊：
1、焊接材料如下：焊丝HTW-711(E501T-1)φ1.2二氧化碳气体纯度≥99.5％陶质衬垫TG-1.0。
2、焊接顺序及坡口尺度如图2所示。
3、焊接规范参数见下表1：
表1焊接规范参数
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种高强度船体结构用钢立焊焊接工艺方法，其特征在于，针对母材为EH36 25mm的高强度船体结构用钢立焊焊接，包括以下工艺参数及步骤：
焊接坡口：为单面V形坡口，坡口角度为50°±5°；
施焊温度：焊接过程中，道间温度应控制在≤150℃；
焊接顺序：采用多层多道焊，以填满截面内的坡口；
焊接材料：采用与结构钢屈服强度同等级的3Y焊丝或焊条；
焊接参数：焊接电流130～180A，电弧电压25～27V，焊接速度4.5～18 cm/min，线能量14～45KJ/cm，电特性为直流反接。
2.根据权利要求1所述的高强度船体结构用钢立焊焊接工艺方法，其特征在于，焊接方式为二氧化碳气体保护陶质衬垫焊。
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