CN102009255A - 一种高强度船体结构用钢平对接焊焊接工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明尤其涉及到一种高强度船体结构用钢平对接焊焊接工艺方法，它针对EH3630mm的高强钢船体结构钢板,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EH3630mm高强度船体结构用钢平对接焊接这一部分的技术规范空白。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度船体结构用钢平对接焊焊接工艺方法。
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％左右，比例较小。中国船级社(CCS)的2009年7月出版的《材料与焊接规范》也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、提高效率、降低成本，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30mm厚的EH36高强钢的平对接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平对接焊焊接工艺方法，针对EH36 30mm的高强度船体结构用钢平对接焊，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平对接焊焊接工艺方法，其特征在于，针对母材为EH36 30mm的高强度船体结构用钢平对接焊，包括以下工艺参数及步骤：
焊接坡口：采用V型坡口，对接坡口角度为60°±5°，熔深30mm，正面熔宽36～37mm，背面熔宽34～35mm，正面余高1～3mm，背面余高1～2mm。
预热温度：焊接前需要采用氧乙炔方式对焊缝及焊缝两侧150mm范围内进行预热，预热温度达到100℃开始施焊。
施焊温度：施焊时道间温度应控制在100℃-120℃。随时采用点温计进行测量。
焊接顺序：采用多层多道焊，以填满截面内的坡口；焊缝采用碳弧气刨清根，再实施反面焊接。
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680～750A，电弧电压32～36V，焊接速度37～43cm/min，线能量31～39KJ/cm，电特性为直流反接。
焊接方式为埋弧自动焊。
焊接前，焊缝两端必须安装引弧板和熄弧板，其材质和坡口形式与被焊件相同且板厚应与母材相当；焊接中的拼板翻身应尽量采用纵向翻身，以防止拼板焊缝开裂；焊接时由于单道焊缝无法填满截面内的坡口，故采用多层多道焊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；每层焊缝焊接完成后，应去除焊渣，去除焊渣时，焊缝的温度控制在100℃-120℃；焊接完成后，应采用碳弧气刨割下引弧板及熄弧板，切割时，应注意不得伤及母材，切割后，应打磨光顺。
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。
通过改变工艺流程实现板厚为30mm的EH36板材的埋弧自动焊平对接焊焊接工艺，通过焊接性试验、焊接工艺评定等措施，制定出高强钢EH36 30mm的埋弧自动焊平对接焊焊接方案，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.埋弧焊时，焊缝两端必须安装引弧板和熄弧板，其材质和坡口形式与被焊件相同且板厚应与母材相当。
5.焊丝焊剂需随领随用，焊剂的领用量一次不得超过4小时。
6.雨、雪天严禁露天施焊。当环境相对湿度大于85％时，应采取相应措施，否则禁止施焊。
7.焊接中的拼板翻身应尽量采用纵向翻身，以防止拼板焊缝开裂。
二、焊接材料及焊接方法
1.本材料可采用埋弧自动焊进行焊接。
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.施焊前，安装引弧板及熄弧板，采用多层多道双面埋弧焊进行焊接。
3.焊接前需要采用氧乙炔方式对焊缝及焊缝两侧150mm范围内进行预热，预热温度达到100℃开始施焊，施焊时道间温度应控制在100℃-120℃。随时采用点温计进行测量。
4.焊缝采用碳弧气刨清根，再实施反面焊接。
5.每层焊缝焊接完成后，应去除焊渣，去除焊渣时，焊缝的温度控制在100℃-120℃。
6.焊接过程中的板材翻身，应尽量采用纵向翻身。埋弧自动焊焊接完成后，应采用碳弧气刨割下引弧板及熄弧板，切割时，应注意不得伤及母材，切割后，应打磨光顺。
7.每条焊缝应尽量一次性焊接完成，若一条焊缝不能一次性焊接完成，再次焊接时，重新按要求进行预热，焊接。
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。
实施例1
采用埋弧自动焊：
1、焊接材料如下：焊丝H08Mn2EΦ5mm，焊剂CHF101
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平对接焊焊接工艺方法，其特征在于，针对母材为EH36 30mm的高强度船体结构用钢平对接焊，包括以下工艺参数及步骤：
焊接坡口：采用V型坡口，对接坡口角度为60°±5°，熔深30mm，正面熔宽36~37mm，背面熔宽34~35mm，正面余高1~3mm，背面余高1~2mm；
预热温度：焊接前需要采用氧乙炔方式对焊缝及焊缝两侧150mm 范围内进行预热，预热温度达到100℃开始施焊；
施焊温度：施焊时道间温度应控制在100℃-120℃，随时采用点温计进行测量；
焊接顺序：采用多层多道焊，以填满截面内的坡口；焊缝采用碳弧气刨清根，再实施反面焊接；
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680～750A，电弧电压32～36V，焊接速度37～43 cm/min，线能量31～39KJ/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平对接焊焊接工艺方法，其特征在于，焊接方式为埋弧自动焊。
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