CN102009257B - 一种高强度船体结构用钢立角焊焊接工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明尤其涉及船用高强钢立角焊接工艺，它针对CCSD60mm与CCSA15mm的高强钢立角焊，提出了一种立角焊焊接工艺方法，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CCSD60mm与CCSA15mm的高强钢立角焊焊接这一领域的技术规范空白。

Description

一种高强度船体结构用钢立角焊焊接工艺方法
技术领域
本发明尤其涉及到船用高强钢的立角焊焊接工艺。
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％左右，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》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、提高工作效率、便于焊接工艺的顺利进行、降低生产成本。本发明经过改变工艺措施，对母材为CCSD 60mm与CCSA 15mm高强钢立角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角焊焊接工艺方法，针对CCSD 60mm与CCSA 15mm的高强度船体结构用钢立角焊，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角焊焊接工艺方法，其特征在于，针对母材为CCSD 60mm与CCSA 15mm的高强度船体结构用钢立角焊，包括以下工艺参数及步骤：
焊接坡口：为双V型坡口，焊接坡口角度为50°±5°，焊角尺寸为44～45mm。
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℃-150℃。施焊过程中，任何时候焊缝处的温度应控制在100℃～150℃，随时采用点温计进行反面测量，若温度低于该温度，则应进行相应补温。
焊接顺序：采用多层多道焊，以填满截面内的坡口；焊接时，应进行监控，随时观测板材焊接变形状态，若发现板材焊接变形，则应调整焊接顺序，尽量减少焊接变形
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160～200A，电弧电压26～28V，焊接速度7～12cm/min，线能量23～42KJ/cm，电特性为直流反接。
焊接方式为二氧化碳气体保护焊。
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60mm的CCSD板材与15mm的CCSA板材的立角焊焊接工艺，通过焊接性试验、焊接工艺评定等措施，制定出不同高强钢之间的立角焊焊接方案，提高了劳动效率，节省原材料和工序。也可作为工艺改进和船东与入级部门检验的依据，用于指导现场施工，在工艺设计与实际生产中架起桥梁。
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℃。施焊过程中，任何时候焊缝处的温度应控制在100℃-150℃，随时采用点温计进行反面测量，若温度低于该温度，则应进行相应补温。
4.焊接时，应进行监控，随时观测焊接变形状态，若发现板材焊接变形，则应调整焊接顺序，尽量减少焊接变形。
5.焊件焊完后，自然缓冷处理。
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％
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角焊焊接工艺方法，其特征在于，针对母材厚度为60mm的CCSD与厚度15mm的CCSA的高强度船体结构用钢立角焊，包括以下工艺参数及步骤：
焊接坡口：为双V型坡口，焊接坡口角度为50°，焊角尺寸为44～45mm；
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℃-150℃；施焊过程中，任何时候焊缝处的温度应控制在100℃～150℃，随时采用点温计进行反面测量，若温度低于该温度，则应进行相应补温；
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160～200A，电弧电压26～28V，焊接速度7～12cm/min，线能量23～42KJ/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角焊焊接工艺方法，其特征在于，焊接方式为二氧化碳气体保护焊。
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