CN105945409B - 舱口围的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种舱口围的焊接方法包括以下步骤：步骤S1：在第一面板和第二面板的对接焊接接头开制非对称的X形坡口，X形坡口包括第一坡口和第二坡口，第一坡口的坡口深度与第一面板或第二面板的厚度之比为2/5，第一坡口的坡口角度为70°‑80°，第二坡口的坡口角度为50°‑60°，X形坡口的钝边高度为6mm‑8mm，根部间隙为0mm‑1mm，第一面板和第二面板的对接焊接接头采用埋弧自动焊接法进行焊接。接着分别将腹板和筋板与面板进行焊接。本发明的舱口围的焊接方法满足了船级社对大厚度E级钢的冲击韧性要求，使焊缝的低温冲击韧性等各项指标满足规范要求，进而保证了船舶的安全。

Description

舱口围的焊接方法
技术领域
本发明涉及舱口围的焊接方法。
背景技术
目前，集装箱船越造越大(已经突破20000TEU(TEU表示国际标准箱单位))，使用的材料等级也是越来越高，板厚也是在不断的加厚，而在箱船舱口围承受高应力区域，考虑到安全因素，设计时已经采用板厚大于60mm的EH47高强度钢。与以往的EH36相比，EH47的抗拉强度、在试验温度-40℃时母材的最小冲击值(64J)等指标都相应提高，为提高钢的强度和韧性等机械性能，钢中需加入各种合金元素，由于合金元素的增加，因此对钢的碳当量Ceq值，冷裂纹敏感度Pcm值均有严格的规定，从而导致对舱口围的焊接工艺要求也越来越高。根据船级社对大厚度E级钢的冲击韧性要求，现有技术的舱口围的焊接方法已无法保证焊缝的低温冲击韧性等各项指标满足规范要求，从而影响船舶的安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的舱口围的焊接方法已无法保证焊缝的低温冲击韧性等各项指标满足规范要求，从而影响船舶的安全的缺陷，提供一种舱口围的焊接方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种舱口围的焊接方法，其特点在于，所述舱口围包括若干舱口围焊接件，每一舱口围焊接件包括面板、筋板和腹板，所述面板包括第一面板和第二面板，所述焊接方法包括以下步骤：
步骤S1：在所述第一面板和所述第二面板的对接焊接接头开制非对称的X形坡口，所述X形坡口包括第一坡口和第二坡口，所述第一坡口的坡口深度与所述第一面板或所述第二面板的厚度之比为2/5，所述第一坡口的坡口角度为70°-80°，所述第二坡口的坡口角度为50°-60°，所述X形坡口的钝边高度为6mm-8mm，根部间隙为0mm-1mm，所述第一面板和所述第二面板的对接焊接接头采用埋弧自动焊接法进行焊接；
步骤S2：在所述腹板的角接焊接接头开制K形坡口，坡口角度为40°-50°，钝边高度与所述腹板的厚度之比为1/3，根部间隙为0mm-2mm，所述腹板的角接焊接接头与所述面板采用埋弧自动焊接法进行焊接；
步骤S3：在所述筋板的角接焊接接头开制K形坡口，坡口角度为40°-50°，钝边高度与所述筋板的厚度之比为1/3，根部间隙为0mm-2mm，所述筋板的角接焊接接头与所述面板采用埋弧自动焊接法进行焊接。
较佳地，所述第一面板为T形板，所述第二面板为长方形板。
较佳地，所述面板、所述筋板和所述腹板的厚度均大于60mm。
较佳地，在步骤S1中，所述第一面板和所述第二面板的对接焊接接头在焊接顺序上采用第一坡口和第二坡口之间交替焊接的方式。
较佳地，在步骤S3之后包括步骤S4：
在第一舱口围焊接件的第一面板与第二舱口围焊接件的第二面板的对接焊接接头开制V形坡口，并将V形坡口平对接，V形坡口的坡口角度为32°-34°，钝边高度为0mm-2mm，根部间隙为8mm-12mm，第一面板和第二面板的对接焊接接头采用CO2焊接法进行焊接；
在所述第一舱口围焊接件的筋板与所述第二舱口围焊接件的筋板的对接焊接接头开制X形坡口，并将X形坡口平对接，X形坡口的坡口角度为32°-34°，钝边高度为0mm-3mm，根部间隙为8mm-12mm；
在所述第一舱口围焊接件的腹板与所述第二舱口围焊接件的腹板的对接焊接接头开制X形坡口，并将X形坡口平对接，X形坡口的坡口角度为32°-34°，钝边高度为0mm-3mm，根部间隙为8mm-12mm。
较佳地，在步骤S1之前还包括：
对所述第一面板、所述第二面板、所述筋板和所述腹板进行预热，使所述第一面板、所述第二面板、所述筋板和所述腹板的温度达到一预设值。
较佳地步骤S1、步骤S2和步骤S3中还包括：在焊缝处覆盖保温材料。
较佳地，所述保温材料为保温棉。
较佳地，在步骤S3之后还包括：采用TOFD(超声波衍射时差法)检测技术对焊缝进行探伤检测。
较佳地，在步骤S4之后还包括：采用TOFD检测技术对焊缝进行探伤检测。
本发明的积极进步效果在于：本发明的舱口围的焊接方法根据不同的焊接接头设计不同的坡口形式，相应的选择CO2焊接法和埋弧自动焊接法，在不影响焊接操作的前提下，提高了焊接效率，也保证了焊缝的质量，最后采用TOFD检测技术对焊缝进行探伤检测。采用本发明的焊接方法焊接的舱口围满足了船级社对大厚度E级钢的冲击韧性要求，使焊缝的低温冲击韧性等各项指标满足规范要求，进而保证了船舶的安全。
附图说明
图1为采用本发明的舱口围的焊接方法焊接后的舱口围焊接件的结构示意图。
图2为本发明的舱口围的焊接方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
图1示出了采用本实施例的焊接方法焊接的舱口围，该舱口围包括若干舱口围焊接件，每一舱口围焊接件包括面板、腹板3和筋板4，本实施例的面板、筋板4和腹板3的材质均为EH47高强度钢，其厚度均大于60mm，面板又包括第一面板1和第二面板2，其中第一面板1为T形板，第二面板2为长方形板。如图2所示，本实施例的舱口围的焊接方法包括以下步骤：步骤101，设计X形坡口参数，在第一面板和第二面板的对接接头开制X形坡口，并将第一面板和第二面板采用埋弧自动焊接法进行焊接。步骤102，设计K形坡口参数，在腹板的角接接头开制K形坡口，并将腹板与面板采用埋弧自动焊接法进行焊接。步骤103，在筋板的角接接头开制K形坡口，并将筋板与面板采用埋弧自动焊接法进行焊接。
具体的，步骤101包括，在第一面板1和第二面板2的对接焊接接头开制非对称的X形坡口，X形坡口包括第一坡口和第二坡口，由于面板的厚度较厚，为了减少碳刨的工作量，在X形坡口设计时将第一坡口的坡口深度与第一面板或第二面板的厚度之比设为2/5，第一坡口的坡口角度为70°-80°，第二坡口的坡口角度为50°-60°，X形坡口的钝边高度为6mm-8mm，根部间隙为0mm-1mm，第一面板和第二面板的对接焊接接头采用埋弧自动焊接法进行焊接。为了使受热均匀，避免局部过热，第一面板和第二面板的对接焊接接头在焊接顺序上采用第一坡口和第二坡口之间交替焊接的方式，也即上下交替的方式，这样可以尽可能做到减少焊接变形，保证焊接质量。
在步骤102中，K形坡口的坡口角度为40°-50°，钝边高度与腹板的厚度之比为1/3，根部间隙为0mm-2mm。K形坡口制作完成后，再将腹板的角接焊接接头与面板采用埋弧自动焊接法进行焊接。
在步骤103中，筋板的角接焊接接头开制的K形坡口的参数与步骤102中相同，即K形坡口的坡口角度为40°-50°，钝边高度与筋板的厚度之比为1/3，根部间隙为0mm-2mm。同样，K形坡口制作完成后，再将筋板的角接焊接接头与面板采用埋弧自动焊接法进行焊接。
当搭载舱口围时，需将多个舱口围焊接件焊接在一起，为了便于说明，本实施例中将需要焊接在一起的相邻的2个舱口围焊接件分别叫做第一舱口围焊接件和第二舱口围焊接件。搭载时，为了避免仰焊，首先在第一舱口围焊接件的第一面板与第二舱口围焊接件的第二面板的对接焊接接头开制V形坡口，并将V形坡口平对接，由于EH47高强度钢的板厚较厚基本要大于60mm，在坡口设计时就要考虑在保证焊接质量的前提下相应的减小焊接工作量，因此设计V形坡口的坡口角度为32°-34°，这样在不影响焊接操作的前提下，大大减少了焊接填充量的同时，提高了焊接效率，也保证了焊缝的质量，另外设计V形坡口的钝边高度为0mm-2mm，根部间隙为8mm-12mm，第一面板和第二面板的对接焊接接头采用CO2焊接法进行焊接。面板焊完之后对筋板和腹板分别进行焊接。在第一舱口围焊接件的筋板与第二舱口围焊接件的筋板的对接焊接接头开制X形坡口，并将X形坡口平对接，X形坡口有效避免了单面坡口焊接后变形较大的问题，在实船现场焊接过程中采用双数焊工对称焊接，有效保证了焊缝质量，控制了焊接变形，其中X形坡口的坡口角度为32°-34°，钝边高度为0mm-3mm，根部间隙为8mm-12mm。然后，同样在第一舱口围焊接件的腹板与第二舱口围焊接件的腹板的对接焊接接头开制X形坡口，并将X形坡口平对接，X形坡口的坡口角度为32°-34°，钝边高度为0mm-3mm，根部间隙为8mm-12mm。
舱口围搭载完成后，需要对焊缝进行探伤检测。本实施采用TOFD检测技术对焊缝进行探伤检测，包括舱口围焊接件上的焊缝以及舱口围焊接件与舱口围焊接件之间的焊缝。由于EH47钢的板厚较厚，无法进行X光射线进行检测，而采用常规超声波双面双测的方法常存在扫描盲区，使焊缝内部质量存在一定的风险。而TOFD检测技术很好的解决了上述问题，有效提高了本实施例中的舱口围的检测精度。
本实施例中，由于EH47高强度钢的板厚较厚且热影响区的淬硬倾向较大，导致硬度明显提高，塑性和韧性降低，焊接性能降低。而焊接前对第一面板、第二面板、筋板和腹板进行预热能有效减轻上述问题，具体的，使第一面板、第二面板、筋板和腹板的温度达到一预设值，一般是100℃左右，达到要求后保持至少30分钟后再焊接，这样能进一步提高焊接质量。焊接完成后，为了防止其骤冷，可在焊缝处覆盖保温棉等保温材料，使其缓慢自然冷却至室温。另外，考虑到舱口围结构受力较大，因此为了提高舱口围的疲劳强度，对各焊缝的余高焊后磨平，以防止在舱口围结构上由于焊缝余高过高导致应力相对集中而发生断裂的情况。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种舱口围的焊接方法，其特征在于，所述舱口围包括若干舱口围焊接件，每一舱口围焊接件包括面板、筋板和腹板，所述面板包括第一面板和第二面板，所述焊接方法包括以下步骤：
步骤S1：在所述第一面板和所述第二面板的对接焊接接头开制非对称的X形坡口，所述X形坡口包括第一坡口和第二坡口，所述第一坡口的坡口深度与所述第一面板或所述第二面板的厚度之比为2/5，所述第一坡口的坡口角度为70°-80°，所述第二坡口的坡口角度为50°-60°，所述X形坡口的钝边高度为6mm-8mm，根部间隙为0mm-1mm，所述第一面板和所述第二面板的对接焊接接头采用埋弧自动焊接法进行焊接；
步骤S2：在所述腹板的角接焊接接头开制K形坡口，坡口角度为40°-50°，钝边高度与所述腹板的厚度之比为1/3，根部间隙为0mm-2mm，所述腹板的角接焊接接头与所述面板采用埋弧自动焊接法进行焊接；
步骤S3：在所述筋板的角接焊接接头开制K形坡口，坡口角度为40°-50°，钝边高度与所述筋板的厚度之比为1/3，根部间隙为0mm-2mm，所述筋板的角接焊接接头与所述面板采用埋弧自动焊接法进行焊接；
在步骤S3之后包括步骤S4：
在第一舱口围焊接件的第一面板与第二舱口围焊接件的第二面板的对接焊接接头开制V形坡口，并将V形坡口平对接，V形坡口的坡口角度为32°-34°，钝边高度为0mm-2mm，根部间隙为8mm-12mm，第一面板和第二面板的对接焊接接头采用CO2焊接法进行焊接；
在所述第一舱口围焊接件的筋板与所述第二舱口围焊接件的筋板的对接焊接接头开制X形坡口，并将X形坡口平对接，X形坡口的坡口角度为32°-34°，钝边高度为0mm-3mm，根部间隙为8mm-12mm；
在所述第一舱口围焊接件的腹板与所述第二舱口围焊接件的腹板的对接焊接接头开制X形坡口，并将X形坡口平对接，X形坡口的坡口角度为32°-34°，钝边高度为0mm-3mm，根部间隙为8mm-12mm。
2.如权利要求1所述的舱口围的焊接方法，其特征在于，所述第一面板为T形板，所述第二面板为长方形板。
3.如权利要求1所述的舱口围的焊接方法，其特征在于，所述面板、所述筋板和所述腹板的厚度均大于60mm。
4.如权利要求1所述的舱口围的焊接方法，其特征在于，在步骤S1中，所述第一面板和所述第二面板的对接焊接接头在焊接顺序上采用第一坡口和第二坡口之间交替焊接的方式。
5.如权利要求1所述的舱口围的焊接方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括：
对所述第一面板、所述第二面板、所述筋板和所述腹板进行预热，使所述第一面板、所述第二面板、所述筋板和所述腹板的温度达到一预设值。
6.如权利要求1所述的舱口围的焊接方法，其特征在于，步骤S1、步骤S2和步骤S3中还包括：在焊缝处覆盖保温材料。
7.如权利要求6所述的舱口围的焊接方法，其特征在于，所述保温材料为保温棉。
8.如权利要求1所述的舱口围的焊接方法，其特征在于，在步骤S3之后还包括：采用TOFD检测技术对焊缝进行探伤检测。
9.如权利要求1所述的舱口围的焊接方法，其特征在于，在步骤S4之后还包括：采用TOFD检测技术对焊缝进行探伤检测。
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