CN107052516B - 船舶厚板焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了船舶厚板焊接工艺，包括以下步骤：船舶厚板采用平焊和对称焊；先在船舶厚板内侧焊一小部分；然后在船舶厚板外侧对称焊；船舶厚板内侧再焊一部分；船舶厚板外侧碳弧气刨，碳弧气刨用于清根、开坡口，气刨的坡口要在50‑60°范围内；碳弧气刨后与内侧对称焊，首先预热，首层填充金属焊脚要小，采用短弧焊接；第二道焊接前用点温枪测量温度；船舶厚板内侧焊满，内侧焊一层，对称的外侧也要焊一层，层间温度：100℃＜t＜250℃；外侧焊满，当内侧最后一道焊完后，对应的外侧也要全部焊满，保温温度300‑400℃之间。船舶厚板采用平焊，平焊位置对焊工操作难度较小，加上钢板预热、双面对称焊也能更好的减少外侧应力，从而有效的避免裂纹缺陷的产生。

Description

船舶厚板焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种船舶厚板焊接工艺,尤其涉及一种船舶厚板药芯焊丝电弧焊（FCAW）焊接工艺。
背景技术
船舶高效节能舵产品，涉及到厚板对接焊、T型焊较多。在焊接过程中由于板厚的原因，多采用多层焊方法，接头非常容易出现裂纹缺陷。
现针对云线部位焊接方法做如下工艺改进：
图1，云线内为外板与内构板T型角焊缝，均为厚板。焊接位置：仰焊；季节：冬季；无预热。
图2 为现有技术中，T型接头焊后示意图。
按顺序：图2a，先焊内侧，图2b，焊外侧少部分，图2c，焊内侧全部，图2d，外侧碳弧气刨，图2e，外侧碳弧气刨后焊满。
上述焊接顺序带来的质量问题：经超声波探伤后，发现较长范围内，深度相同的缺陷反射波，判定此焊缝为不合格。碳弧气刨后，缺陷定性为裂纹。此类缺陷在焊缝中非常严重，很有可能在产品服役内发生断裂。
因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种船舶厚板焊接工艺。
为解决上述技术问题，本发明的船舶厚板焊接工艺，包括以下步骤：
（1）首先，船舶厚板采用平焊和对称焊，预热温度100℃＜t＜250℃；
（2）先在船舶厚板内侧焊一小部分，焊脚为坡口面板厚的1/5-1/4；
（3）然后在船舶厚板外侧对称焊，填充金属为坡口面的1/5-1/4；
（4）船舶厚板内侧再焊一部分，填充金属至坡口面2/5-1/5；
（5）船舶厚板外侧碳弧气刨，碳弧气刨用于清根、开坡口，气刨的坡口要在50-60°范围内；
（6）碳弧气刨后与内侧对称焊，首先预热，首层填充金属焊脚要小，采用短弧焊接；第二道焊接前用点温枪测量温度，层间温度：100℃＜t＜250℃；
（7）船舶厚板内侧焊满，内侧焊一层，对称的外侧也要焊一层，焊脚应大致相同，层与层之间清理要彻底；层间温度：100℃＜t＜250℃；
（8）外侧焊满，当内侧最后一道焊完后，对应的外侧也要全部焊满，保温温度300-400℃之间，时间为3-5小时。
步骤（3）中，外侧对称焊过程中，坡口的两侧焊脚需基本相同，焊接一侧结束后，测量焊脚，然后到另一侧施焊，两面的焊脚保持基本相同。
本发明的有益效果：船舶厚板采用平焊，平焊位置对焊工操作难度较小，加上钢板预热、双面对称焊也能更好的减少外侧应力，从而有效的避免裂纹缺陷的产生。
附图说明
图1为云线标示为改进部位结构示意图。
图2 为现有技术中，T型接头焊后示意图。
图2a为现有技术中，先焊内侧的示意图。
图2b为现有技术中，焊外侧少部分的示意图。
图2c为现有技术中，焊内侧全部示意图。
图2d为现有技术中，外侧碳弧气刨的示意图。
图2e为现有技术中，碳弧气刨后焊满的示意图。
图3本发明平焊、对称焊示意图。
图3a本发明，先在内侧焊一小部分示意图。
图3b本发明，在外侧对称焊示意图。
图3c本发明，内侧再焊一部分示意图。
图3d本发明，外侧碳弧气刨示意图。
图3e本发明，碳弧气刨后与内侧对称焊示意图。
图3f本发明，内侧焊满示意图。
图3g本发明，外侧焊满示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
本发明的船舶厚板焊接工艺，
图3所示，（1）首先，船舶厚板焊接不再使用仰焊的焊接方法，而改为平焊、对称焊，预热温度100℃＜t＜250℃，有效的预热可以减少焊缝冷却速度，降低硬化的风险；给吸收的氢扩散出去的机会，从而减少裂纹的发生；去除焊缝中的湿气；改善总体焊缝的融合性；确保焊缝金属与母材的膨胀与收缩分布均匀，从而降低应力水平。
图3a所示，（2）先在船舶厚板内侧焊一小部分，焊脚约为坡口面板厚的1/5-1/4。焊脚过大容易造成翼板与腹板变形；过小容易受应力而产生裂纹。
图3b所示，（3）然后在船舶厚板外侧对称焊，填充金属同样为坡口面的1/5-1/4。对称焊工艺要求：坡口的两侧焊脚大致相同，以避免热输入过大导致的变形。焊接一侧结束后，测量焊脚，然后到另一侧施焊，两面的焊脚应大致相同。
图3c所示，（4）船舶厚板内侧再焊一部分，填充金属至坡口面2/5-1/5，改进前是内侧全部焊接，这样变形会较为严重。改进后变形较小，大大减少了外侧应力的产生。
图3d所示，（5）船舶厚板外侧碳弧气刨，碳弧气刨主要作用是清根、开坡口，操作时应注意清根要彻底，要避免氧化物、碳层残留在坡口内导致渗碳。并且不能伤及母材。气刨的坡口要在50-60°范围内。
图3e所示，（6）碳弧气刨后与内侧对称焊，首先预热，需要注意的是首层填充金属焊脚要小，采用短弧焊接，焊接速度不能过快，以免造成应力增大导致焊缝裂开。第二道焊接前用点温枪测量温度，层间温度：100℃＜t＜250℃。
图3f所示，（7）船舶厚板内侧焊满，注意：内侧焊一层，对称的外侧也要焊一层，焊脚应大致相同，层与层之间清理要彻底，以免后层施焊时产生裂纹、未融合、气孔等缺陷。层间温度：100℃＜t＜250℃。
图3g所示，（8）船舶厚板外侧焊满，当内侧最后一道焊完后，对应的外侧也要全部焊满并且要用电加热毯覆盖进行缓冷措施以减少残余应力，提高对脆性断裂的抵抗，保温温度300-400℃之间，时间为3-5小时。
以上为改进后的焊接顺序，经超声波探伤后，整条焊缝无缺陷。
冬季厚板焊接时由于温度原因，加上仰焊本身难度就比较大，焊接时填充金属不能和平焊相比，焊缝容易产生裂纹。另外坡口型式为K型，如果在一侧焊满后，再焊另一侧，那么外侧根部所受应力很大，也容易产生裂纹缺陷。改进后，平焊位置对焊工操作难度较小，加上钢板预热、双面对称焊也能更好的减少外侧应力，从而有效的避免裂纹缺陷的产生。

Claims (2)

1.船舶厚板焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先，船舶厚板采用平焊和对称焊，预热温度100℃＜t＜250℃；
（2）先在船舶厚板内侧焊一小部分，焊脚为坡口面板厚的1/5-1/4；
（3）然后在船舶厚板外侧对称焊，填充金属为坡口面的1/5-1/4；
（4）船舶厚板内侧再焊一部分，填充金属至坡口面2/5-1/5；
（5）船舶厚板外侧碳弧气刨，碳弧气刨用于清根、开坡口，气刨的坡口要在50-60°范围内；
（6）碳弧气刨后与内侧对称焊，首先预热，首层填充金属焊脚要小，采用短弧焊接；第二道焊接前用点温枪测量温度，层间温度：100℃＜t＜250℃；
（7）船舶厚板内侧焊满，内侧焊一层，对称的外侧也要焊一层，焊脚应大致相同，层与层之间清理要彻底；层间温度：100℃＜t＜250℃；
（8）外侧焊满，当内侧最后一道焊完后，对应的外侧也要全部焊满，保温温度300-400℃之间，时间为3-5小时。
2.根据权利要求1所述的船舶厚板焊接工艺，其特征在于：步骤（3）中，外侧对称焊过程中，坡口的两侧焊脚需基本相同，焊接一侧结束后，测量焊脚，然后到另一侧施焊，两面的焊脚保持基本相同。
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