CN110253113A - 一种极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法，包括坡口准备、检查板材边直线度、加无码工装、加背梁固定、接头处理、贴陶瓷衬垫、焊接和火工背烧，其中焊接采用金属粉芯CO2气体保护焊，陶瓷衬垫单面焊双面成型的工艺。采用本发明，合拢缝成型美观，焊后修磨范围小，余高不大于1.5mm，薄板焊接变形明显减小。

Description

一种极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法
技术领域
本发明属于薄板焊接技术领域，具体是一种极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法。
背景技术
极地探险邮轮上建分段数量多，且全部都是薄板（4~6mm）分段，薄板变形控制是建造过程中的重难点之一，薄板变形控制的好坏直接影响着建造质量、周期及成本。极地探险邮轮上建分段合拢变形控制尤为困难，极地探险邮轮上建分段之间合拢缝由于装配条件限制，船台施工场地限制，自动化施工程度较低，出现较大的波浪边形。以前的普通船舶上建分段甲板合拢缝，甲板板厚较大，焊接变形较小，甲板长宽较大，往往采用药芯焊丝CO2气体保护焊打底、埋弧焊填充盖面方式施焊，局部变形加以火工矫正来调整；对于极地探险邮轮上建分段甲板合拢缝，甲板层数多，甲板板厚小，按照现有的施焊工艺焊接变形特别大。
发明内容
为了解决极地探险邮轮建造中上建分段甲板合拢缝施焊的难题，本发明提供了一种极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊工艺，焊接热输入量仅0.5KJ/mm，焊缝成型美观，焊缝修磨范围小，正反面余高均不大于1.5mm，焊后变形明显减小。
一种极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法，包括以下步骤：
坡口准备：所述坡口为V型，坡口角度为30°，所述坡口由数控等离子或高精门一次切割到底不留钝边；
检查甲板板材边直线度：所述板材的不平度要求为不超过1/1000；
加无码工装：在所述坡口背面采用无码工装施加防焊接变形拘束，相邻的所述无码工装间距为230~260mm；
加背梁固定：在非结构面加背梁，所述背梁的材料采用20#槽钢，所述槽钢须平直，所述背梁加设在离合拢缝边缘200~300mm处；
接头处理：清理母材表面的水分、油脂、杂质及金属氧化膜，接头间隙为2~3mm，装配间隙需均匀，最大与最小间隙差值不超过1mm，对于超差的部分进行堆焊修磨处理;
贴陶瓷衬垫：槽宽*槽深：6*0.9mm；
焊接：采用金属粉芯CO2 气体保护焊，陶瓷衬垫单面焊双面成型的焊接方式；
火工背烧：作业前标记加热位置，采用小口径火嘴圆点加热，加热温度控制在650℃以下。
进一步，所述采用金属粉芯CO2 气体保护焊，陶瓷衬垫单面焊双面成型的焊接方式具体为：选用CO2 气体保护焊焊机，保护气体纯度≥99.8%；选用金属粉芯焊丝；调节焊接电流至70~80A，焊接电压至16~17V，焊接速度140~180mm/min；操作手法选用连弧焊；熔滴短路过渡到熔池里；采用直进方式运弧；单道焊完成焊接；从中间向两边分段退焊，对称施焊。
进一步的，焊接步骤之前或之后还包括多次矫平步骤，释放内应力。
进一步的，所述陶瓷衬垫槽宽*槽深：6*0.9mm。
进一步的，在所述火工背烧步骤中，禁止使用水火校正。
根据权利要求1所述的极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法，其特征在于，该施焊方法适用最小甲板厚度为4mm。
本发明具有以下优点：一方面选择合适的焊缝尺寸和节点形式，另一方面选用合适的陶瓷衬垫规格，并控制装配间隙，减小焊接量，减少焊接道数，减少母材受热，减小焊接内应力；采用线能量较低的焊接方法以及合理地控制焊接规范参数，保证焊缝成型美观，焊缝宽度适宜，焊缝余高小；利用合适的焊机，熔池便于控制，电弧相当稳定，易于焊工操作；安排合理的焊接顺序，可平衡焊接应力，有助于减少薄板结构的变形；焊前将被焊件刚性固定，可有效地控制待焊件的角变形和弯曲变形；焊前和焊后多次矫平，可及时释放残余内应力，消除较大的形状偏差。
附图说明
图1为本发明实施例极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法流程示意图；
图2为图1实施例中采用的接头坡口结构示意图；
图3为图1实施例中槽钢安装中所采用的接头坡口示意图；
附图标记说明：
1—分段1、 2—分段2、 3—纵骨、4—T梁、5—背梁、6—合拢缝、a—陶瓷衬垫。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例所述的极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊工艺，包括以下步骤，
S1、坡口准备：如图2所示的V型坡口，坡口角度v1为30°，坡口采用数控等离子或高精门一次切割到底不留钝边；
S2、检查板材边直线度：不平度要求不超过1/1000，如发现板材变形，必须重新校平，释放切割应力；
S3、加无码工装：在坡口背面采用无码工装施加防焊接变形拘束，相邻无码工装间距250mm左右，减小装配应力；
S4、加背梁5固定：如图3所示，在非结构面加背梁5，材料选用20#槽钢，槽钢必须平直，背梁5加设在离合拢缝6边缘200~300mm范围内,防止产生波浪边形；
S5、接头处理：仔细清理母材表面的水分、油脂、杂质及金属氧化膜，严格控制接头间隙b在2~3mm，装配间隙需均匀，最大与最小间隙差值不超过1mm，对于超差，在保证质量的情况下进行堆焊修磨处理，减少正式焊接时母材受热引起的过大的焊接内应力；
S6、贴陶瓷衬垫：陶瓷衬垫在使用前保证干燥，选用的陶瓷衬垫牌号：天高TG10270609，槽宽a1*槽深a2：6*0.9mm，如图2所示，避免过大的熔宽和余高；
S7、焊接：采用金属粉芯CO2 气体保护焊、陶瓷衬垫单面焊双面成型的焊接方式。
本实施例中选用CO2气体保护焊机，焊机型号：松下YD-350GR4，实现小参数下仍可以稳定焊接，调节电感示数使电弧偏软化，以便电弧比较柔和，飞溅较小。
选用金属粉芯焊丝，既有实心焊丝焊渣量少的特点，又兼具熔渣型药芯焊丝熔敷速度高、焊接工艺性好等特点，焊丝牌号京群GCL-11，直径为1.2mm。
选用CO2保护，保护气体纯度≥99.8%。
调节焊接电流至70~80A，焊接电压至16~17V，焊接速度140~180mm/min，焊接热输入仅0.5KJ/mm。
操作手法选用连弧焊。
焊接时调节电感示数使电弧偏软化，熔滴短路过渡到熔池里，便于控制熔池，易于焊工操作。
采用直进方式运弧。
单道焊完成焊接。
从中间向两边分段退焊，两个焊工同时对称施焊，可平衡焊接应力，有助于减少薄板结构的变形。
焊前焊后多次矫平，释放内应力。
S8、火工背烧：作业前用石笔标记加热位置，采用小口径火嘴，圆点加热，加热温度控制在650℃以下，禁止使用水火校正。经背烧后，平整度满足报检要求。
该施焊工艺适用最小甲板厚度c为4mm。
采用本实施例的焊接方法，合拢缝成型美观，焊后修磨范围小，余高不大于1.5mm，薄板焊接变形明显减小。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (6)

1.一种极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
坡口准备：所述坡口为V型，坡口角度为30°，所述坡口由数控等离子或高精门一次切割到底不留钝边；
检查甲板板材边直线度：所述板材的不平度要求为不超过1/1000；
加无码工装：在所述坡口背面采用无码工装施加防焊接变形拘束，相邻的所述无码工装间距为230~260mm；
加背梁固定：在非结构面加背梁，所述背梁的材料采用20#槽钢，所述槽钢须平直，所述背梁加设在离合拢缝边缘200~300mm处；
接头处理：清理母材表面的水分、油脂、杂质及金属氧化膜，所述板材的接头间隙为2~3mm，装配间隙需均匀，最大与最小间隙差值不超过1mm，对于超差的部分进行堆焊修磨处理;
贴陶瓷衬垫：槽宽*槽深：6*0.9mm；
焊接：采用金属粉芯CO2 气体保护焊，陶瓷衬垫单面焊双面成型的焊接方式；
火工背烧：作业前标记加热位置，采用小口径火嘴圆点加热，加热温度控制在650℃以下。
2.根据权利要求1所述的极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法，其特征在于，所述采用金属粉芯CO2 气体保护焊，陶瓷衬垫单面焊双面成型的焊接方式具体为：选用CO2 气体保护焊焊机，保护气体纯度≥99.8%；选用金属粉芯焊丝；调节焊接电流至70~80A，焊接电压至16~17V，焊接速度140~180mm/min；操作手法选用连弧焊；熔滴短路过渡到熔池里；采用直进方式运弧；单道焊完成焊接；从中间向两边分段退焊，对称施焊。
3.根据权利要求2所述的极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法，其特征在于，焊接步骤之前或之后还包括多次矫平步骤，释放内应力。
4.根据权利要求1所述的极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法，其特征在于，所述陶瓷衬垫槽宽*槽深：6*0.9mm。
5.根据权利要求1所述的极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法，其特征在于，在所述火工背烧步骤中，禁止使用水火校正。
6.根据权利要求1所述的极地探险邮轮上建甲板合拢缝施焊方法，其特征在于，该施焊方法适用最小甲板厚度为4mm。
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