CN111545871B - 一种薄板分段大组缝焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种薄板分段大组缝焊接工艺，采用反造法，以甲板片体为基面，在水平胎架上按照下述工艺流程进行建造：A、焊接前的准备工作，B、结构件焊接，C、散装件焊接，D、翻身焊接。通过合理规划薄板分段大组阶段的装配、焊接顺序，按照要求进行作业，优先选用自动焊和间断焊方式焊接薄板分段大组缝，对不能进行自动焊和间断焊的焊缝采用线径1.2mm的粉芯焊丝半自动CO2气体保护焊，确保焊缝成型美观，又能有效的控制结构的变形。
Description
技术领域
本发明涉及船舶建造技术领域，具体是一种薄板分段大组缝焊接工艺。
背景技术
薄板分段大组阶段涉及横向舱壁板片体、左右外板片体、甲板片体之间的组装焊接以及支柱与甲板片体的组装焊接，这些焊缝有对接有角接、有平焊位置有立焊位置还有仰焊位置，由于纵横骨材的安装较为紧密，焊缝密度大，很难进行机器人焊接，焊接薄板分段时焊接变形控制难度大。
目前，对于大组缝，船厂常采用的焊接工式是用线径1.2mm的药芯焊丝半自动CO2气体保护焊。这种方式由于药芯焊丝所产生的熔池大，焊接薄板分段时焊缝难以成型，会有焊缝表面成型差、余高过大等问题。
综上所述，目前的薄板分段大组缝焊接工艺，存在焊缝成型不美观和焊接变形控制难度大的技术难题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种薄板分段大组缝焊接工艺。
本发明的技术方案为：一种薄板分段大组缝焊接工艺，包括下列步骤，采用反造法，以甲板片体为基面，在水平胎架上按照下述工艺流程进行建造：
A、焊接前的准备工作：
a1、打磨划线：铲平片体与片体在交叉处的对接缝余高，去除待焊焊缝边缘的油锈水，按照组立工作图依次划出横向舱壁板、外板的定位线；
a2、装配定位：待焊角焊缝用点焊方式定位，定位焊焊点在待焊角焊缝两侧均匀分布，定位焊焊点长度30~40mm，定位焊焊点间距为不超过250mm，点焊选用线径1.2mm的粉芯焊丝CO2 气体保护焊，定位焊缝的焊脚高度不可超过设计焊脚高度，在正式焊接前打磨定位焊缝至内凹形状，待焊对接缝用马板定位，在坡口背面加放马板，马板与板材贴合紧密，除在马板角隅处要连续焊外，马板与板材之间均为间断焊，马板与板材之间的角焊缝仅焊一面，选用线径1.2mm的粉芯焊丝CO2 气体保护焊，此角焊缝的焊脚高度不可超过设计焊脚高度；
a3、加防变形拘束：在甲板四周用卡码卡牢甲板与甲板背面的胎架模板，在甲板中间区域通过加重块或压铁压住甲板，对竖立的横向舱壁板片体以及外板片体，还要在这些片体两侧加斜撑固定，形成刚性约束；
B、结构件焊接：优先焊接片体与片体之间的对接缝，之后焊接片体与片体之间的角焊缝；
b1、板与板对接缝的焊接：两个竖立的横向舱壁板间的对接缝在立焊位置，焊接方向选择从下向上，此通长的立对接缝可分成800mm长/段的短焊缝，从上往下依次完成每一段短焊缝的焊接，焊接方法用半自动CO2 气体保护焊，单面焊双面成型，坡口背面贴陶瓷衬垫；
b2、板与板角焊缝的焊接：根据分段的建造方法将角焊缝分为立角焊缝、平角焊缝和仰角焊缝，优先焊接左右两侧外板与横向舱壁板间的立角接缝，再焊接竖立的外板与甲板间的平角接缝，之后焊接竖立的横向舱壁板与甲板间的平角接缝，竖立的外板与甲板间的仰角接缝在大组阶段留着先不焊，待总组阶段此分段翻身后再予以焊接，外板与横向舱壁板间的立角接缝焊接方向是由下向上，左右两侧立角焊缝要求同时焊接，由于外板片体与横向舱壁板片体在交叉处骨材密集程度低，焊接方法用自动焊小车+CO2 气体保护焊，选用交错间断焊的焊接形式，外板与甲板间的平角接缝焊接方向是以甲板片体内最中间那根横向T型材为起点分别向分段首和尾端焊接，左右两侧平角焊缝要求同时焊接，由于外板片体与甲板片体在交叉处骨材密集程度低，焊接方法用自动焊小车+CO2 气体保护焊，选用交错间断焊的焊接形式，横向舱壁与甲板间的平角接缝焊接方向是以横向舱壁板间对接缝为起点分别向分段左和右端焊接，焊接方法用半自动CO2 气体保护焊，选用双面连续焊的焊接形式；
b3、型材与型材角焊缝的焊接：片体交叉处骨材与骨材间的平角焊缝和立角焊缝，焊接方法用半自动CO2气体保护焊，选用连续焊的焊接形式；
C、散装件焊接
支柱与甲板片体间的平角焊缝，焊接方法用半自动CO2 气体保护焊，选用连续焊的焊接形式；
D、翻身焊接
将此分段翻身180度，然后对预留的角焊缝进行烧焊，采用与步骤b2中焊接竖立的外板与甲板间的平角焊缝一样的焊接工艺，至此薄板分段大组缝焊接完毕。
进一步地，角焊缝的装配间隙控制在0~1mm范围内，对接缝的装配间隙控制在2~4mm范围内，对于装配间隙有超差的需进行修补。
进一步地，步骤b1中板与板对接缝适用I型坡口，适用线径1.2mm的粉芯焊丝，适用350A全数字式逆变气保焊机，适用6mm槽宽*0.9mm槽深的小型陶瓷衬垫，选用直流反接极性，选用特殊的短路过渡方式，调节电流和电压，当听到电弧柔和的在熔池里燃烧的声音即可进行焊接。
进一步地，步骤b2中采用自动焊小车+CO2气体保护焊方式焊接的角焊缝适用线径1.0mm的药芯焊丝，适用400A独特的逆变气保焊机，焊接选用直流反接极性，选用细颗粒过渡方式，选用间断焊小车，调节电流、电压和间断焊小车行走速度，当焊脚高度满足设计要求的尺寸即可进行焊接。
进一步地，步骤b2中采用半自动方式焊接的角焊缝适用线径1.2mm的粉芯焊丝，适用350A全数字式逆变气保焊机，焊接选用直流反接极性，选用特殊的短路过渡方式，调节电流和电压，当焊脚高度满足设计要求的尺寸即可进行焊接。
本发明的有益之处：通过合理规划薄板分段大组阶段的装配、焊接顺序，按照要求进行作业，优先选用自动焊和间断焊方式焊接薄板分段大组缝，对不能进行自动焊和间断焊的焊缝采用线径1.2mm的粉芯焊丝半自动CO2 气体保护焊，确保焊缝成型美观，又能有效的控制结构的变形。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、甲板，2、横向舱壁，3、外板，4、支柱，5、最中间那根横向T型材。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式，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。
如图1所示，一种薄板分段大组缝焊接工艺，采用反造法，以甲板片体为基面，在水平胎架上按照下述工艺流程进行建造：
A、焊接前的准备工作：
a1、打磨划线：铲平片体与片体在交叉处的对接缝余高，以使构件与板材能贴紧，保证焊接质量，按照组立工作图依次划出横向舱壁板、外板的定位线；
a2、装配定位：装配前调整角焊缝装配间隙在0~1mm范围内，调整对接缝装配间隙在2~4mm范围内，对于装配间隙有超差的需进行修补，先装配横向舱壁板间的对接缝，再装配左右两侧外板与横向舱壁板间的角接缝，然后装配竖立的横向舱壁板片体以及外板片体与甲板片体间的角接缝，接着装配片体交叉处骨材与骨材间的角焊缝，最后装配支柱与甲板片体间的角接缝，角焊缝用点焊方式定位，定位焊焊点在角焊缝两侧均匀分布，定位焊焊点长度30~40mm，定位焊焊点间距为不超过250mm，点焊选用线径1.2mm的粉芯焊丝CO2 气体保护焊，定位焊缝的焊脚高度不可超过设计焊脚高度，在正式焊接前打磨定位焊缝至内凹形状，待焊对接缝用马板定位，在坡口背面加放马板，马板的尺寸为10x100x500mm，马板的间距为250mm，马板要与板材贴合紧密，马板与板材之间为间断角焊缝，不过在马板角隅处要连续焊，马板与板材之间的角焊缝仅焊一面，马板与板材之间的角焊缝选用线径1.2mm的粉芯焊丝CO2 气体保护焊，此角焊缝的焊脚高度不可超过设计焊脚高度；
a3、加防变形拘束：在甲板四周用卡码卡牢甲板与甲板背面的胎架模板，在甲板中间区域通过加重块或压铁压住甲板，对竖立的横向舱壁板片体以及外板片体，还要在这些片体两侧加斜撑固定，形成刚性约束；
B、结构件焊接：优先焊接片体与片体之间的对接缝，之后焊接片体与片体之间的角焊缝。
b1、板与板对接缝的焊接：两个竖立的横向舱壁板间的对接缝在立焊位置，焊接方向选择从下向上，此通长的对接缝可分成800mm长/段的短焊缝，从上往下依次完成每一段短焊缝的焊接，焊接方法用半自动CO2 气体保护焊，单面焊双面成型，坡口背面贴陶瓷衬垫；
b2、板与板角焊缝的焊接：优先焊接竖立的左、右两侧外板与横向舱壁板间的立角焊缝，再焊接竖立的左、右两侧外板与甲板间的平角焊缝，之后焊接竖立的横向舱壁板与甲板间的平角焊缝，竖立的左、右两侧外板与甲板间的仰角焊缝在大组阶段留着先不焊，待总组阶段此分段翻身后再予以焊接。竖立的左、右两侧外板与横向舱壁板间的立角焊缝焊接方向选择从下向上，左、右两侧立角焊缝要求同时焊接，由于竖立的外板片体与横向舱壁板片体在交叉处型材密集程度低，焊接方法用自动焊小车+CO2气体保护焊，选用交错间断焊的焊接形式，竖立的外板与甲板间的平角焊缝焊接方向是以甲板片体内最中间那根横向T型材为起点分别向分段首和尾端焊接，左、右两侧平角焊缝要求同时焊接，由于竖立的外板片体与甲板片体在交叉处型材密集程度低，焊接方法用自动焊小车+CO2 气体保护焊，选用交错间断焊的焊接形式，竖立的横向舱壁板与甲板间的平角焊缝焊接方向是以横向舱壁板间对接缝为起点分别向分段左和右端焊接，由于竖立的横向舱壁板片体与甲板片体在交叉处型材多，焊接方法用半自动CO2 气体保护焊，选用双面连续焊的焊接形式；
b3、型材与型材角焊缝的焊接：片体交叉处骨材与骨材间的平角焊缝和立角焊缝，焊接方法用半自动CO2气体保护焊，选用连续焊的焊接形式；
C、散装件焊接
支柱与甲板片体间的平角焊缝，焊接方法用半自动CO2 气体保护焊，选用连续焊的焊接形式；
D、翻身焊接
将此分段翻身180度，然后对预留的角焊缝进行烧焊，采用与所述步骤b2中焊接竖立的外板与甲板间的平角焊缝一样的焊接工艺，至此薄板分段大组缝焊接完毕。
步骤b1中的立对接缝适用I型坡口，适用线径1.2mm的粉芯焊丝，适用350A全数字式逆变气保焊机，适用6mm槽宽*0.9mm槽深的小型陶瓷衬垫。焊接选用直流反接极性，选用特殊的短路过渡方式，调节电流和电压，当听到电弧柔和的在熔池里燃烧的声音即可进行焊接。焊接时轻微摆动，并在坡口两边短暂停留0.5秒，避免熔池温度过高，铁水下趟形成焊瘤，严格控制焊缝余高不大于1.5mm。
步骤b2和步骤D中，采用自动焊小车+CO2气体保护焊方式焊接的角焊缝适用线径1.0mm的药芯焊丝，适用400A独特的逆变气保焊机，适用间断焊小车，焊接选用直流反接极性，选用细颗粒过渡方式，调节电流、电压和间断焊小车行走速度，当焊脚高度满足设计要求的尺寸即可进行焊接。
步骤b2和步骤b3以及步骤C中，采用半自动方式焊接的角焊缝适用线径1.2mm的粉芯焊丝，适用350A全数字式逆变气保焊机。焊接选用直流反接极性，选用特殊的短路过渡方式，调节电流和电压，当焊脚高度满足设计要求的尺寸即可进行焊接。
在调节电流、电压和焊接速度时，焊工可选用如下表的焊接参数。
本实施例中，装配和焊接顺序，避免仰焊，同时在小的拘束下焊接，以减少焊接残余变形。
本实施例中，充分利用间断焊的焊接方式，通过减少焊接量，减少焊接变形量。
本实施例中，充分利用自动焊接方式，实现高速焊接薄板分段，减少焊接热输入量，自动焊时选用小线径的药芯焊丝可完成小焊脚的焊接作业。
本实施例中，半自动焊应用粉芯焊丝和特殊的短路过渡方式，电弧能量集中，熔池便于控制，可保证小电流稳定的焊接，从而保证焊缝成型美观及减小焊接变形要求。
本实施例确保薄板分段大组缝焊接过程中的变形得到有效的控制，减少火工校正量，提高薄板分段建造质量。
Claims (5)
1.一种薄板分段大组缝焊接工艺，其特征在于，包括下列步骤，采用反造法，以甲板片体为基面，在水平胎架上按照下述工艺流程进行建造：
A、焊接前的准备工作：
a1、打磨划线：铲平片体与片体在交叉处的对接缝余高，去除待焊焊缝边缘的油锈水，按照组立工作图依次划出横向舱壁板、外板的定位线；
a2、装配定位：待焊角焊缝用点焊方式定位，定位焊焊点在待焊角焊缝两侧均匀分布，定位焊焊点长度30~40mm，定位焊焊点间距为不超过250mm，点焊选用线径1.2mm的粉芯焊丝CO2 气体保护焊，定位焊缝的焊脚高度不可超过设计焊脚高度，在正式焊接前打磨定位焊缝至内凹形状，待焊对接缝用马板定位，在坡口背面加放马板，马板与板材贴合紧密，除在马板角隅处要连续焊外，马板与板材之间均为间断焊，马板与板材之间的角焊缝仅焊一面，选用线径1.2mm的粉芯焊丝CO2 气体保护焊，此角焊缝的焊脚高度不可超过设计焊脚高度；
a3、加防变形拘束：在甲板四周用卡码卡牢甲板与甲板背面的胎架模板，在甲板中间区域通过加重块或压铁压住甲板，对竖立的横向舱壁板片体以及外板片体，还要在这些片体两侧加斜撑固定，形成刚性约束；
B、结构件焊接：优先焊接片体与片体之间的对接缝，之后焊接片体与片体之间的角焊缝；
b1、板与板对接缝的焊接：两个竖立的横向舱壁板间的对接缝在立焊位置，焊接方向选择从下向上，此通长的立对接缝可分成800mm长/段的短焊缝，从上往下依次完成每一段短焊缝的焊接，焊接方法用半自动CO2 气体保护焊，单面焊双面成型，坡口背面贴陶瓷衬垫；
b2、板与板角焊缝的焊接：根据分段的建造方法将角焊缝分为立角焊缝、平角焊缝和仰角焊缝，优先焊接左右两侧外板与横向舱壁板间的立角接缝，再焊接竖立的外板与甲板间的平角接缝，之后焊接竖立的横向舱壁板与甲板间的平角接缝，竖立的外板与甲板间的仰角接缝在大组阶段留着先不焊，待总组阶段此分段翻身后再予以焊接，外板与横向舱壁板间的立角接缝焊接方向是由下向上，左右两侧立角焊缝要求同时焊接，由于外板片体与横向舱壁板片体在交叉处骨材密集程度低，焊接方法用自动焊小车+CO2 气体保护焊，选用交错间断焊的焊接形式，外板与甲板间的平角接缝焊接方向是以甲板片体内最中间那根横向T型材为起点分别向分段首和尾端焊接，左右两侧平角焊缝要求同时焊接，由于外板片体与甲板片体在交叉处骨材密集程度低，焊接方法用自动焊小车+CO2 气体保护焊，选用交错间断焊的焊接形式，横向舱壁与甲板间的平角接缝焊接方向是以横向舱壁板间对接缝为起点分别向分段左和右端焊接，焊接方法用半自动CO2 气体保护焊，选用双面连续焊的焊接形式；
b3、型材与型材角焊缝的焊接：片体交叉处骨材与骨材间的平角焊缝和立角焊缝，焊接方法用半自动CO2气体保护焊，选用连续焊的焊接形式；
C、散装件焊接
支柱与甲板片体间的平角焊缝，焊接方法用半自动CO2 气体保护焊，选用连续焊的焊接形式；
D、翻身焊接
将此分段翻身180度，然后对预留的角焊缝进行烧焊，采用与所述步骤b2中焊接竖立的外板与甲板间的平角焊缝一样的焊接工艺，至此薄板分段大组缝焊接完毕。
2.根据权利要求1所述的一种薄板分段大组缝焊接工艺，其特征在于：所述角焊缝的装配间隙控制在0~1mm范围内，所述对接缝的装配间隙控制在2~4mm范围内，对于装配间隙有超差的需进行修补。
3.根据权利要求1所述的一种薄板分段大组缝焊接工艺，其特征在于：所述步骤b1中板与板对接缝适用I型坡口，适用线径1.2mm的粉芯焊丝，适用350A全数字式逆变气保焊机，适用6mm槽宽*0.9mm槽深的小型陶瓷衬垫，选用直流反接极性，选用短路过渡方式，调节电流和电压，当听到电弧柔和的在熔池里燃烧的声音即可进行焊接。
4.根据权利要求1中所述的一种薄板分段大组缝焊接工艺，其特征在于：所述步骤b2中采用自动焊小车+CO2气体保护焊方式焊接的角焊缝适用线径1.0mm的药芯焊丝，适用400A逆变气保焊机，焊接选用直流反接极性，选用细颗粒过渡方式，选用间断焊小车，调节电流、电压和间断焊小车行走速度，当焊脚高度满足设计要求的尺寸即可进行焊接。
5.根据权利要求1中所述的一种薄板分段大组缝焊接工艺，其特征在于：所述步骤b2中采用半自动方式焊接的角焊缝适用线径1.2mm的粉芯焊丝，适用350A全数字式逆变气保焊机，焊接选用直流反接极性，选用短路过渡方式，调节电流和电压，当焊脚高度满足设计要求的尺寸即可进行焊接。
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