CN114178656A - 一种原油船耐腐蚀钢焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，采用直径为1.2mm的CO2气保焊丝以CO2气体流量为20L/min的速度，对带有底漆的船用耐腐蚀钢板(以下简称耐腐蚀钢板)进行焊接，将两块耐腐蚀钢板对接，形成装配间隙为4‑10mm、角度为35°‑45°的V型坡口，焊枪在电流为160‑270A、电压为22‑33V下，以70‑500mm/min的速度进行V型坡口对接焊；或焊枪在电流为180‑270A、电压为23‑33V下，以90‑460mm/min的速度进行T型焊透角焊；或在电流为190‑270A、电压为25‑30V下，以170‑370mm/min的速度、0.9‑2.1KJ/mm的焊接热输入进行T型填角单道焊；或在电流为180‑280A、电压为25‑30V下，以150‑450mm/min的速度进行T型填角多道焊。本发明达到了船用耐腐蚀钢对接接头厚板结构制造过程中无需清除底漆、焊后不进行热处理的目的，采用多层多道连续施焊工艺时焊接接头具有优良的综合力学性能。

Description

一种原油船耐腐蚀钢焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种用于原油船的耐腐蚀钢焊接方法。
背景技术
船用耐腐蚀钢是建造5000吨级以上大型油轮、FPSO货油舱结构的关键新材料，其具有耐腐蚀、施工方便、后期维护便捷、无环境污染等特点，已逐步取代船舶特种涂层成为油船防腐的主流趋势。目前国内有钢企已成功开发满足船级社规范要求的船用耐腐蚀钢，正逐步开展投放市场。
目前我国尚未有耐腐蚀钢实船交付的相关报道，船用耐腐蚀钢的焊接工艺设计经验亦存在不足，针对船用耐腐蚀钢尚未公开完整有效的CO2气体保护焊工艺方法。面对我国在耐腐蚀钢船工艺设计上存在的技术短板，急需自主研发，坚持创新驱动，大力提升造船工艺的自主设计水平，形成相关船舶产品的设计建造能力，以此来满足海洋经济发展和国家重大战略的需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，旨在达到焊缝射线探伤结果符合CB/T 3558-2011-Ⅱ标准规定，磁粉探伤结果符合CB/T 3958-2004-Ⅱ标准规定的同时，焊接时无需对底漆进行处理、焊接后不进行热处理的目的，其所采用的技术方案是：
一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，采用直径为1.2mm的CO2气保焊丝以CO2气体流量为20L/min的速度，对带有底漆的船用耐腐蚀钢板(以下简称耐腐蚀钢板)进行焊接，原油船上平焊、横焊、立焊处采用V型坡口对接焊或T型焊透角焊或T型填角焊，仰焊处采用T型焊透角焊或T型填角焊；具体操作如下：
将两块耐腐蚀钢板对接，形成装配间隙为4-10mm、角度为35°-45°的V型坡口，焊枪在电流为160-270A、电压为22-33V下，以70-500mm/min的速度、0.7-3.8KJ/mm的焊接热输入进行V型坡口对接焊；或焊枪在电流为180-270A、电压为23-33V下，以90-460mm/min的速度、0.7-3.6KJ/mm的焊接热输入进行T型焊透角焊。
T型填角焊是焊枪在电流为190-270A、电压为25-30V下，以170-370mm/min的速度、0.9-2.1KJ/mm的焊接热输入进行T型填角单道焊，或焊枪在电流为180-280A、电压为25-30V下，以150-450mm/min的速度、0.9-2.2KJ/mm的焊接热输入进行T型填角多道焊。
在焊接过程中，采用CO2气体对其进行保护，针对不同角度及结构位置，采用不同的接口形式进行焊接，针对不同接口形式，其所采用的焊接速度及焊接热输入输入也不同，避免焊缝未熔合或有裂缝等现象。采用上述方法进行焊接，焊后接头处的抗拉强度介于520～560MPa，在弯心直径D＝4t(t为钢板厚度)，弯曲角度180℃下侧弯试验合格，20℃纵向冲击韧性值稳定，其中焊缝中心≥160J，熔合线≥170J，熔合线外2mm≥180J，满足船级社可焊性认证及生产要求，显著高于船级社规范要求的20℃的最大纵向冲击韧性值≥47J，说明焊接接头具有优良的冲击韧性。
上述一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，更进一步地，T型焊透角焊或T型填角多道焊在待焊接处由内向外依次焊接，每道次焊接后，对焊肉进行清理，清除多余药皮，避免下一道焊缝产生夹渣缺陷，并保证焊道温度不大于200℃时，再进行下一道次的焊接。
上述一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，更进一步地，焊接前将耐腐蚀钢板边缘或坡口两侧30mm范围内的油、水、切割残渣等污物清理干净。
上述一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，更进一步地，采用钢丝刷对焊肉进行清理，清除多余药皮。
上述一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，更进一步地，耐腐蚀钢板厚度为10mm-40mm。
上述一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，更进一步地，V型坡口对接焊时采用平面陶瓷衬垫，T型焊透角焊时采用三角形陶瓷衬垫。
采用上述方法焊接的耐腐蚀钢板，对接接头抗拉强度、焊接接头焊缝、熔合线、热影响区等冲击吸收能量值均达到较高水平，对接接头具有优良的冲击韧性及冷弯性能。对接接头宏观检验和破断试验结果显示焊缝成形良好，无裂纹和未熔合等缺陷，角接接头具有较高的焊接质量和优良的综合力学性能。并且，耐腐蚀钢带有的底漆无气泡现象。
达到了船用耐腐蚀钢对接接头厚板结构制造过程中无需清除底漆、焊后不进行热处理的目的，采用多层多道连续施焊工艺时焊接接头具有优良的综合力学性能。焊接操作简便、高效、节能，适用于应用耐腐蚀钢的超大型原油轮、FPSO等产品的制造及推广应用。
附图说明
图1是V型坡口对接横焊示意图；
图2为T型焊透角横焊示意图；
图3为T型单道填角立焊示意图；
图4为T型多道填角立焊示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步说明。
一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，采用直径为1.2mm的CO2气保焊丝以CO2气体流量为20L/min的速度，对带有底漆的船用耐腐蚀钢板(以下简称耐腐蚀钢板)进行焊接。在焊接前，对焊口30mm范围内的水油等污渍进行清理。
实施例1
将两块尺寸为150mm×625mm×20mm、屈服强度为431MPa带底漆的AH36-RCW船用耐腐蚀钢板横向焊接，上下对接形成V型坡口，V型坡口的角度为35°-45°，其装配间隙为4-10mm。采用直径为1.2mm、焊丝牌号为YCJ50NS的CO2气保焊以400mm/min的速度，在电流为180-212A、电压为26V下对两块带底漆的耐腐蚀钢板进行焊接(如图1所示，图1中的数字为焊接顺序)，在此过程中，CO2以20L/min的流量对其进行保护，并且在上一道次焊接后，将温度降至200℃以下后，再进行下一道次的焊接。
对焊接后的接头进行力学性能检测，钢板焊接接头的抗拉强度介于530～546MPa，在弯心直径D＝4t(t为钢板厚度)，弯曲角度180℃下侧弯试验合格。纵向冲击试验对焊缝、熔合线、热影响区进行了测试，试验结果详见表1，焊缝、融合线、热影响区(即熔合线外2mm范围内的热度测试)纵向冲击韧性值显著高于船级社规范要求的≥47J，完全满足船级社可焊性认证及生产要求。并且，耐腐蚀钢板上带有的底漆无气泡现象，采用这种方法进行的焊接，其可以达到对底漆无损伤的同时，避免底漆气泡。
表1焊接接头纵向冲击试验结果
Figure BDA0003391220280000041
实施例2
将尺寸为200mm×350mm×20mm的主板与尺寸为200mm×350mm×20mm的副板、屈服强度为431MPa带底漆的AH36-RCW船用耐腐蚀钢板横向焊透角焊接，主板与副板对接形成V型坡口，V型坡口的角度为35°-45°，其装配间隙为4-10mm(如图2所示)。采用直径为1.2mm、焊丝牌号为YCJ50NS的CO2气保焊在电流为194-224A、电压为31V下，以156-412mm/min的速度对两块耐腐蚀钢板进行焊接，在此过程中，CO2以20L/min的流量对其进行保护，并且在上一道次焊接后，将温度降至200℃以下后，再进行下一道次的焊接。
实施例3
将尺寸为200mm×350mm×20mm的主板与尺寸为150mm×350mm×20mm的副板、屈服强度为431MPa带底漆的AH36-RCW船用耐腐蚀钢板T型单道填角立焊，主板与副板对接，如图3所示，采用直径为1.2mm、焊丝牌号为YCJ50NS的CO2气保焊在电流为206A、电压为27V下，以183mm/min的速度对两块耐腐蚀钢板进行焊接，最终形成的焊喉高度为5mm，在此过程中，CO2以20L/min的流量对其进行保护。
实施例4
将尺寸为200mm×350mm×20mm的主板与尺寸为150mm×350mm×20mm的副板、屈服强度为431MPa带底漆的AH36-RCW船用耐腐蚀钢板T型单道填角立焊，主板与副板对接，如图3所示，采用直径为1.2mm、焊丝牌号为YCJ50NS的CO2气保焊在电流为196-204A、电压为27V下，以172-226mm/min的速度对两块耐腐蚀钢板进行焊接，最终形成的焊喉高度为8mm，在此过程中，CO2以20L/min的流量对其进行保护。
对上述实施例2、3、4焊接后的接头进行力学性能检测，宏观检验结果显示焊缝成型良好，有足够的熔深，无裂纹和未融合缺陷；硬度检测结果满足船级社可焊性认证及生产要求；破断试验结果表明填角焊缝无裂纹和未熔合等焊接缺陷。以上试验表明角接接头具有较高的焊接质量和优良的综合力学性能。
通过上述船用耐腐蚀钢CO2气体保护焊接方法获得的焊接接头经试验焊缝射线探伤结果达到CB/T 3558-2011-Ⅱ标准规定的验收要求，磁粉探伤结果达到CB/T 3958-2004-Ⅱ标准规定的验收要求。
通过上述船用耐腐蚀钢CO2气体保护焊接方法获得的角接接头的宏观检验结果显示焊缝成型良好，有足够的熔深，无裂纹和未融合缺陷；硬度检测结果满足船级社可焊性认证及生产要求；填角焊接头的破断试验结果表明填角焊缝无裂纹和未熔合等焊接缺陷。以上试验表明角接接头具有较高的焊接质量和优良的综合力学性能。

Claims (6)

1.一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，其特征在于：采用直径为1.2mm的CO2气保焊丝以CO2气体流量为20L/min的速度，对带有底漆的船用耐腐蚀钢板(以下简称耐腐蚀钢板)进行焊接，原油船上平焊、横焊、立焊处采用V型坡口对接焊或T型焊透角焊或T型填角焊，仰焊处采用T型焊透角焊或T型填角焊；具体操作如下：
将两块耐腐蚀钢板对接，形成装配间隙为4-10mm、角度为35°-45°的V型坡口，焊枪在电流为160-270A、电压为22-33V下，以70-500mm/min的速度、0.7-3.8KJ/mm的焊接热输入进行V型坡口对接焊；或焊枪在电流为180-270A、电压为23-33V下，以90-460mm/min的速度、0.7-3.6KJ/mm的焊接热输入进行T型焊透角焊；
T型填角焊是焊枪在电流为190-270A、电压为25-30V下，以170-370mm/min的速度、0.9-2.1KJ/mm的焊接热输入进行T型填角单道焊，或焊枪在电流为180-280A、电压为25-30V下，以150-450mm/min的速度、0.9-2.2KJ/mm的焊接热输入进行T型填角多道焊。
2.根据权利要求1所述的一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，其特征在于：T型焊透角焊或T型填角多道焊在待焊接处由内向外依次焊接，每道次焊接后，对焊肉进行清理，清除多余药皮，并保证焊道温度不大于200℃时，再进行下一道次的焊接。
3.根据权利要求1所述的一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，其特征在于：焊接前将耐腐蚀钢板边缘或坡口两侧30mm范围内的油、水、切割残渣等污物清理干净。
4.根据权利要求2所述的一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，其特征在于：采用钢丝刷对焊肉进行清理，清除多余药皮。
5.根据权利要求1所述的一种原油船耐腐蚀钢焊接方法，其特征在于：耐腐蚀钢板厚度为10mm-40mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于原油船耐腐蚀钢焊接的CO2气体保护焊工艺方法，其特征在于：V型坡口对接焊时采用平面陶瓷衬垫，T型焊透角焊时采用三角形陶瓷衬垫。
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