CN114289836A - 一种适用于eh47止裂钢的摆动埋弧焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，该方法用于厚度40‑90mm的EH47止裂钢焊接，包括：步骤1、将EH47止裂钢钢板待焊处加工为X型坡口，对坡口进行预处理；步骤2、装配EH47止裂钢钢板，坡口间隙1‑3mm，并安装引、熄弧板；步骤3、EH47止裂钢钢板预热，预热温度至120‑200℃后进行定位焊；步骤4、正面坡口使用CO2气体保护焊完成第一道打底层和第一道填充层焊接；步骤5、在正面坡口填充铁粒进行埋弧焊摆动焊接；再进行盖面焊接；步骤6、对反面坡口采用埋弧焊摆动焊接进行打底、填充及盖面焊接；步骤7、焊接结束待焊缝冷却后，拆除引、熄弧板。本发明的焊接方法一方面焊接质量符合质量要求，另一方面可以明显减少焊道道次，提升焊接效率。
Description
技术领域
本发明涉及船舶焊接领域，具体涉及一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法。
背景技术
随着现代大型集装箱船舶建造的日趋大型化，船体超大厚板以及对接接头的结构愈来愈多，鉴于止裂钢能够在裂纹扩展过程中暂时抑制裂纹的继续扩展，为事故处理争取应急时间，国际船级社要求2014年1月1日后签约的大型集装箱船必须使用止裂钢板。
特别是船体的货舱区抗扭箱和舱口部位所采取的钢材强度和厚度相应增加，一般采用厚度50mm以上的EH47止裂钢进行焊接。常用的方法如采用CO2气体保护焊，使用1.4mm的焊丝完成70mm厚的试板需要实施55道次，采用CO2气体保护焊组合埋弧自动焊的工艺完成85mm厚的试板也需要实施64道次，焊接作业耗时较大。
发明内容
为了提升焊接效率，本发明提供了一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，在保证焊接质量的前提下，明显减少焊接道数。
本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：
一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，该方法用于厚度在40-90mm的EH47止裂钢焊接，该方法包括以下步骤：
步骤1、将EH47止裂钢钢板待焊处加工为X型坡口，对坡口进行预处理；
步骤2、装配EH47止裂钢钢板，坡口间隙1-3mm，并在坡口焊道的两端分别安装引、熄弧板；
步骤3、EH47止裂钢钢板预热，预热温度至120-200℃，达到预热温度后进行定位焊；
步骤4、正面坡口使用CO2气体保护焊完成第一道打底层和第一道填充层焊接；
步骤5、在正面坡口填充铁粒进行埋弧焊摆动焊接；再进行盖面焊接；
步骤6、正面坡口盖面焊接完成后，对反面坡口采用埋弧焊摆动焊接进行打底、填充及盖面焊接；
步骤7、焊接结束待焊缝冷却后，拆除引、熄弧板。
进一步地，在步骤1中，X型坡口正面坡口角度为45°-55°，背面坡口角度为65°-75°，背面坡口的深度为EH47止裂钢钢板厚度的2/5，钝边为1-3mm。
进一步地，在步骤3中，定位焊的长度不小于50mm。
进一步地，在步骤4中，焊接电流在260-280A、焊接电压在28-30V、焊接速度在27.7-33.6cm/min。
进一步地，在步骤5中，正面坡口填充铁粒的厚度在4-6mm，埋弧焊摆动焊接的电流为750-870A，焊接电压35-36V，焊接速度20-22cm/min，焊接摆动速度40mm/min，焊接摆动幅度24-57mm。
进一步地，在步骤6中：
反面坡口打底焊接时，铁粒敷设厚度4-6mm，焊接电流750-860A，电压33-35V，焊接速度34-36cm/min，摆动频率38-42次/min，停留时间0.5-0.7s；
反面坡口填充焊接时，铁粒敷设厚度4-6mm，电流600-962A，焊接电压30-36V，焊接速度19-38cm/min，摆动频率38-42次/min，停留时间0.5-0.7s；
反面坡口盖面焊接时，焊接电流675-825A，电压30-35V，焊接速度18-27cm/min，摆动频率38-42次/min，停留时间0.5-0.7s。
进一步地，在步骤4中，CO2气体保护焊单道焊缝宽度不超过20mm。
进一步地，在步骤4-6的焊接过程中，焊道温度保持在120-200℃。
进一步地，在步骤4中，CO2气体保护焊选用质量等级为5Y46或6Y46的药芯焊丝，焊丝直径为1.2mm或1.4mm。
进一步地，埋弧焊摆动焊接选用质量等级为5Y46或6Y46的埋弧焊丝及对应的焊剂，焊剂使用前经250-300℃烘焙至少2小时后随炉冷却到100-150摄氏度待用。
相比现有技术，本发明的有益效果在于，通过本发明的焊接方法对EH47止裂钢进行焊接，一方面焊接完成后的焊接质量符合焊接质量要求，另外一方面相比于现有的CO2气体保护焊及CO2气体保护焊组合埋弧自动焊，可以明显减少焊道道次，提升焊接效率。
附图说明
图1是本发明中的焊接方法流程示意图。
图2是本发明中的坡口加工示意图。
图3是本发明中的坡口焊接示意图。
图中，1、第一道打底焊；2、第一道填充焊；3、正面坡口填充焊；4、正面坡口盖面焊；5、背面坡口打底焊；6、背面坡口填充焊；7、背面坡口盖面焊。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步描述：
本实施例提供了一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，用于40-90mm厚的EH47止裂钢焊接，本实施例中以厚度为80mm的EH47止裂钢焊接为例，包括以下步骤：
步骤1、将EH47止裂钢钢板待焊处加工为X型坡口，对坡口进行预处理；
采用机械方法对EH47止裂钢钢板进行坡口加工，确保坡口表面光滑。坡口加工成X型坡口，如图2所示，坡口参数为：
正面坡口角度为45-55°，背面坡口角度为65-75°，背面坡口的深度为EH47止裂钢钢板厚度的2/5，钝边为1-3mm。
使用砂轮将坡口边缘金属毛刺打磨干净，清除坡口两侧各50mm范围内的铁锈、水分、油污，以避免杂质进入熔池产生焊接缺陷。
步骤2、装配EH47止裂钢钢板，坡口间隙1-3mm，并在坡口焊道的两端分别安装引、熄弧板；引、熄弧板的长度不小于50mm，引、熄弧板的材质、厚度、坡口与EH47止裂钢钢板相同。
步骤3、EH47止裂钢钢板预热，预热温度至120-200℃，达到预热温度后进行定位焊；定位焊的长度不应小于50mm，定位焊缝之间的距离为250-300mm，定位焊宜采用多层多道焊，厚度不应小于5mm，定位焊宜焊接在后焊面坡口内。
步骤4、正面坡口使用CO2气体保护焊完成第一道打底层和第一道填充层焊接；焊材选用质量等级为5Y46级或6Y46级的药芯焊丝，焊丝直径为1.2或1.4mm，本实施例中选用Dual Shield II 81-HS/Ф1.4mm焊丝，焊接参数为：电流260-280A，电压28-30V，速度27.7-33.6cm/min；CO2气体保护焊单道焊缝宽度不超过20mm。
步骤5、在正面坡口填充铁粒进行埋弧焊摆动焊接；再进行盖面焊接，正面坡口填充焊与盖面焊参数相同；埋弧焊摆动焊接选用质量等级为5Y46或6Y46的埋弧焊丝及配套的焊剂，焊剂使用前经250-300℃烘焙至少2小时后随炉冷却到100-150摄氏度待用。
正面坡口填充铁粒的厚度在4-6mm，埋弧焊摆动焊接的电流为750-870A，焊接电压35-36V，焊接速度20-22cm/min，焊接摆动速度40mm/min，焊接摆动幅度24-57mm。埋弧焊自动焊应选用质量等级5Y46级或6Y46级的埋弧焊丝及配套焊剂，焊丝直径为4.0mm。
步骤6、正面坡口盖面焊接完成后，对反面坡口采用埋弧焊摆动焊接进行打底、填充及盖面焊接；具体地，在反面坡口打底、填充、盖面时：
反面坡口打底焊接时，铁粒敷设厚度4-6mm，焊接电流750-860A，电压33-35V，焊接速度34-36cm/min，摆动频率38-42次/min，停留时间0.5-0.7s；
反面坡口填充焊接时，铁粒敷设厚度4-6mm，电流600-962A，焊接电压30-36V，焊接速度19-38cm/min，摆动频率38-42次/min，停留时间0.5-0.7s；
反面坡口盖面焊接时，焊接电流675-825A，电压30-35V，焊接速度18-27cm/min，摆动频率38-42次/min，停留时间0.5-0.7s。
参数中，停留时间的设定是为了避免侧壁发生未熔合缺陷的产生，焊接过程中需要电弧充分熔化母材，当电弧摆动到母材时，停留时间过短会导致未熔合，停留时间过长会导致卷边。
参数中，摆动幅度的设定是考虑到电弧的能量分布，合格的摆动幅度是获得优良性能接头的关键，摆动幅度过小会导致焊缝余高过高，影响后续焊道的布置，摆幅过大则会导致熔池不能填满坡口。
在步骤4-6的焊接过程中，焊道温度保持在120-200℃，若停焊或焊接中断，应立即对焊缝进行保温，重新焊接前再次预热至120-200℃。
步骤7、焊接结束待焊缝冷却后，拆除引、熄弧板。
焊接完成24小时后，对采用本发明方法焊接位置进行无损检测，焊缝表面无缺陷，满足JB/T 6061的1级要求；焊缝内部无缺陷，满足CB/T 3559的1级要求。对焊接接头进行接头抗拉试验、低温冲击试验、接头弯曲试验，测试结果见下表：
焊接接头抗拉试验结果显示：
| 试样编号 | 抗拉强度(MPa) | 断裂位置 |
| 1 | 596 | 焊缝 |
| 2 | 601 | 焊缝 |
| 3 | 601 | 焊缝 |
| 4 | 604 | 焊缝 |
| 标准要求 | 570 | / |
焊接接头弯曲试验结果显示：
低温冲击试验结果显示
从以上表格看出，超厚EH47止裂钢的摆动埋弧焊后的焊接接头力学性能均能满足要求。
本实施例只是对本发明的进一步解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，其特征在于，该方法用于厚度40-90mm的EH47止裂钢焊接，该方法包括以下步骤：
步骤1、将EH47止裂钢钢板待焊处加工为X型坡口，对坡口进行预处理；
步骤2、装配EH47止裂钢钢板，坡口间隙1-3mm，并在坡口焊道的两端分别安装引、熄弧板；
步骤3、EH47止裂钢钢板预热，预热温度至120-200℃，达到预热温度后进行定位焊；
步骤4、正面坡口使用CO2气体保护焊完成第一道打底层和第一道填充层焊接；
步骤5、在正面坡口填充铁粒进行埋弧焊摆动焊接；再进行盖面焊接；
步骤6、正面坡口盖面焊接完成后，对反面坡口采用埋弧焊摆动焊接进行打底、填充及盖面焊接；
步骤7、焊接结束待焊缝冷却后，拆除引、熄弧板。
2.根据权利要求1所述的一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述X型坡口正面坡口角度为45°-55°，背面坡口角度为65°-75°，背面坡口的深度为EH47止裂钢钢板厚度的2/5，钝边为1-3mm。
3.根据权利要求1所述的一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤3中，定位焊的长度不小于50mm。
4.根据权利要求1所述的一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤4中，焊接电流在260-280A、焊接电压在28-30V、焊接速度在27.7-33.6cm/min。
5.根据权利要求1所述的一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤5中，正面坡口填充铁粒的厚度在4-6mm，埋弧焊摆动焊接的电流为750-870A，焊接电压35-36V，焊接速度20-22cm/min，焊接摆动速度40mm/min，焊接摆动幅度24-57mm。
6.根据权利要求1所述的一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤6中：
反面坡口打底焊接时，铁粒敷设厚度4-6mm，焊接电流750-860A，电压33-35V，焊接速度34-36cm/min，摆动频率38-42次/min，停留时间0.5-0.7s；
反面坡口填充焊接时，铁粒敷设厚度4-6mm，电流600-962A，焊接电压30-36V，焊接速度19-38cm/min，摆动频率38-42次/min，停留时间0.5-0.7s；
反面坡口盖面焊接时，焊接电流675-825A，电压30-35V，焊接速度18-27cm/min，摆动频率38-42次/min，停留时间0.5-0.7s。
7.根据权利要求1所述的一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤4中，CO2气体保护焊单道焊缝宽度不超过20mm。
8.根据权利要求1所述的一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，其特征在于，在步骤4-步骤6的焊接过程中，焊道温度保持在120-200℃。
9.根据权利要求1所述的一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤4中，CO2气体保护焊选用质量等级为5Y46或6Y46的药芯焊丝，焊丝直径为1.2mm或1.4mm。
10.根据权利要求1所述的一种适用于EH47止裂钢的摆动埋弧焊接方法，其特征在于，埋弧焊摆动焊接选用质量等级为5Y46或6Y46的埋弧焊丝及对应的焊剂，焊剂使用前经250-300℃烘焙至少2小时后随炉冷却到100-150摄氏度待用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220408 |