專利名稱：一種高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼平對接焊焊接工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明尤其涉及到船用高強鋼焊接工藝。
背景技術(shù)：
焊接技術(shù)是現(xiàn)代船舶建造工程的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一，在船體建造中船舶焊接質(zhì) 量是評價造船質(zhì)量的重要指標(biāo)。因此，焊接技術(shù)進(jìn)步對推動造船生產(chǎn)的發(fā)展具有十分重 要的意義。國際上，高強度鋼焊接技術(shù)在焊材成分和工藝設(shè)計方面發(fā)展較快，應(yīng)用領(lǐng)域 也在不斷擴大。在涉及特殊使用要求或惡劣工況環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域，高強度鋼占 有越來越重要的位置，已廣泛應(yīng)用于船舶、橋梁、汽車、高層建筑建設(shè)等領(lǐng)域。而國 內(nèi)，高強鋼的應(yīng)用范圍也在逐漸增大，但總體上應(yīng)用還不成熟、僅占鋼總用量的10%左 右，比例較小。中國船級社(CCS)的2009年7月出版的《材料與焊接規(guī)范》也沒有給 出相關(guān)的工藝規(guī)范。本發(fā)明經(jīng)過改變工藝措施，對于IOOmm厚的EH36高強鋼平對接焊焊接工藝進(jìn) 行研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼平對接焊焊接工藝 方法，針對EH36Z IOOmm的高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼平對接焊，能節(jié)省較多的焊接材料、電 能和工時，且易于加工，能夠有效的減小焊接變形，可焊到性好。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼平對接焊焊接工藝 方法，其特征在于，針對母材為EH36Z IOOmm的高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼平對接焊，包括以 下工藝參數(shù)及步驟焊接坡口雙V型坡口，坡口角度為70° 士5° ；背面V型坡口在距離板材背 面30mm處向背面預(yù)留IOmm鈍邊，正面V型坡口在距離板材正面40mm處使坡口角度每 邊減少15°，同時保證正面熔寬為60 62mm，背面熔寬為50 52mm，熔深100mm， 余高0 2mm ；預(yù)熱溫度焊接前需要采用電加熱方式對焊縫及焊縫兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù) 熱，預(yù)熱溫度達(dá)到180°C開始施焊；施焊溫度施焊時道間溫度應(yīng)控制在180°C -220°C ；施焊過程中，焊縫處的溫 度應(yīng)控制在180°C-22(TC，隨時采用點溫計進(jìn)行反面測量，若溫度低于該溫度，則應(yīng)進(jìn) 行相應(yīng)補溫；焊接順序采用多層多道焊，以填滿截面內(nèi)的坡口；正面焊接幾道后，若發(fā)現(xiàn) 板材變形，應(yīng)將工件翻身，采用碳弧氣刨清根，再實施反面焊接。在板材未發(fā)生焊接變 形的情況下，應(yīng)盡量將正面多焊接幾道，以防止板材翻身時產(chǎn)生開裂；焊接材料采用與結(jié)構(gòu)鋼屈服強度同等級的3Y焊絲或焊條；焊接參數(shù)焊接電流700 780A，電弧電壓31 36V，焊接速度35 49cm/min,線能量30 42KJ/cm，電特性為直流反接；焊后處理焊接工作完成后，焊縫及兩側(cè)150mm范圍內(nèi)需要加熱到 200-250保溫達(dá)2小時，然后再采用巖棉墊覆蓋緩冷處理。優(yōu)選的，焊接方式為埋弧自動焊。焊接前，將板材放在專用胎架上進(jìn)行裝配，并安裝引弧板及熄弧板，采用多層多道雙面埋弧焊進(jìn)行拼板，拼板設(shè)定專用吊環(huán)進(jìn)行焊接進(jìn)程中的翻身工作；焊接中的拼 板翻身應(yīng)該采用縱向翻身，以防止拼板焊縫開裂。吊環(huán)安裝在非過渡卡的那面；厚板必 須采取焊前預(yù)熱和焊后熱處理以消除氫致裂紋。焊接時由于單道焊縫無法填滿截面內(nèi)的 坡口，故采用多層多道焊以填滿截面內(nèi)的坡口，防止出現(xiàn)焊縫開裂或延遲裂紋的發(fā)生， 同時，前一道焊縫對后一道焊縫來說是一個“預(yù)熱”的過程；后一道焊縫對前一道焊縫 來說相當(dāng)于一個“后熱處理”的過程，有效地改善了焊接過程中應(yīng)力分布狀態(tài)，利于保 證焊接質(zhì)量。選擇窄間隙焊接，可防止高強鋼過熱，改善焊接性；焊接工藝參數(shù)如電 流、電壓和焊接速度等對罕見熱熱循環(huán)有很大的影響。本發(fā)明通過改變工藝流程實現(xiàn)EH36Z IOOmm鋼板的平對接焊，其通過焊接性試 驗、焊接工藝評定等措施，制定出高強鋼EH36Z IOOmm鋼板的焊接技術(shù)方案，使得超厚 板高強鋼的焊接工藝能夠順利實現(xiàn)，可以提高勞動效率、節(jié)省原材料、降低生產(chǎn)成本、 減少船舶建造周期等，成功的實現(xiàn)此鋼種首次大規(guī)模的工程實際應(yīng)用，并且彌補了國內(nèi) 在EH36Z IOOmm厚板高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼焊接這一部分的技術(shù)規(guī)范空白。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。圖1為焊接坡口示意圖。圖2為埋弧自動焊的坡口尺度及焊接順序圖。
具體實施例方式一、焊前準(zhǔn)備1.焊接前，焊工應(yīng)認(rèn)真熟悉施工圖紙及工藝，了解產(chǎn)品的技術(shù)要求及質(zhì)量要 求，嚴(yán)格遵守工藝紀(jì)律并嚴(yán)格按照本工藝的焊接要求進(jìn)行施焊。2.焊前認(rèn)真檢查坡口尺寸及裝配質(zhì)量是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。3.坡口內(nèi)及坡口邊緣兩側(cè)各30mm內(nèi)的正反面與端面應(yīng)除去水漬、油污、鐵銹、 掛渣及碳刨殘留的粘碳等對焊接質(zhì)量有影響的雜物。4.埋弧焊時，焊縫兩端必須安裝引弧板和熄弧板，其材質(zhì)和坡口形式與被焊件 相同且板厚應(yīng)與母材相當(dāng)。5.焊絲焊劑需隨領(lǐng)隨用，焊劑的領(lǐng)用量一次不得超過4小時。6.雨、雪天嚴(yán)禁露天施焊。當(dāng)環(huán)境相對濕度大于85%時，應(yīng)采取相應(yīng)措施，否 則禁止施焊；二氧化碳?xì)怏w保護焊當(dāng)風(fēng)速大于2m/s時，焊接時應(yīng)采取防風(fēng)措施。7.板材應(yīng)在專用胎架上進(jìn)行施焊。8.拼板應(yīng)設(shè)定專用吊環(huán)進(jìn)行焊接進(jìn)程中的翻身工作。焊接中的拼板翻身應(yīng)該采 用縱向翻身，以防止拼板焊縫開裂。吊環(huán)安裝在非過渡卡的那面。
二、焊接材料及焊接方法1.本材料可采用埋弧自動焊進(jìn)行焊接。2.焊接材料采用與結(jié)構(gòu)鋼屈服強度同等級的3Y焊絲或焊條。三、焊接工藝1.焊接坡口形式如下圖1所示對于IOOmm厚板EH36Z，焊接坡口為雙V型坡 口，坡口角度為70° 士5° ；背面V型坡口在距離板材背面30mm處向背面預(yù)留IOmm 鈍邊，正面V型坡口在距離板材正面40mm處使坡口角度每邊減少15°。2.將板材放在胎架上進(jìn)行裝配，并安裝引弧板及熄弧板，采用多層多道雙面埋 弧焊進(jìn)行拼板。3.焊接前需要采用電加熱方式對焊縫及焊縫兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱 溫度達(dá)到180°C開始施焊，施焊時道間溫度控制在180°C-220°C。施焊過程中，焊縫處的 溫度控制在180°C-22(TC，隨時采用點溫計進(jìn)行反面測量，若溫度低于該溫度，則應(yīng)進(jìn) 行相應(yīng)補溫。4.焊接時，應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控，隨時觀測拼板焊接變形狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)拼板焊接上翹過 多，則應(yīng)該停止焊接，并按要求進(jìn)行后熱處理，調(diào)整焊接順序，待焊縫冷卻，翻身，重 新預(yù)熱焊縫，焊接反面。5.正面焊接幾道后，若發(fā)現(xiàn)板材變形，應(yīng)將工件翻身，采用碳弧氣刨清根，再 實施反面焊接。6.在板材未發(fā)生焊接變形的情況下，應(yīng)盡量將正面多焊接幾道，以防止板材翻 身時產(chǎn)生開裂。7.每層焊縫焊接完成后，應(yīng)去除焊渣，去除焊渣時，焊縫隙的溫度應(yīng)不低于 150°C,焊渣去除后，重新加熱補溫，然后進(jìn)行下一層焊接工作。8.板材在翻身時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，采用點焊“馬板”將焊縫固定加強.9.焊接過程中的板材翻身，應(yīng)該采用縱向翻身。10.埋弧自動焊焊接完成后，應(yīng)采用碳弧氣刨割下引弧板及熄弧板，切割時，應(yīng) 注意不得傷及母材，切割后，應(yīng)打磨。11.割下引弧板以及熄弧板后，檢查過渡坡口處的焊縫質(zhì)量，若不符合要求，則 采用二氧化碳?xì)怏w保護焊進(jìn)行局部修補。修補時，應(yīng)保證焊縫預(yù)熱溫度達(dá)到規(guī)定要求。12.每條焊縫應(yīng)盡量一次性焊接完成，若一條焊縫不能一次性焊接完成，則停止 焊接后，應(yīng)按要求進(jìn)行后熱處理，再次焊接時，重新按要求進(jìn)行預(yù)熱，焊接。13.焊接工作完成后，焊縫及兩側(cè)150mm范圍內(nèi)需要加熱到200_250°C，保溫2 小時，然后再采用巖棉墊覆蓋緩冷處理。四、焊后清理及檢驗1.焊后焊工應(yīng)認(rèn)真清除焊縫焊渣及兩側(cè)的飛濺物。2.施焊完后，對焊接進(jìn)行外觀及無損檢測。具體要求按有關(guān)要求執(zhí)行。3.焊縫缺陷的返修需要用碳弧氣刨將缺陷徹底清除，清除部位應(yīng)光滑過渡。實施例1采用埋弧自動焊1、焊接材料如下焊絲Η08Μη2ΕΦ5ιηιη，焊劑CHFlOl
2、焊接順序及坡口尺度如圖2所示的在圖1基礎(chǔ)上的雙V型坡口，其正面熔寬 為60 62mm，背面熔寬為50 52mm，熔深100mm，余高0 2mm;該型坡口能節(jié)省 較多的焊接材料、電能和工時，且易于加工，能夠有效的減小焊接變形，可焊到性好。3、焊接規(guī)范參數(shù)見下表1 表1埋弧自動焊
權(quán)利要求
1.一種高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼平對接焊焊接工藝方法，其特征在于，針對母材為 EH36Z IOOmm的高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼平對接焊，包括以下工藝參數(shù)及步驟焊接坡口雙V型坡口，坡口角度為70° 士5° ；反面V型坡口在距離板材反面 30mm處預(yù)留IOmm鈍邊，正面V型坡口在距離板材正面40mm處使坡口角度每邊減 少15°，同時保證正面熔寬為60 62mm，背面熔寬為50 52mm，熔深100mm，余高 0 2mm ；預(yù)熱溫度焊接前需要采用電加熱方式對焊縫及焊縫兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱， 預(yù)熱溫度達(dá)到180°C開始施焊；施焊溫度施焊時道間溫度應(yīng)控制在180°C -220°C ；隨時采用點溫計進(jìn)行反面測 量，若溫度低于該溫度，則應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)補溫；焊接順序采用多層多道焊，以填滿截面內(nèi)的坡口；正面焊接幾道后，若發(fā)現(xiàn)板材 變形，應(yīng)將工件翻身，采用碳弧氣刨清根，再實施反面焊接；在板材未發(fā)生焊接變形的 情況下，應(yīng)盡量將正面多焊接幾道，以防止板材翻身時產(chǎn)生開裂； 焊接材料采用與結(jié)構(gòu)鋼屈服強度同等級的3Y焊絲或焊條； 焊接參數(shù)焊接電流700 780A，電弧電壓31 36V，焊接速度35 49 cm/min， 線能量30 42KJ/cm，電特性為直流反接；焊后處理焊接工作完成后，焊縫及兩側(cè)150mm范圍內(nèi)需要加熱到200-250°C，保 溫達(dá)2小時，然后再采用巖棉墊覆蓋緩冷處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼平對接焊焊接工藝方法，其特征在于， 焊接方式為埋弧自動焊。
全文摘要
本發(fā)明尤其涉及到船用高強鋼超厚板焊接工藝，它針對EH36Z100mm的高強鋼船體結(jié)構(gòu)鋼板的平對接焊，提出了一種平對接焊工藝方法，對焊接坡口、焊前預(yù)熱、施焊溫度、焊接順序、焊接規(guī)范參數(shù)、焊后冷處理均有提出了行之有效的規(guī)范；使得超厚板高強鋼的焊接工藝能夠順利實現(xiàn)，提高勞動效率、節(jié)省原材料、降低生產(chǎn)成本、減少船舶建造周期，成功的實現(xiàn)此鋼種首次大規(guī)模的工程實際應(yīng)用，并且彌補了國內(nèi)在EH36Z100mm厚板高強度船體結(jié)構(gòu)用鋼焊接這一部分的技術(shù)規(guī)范空白。
文檔編號B23K9/235GK102009256SQ20101056964
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者嚴(yán)俊, 李紹燕, 梁天山, 王宇, 蔡鈿, 魏建平, 黃麗 申請人:武昌船舶重工有限責(zé)任公司