[發明專利]一種高強度船體結構用鋼平對接焊焊接工藝方法

有效

• 申請號: 201010569647.8
• 申請日: 2010-12-01
• 公開（公告）號: CN102009256A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 嚴俊;蔡鈿;王宇;李紹燕;魏建平;梁天山;黃麗
• 申請（專利權）人: 武昌船舶重工有限責任公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K9/235
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 周發軍

技術領域

本發明尤其涉及到船用高強鋼焊接工藝。

背景技術

焊接技術是現代船舶建造工程的關鍵工藝技術之一，在船體建造中船舶焊接質量是評價造船質量的重要指標。因此，焊接技術進步對推動造船生產的發展具有十分重要的意義。國際上，高強度鋼焊接技術在焊材成分和工藝設計方面發展較快，應用領域也在不斷擴大。在涉及特殊使用要求或惡劣工況環境下的鋼結構制造領域，高強度鋼占有越來越重要的位置，已廣泛應用于船舶、橋梁、汽車、高層建筑建設等領域。而國內，高強鋼的應用范圍也在逐漸增大，但總體上應用還不成熟、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《材料與焊接規范》也沒有給出相關的工藝規范。

本發明經過改變工藝措施，對于100mm厚的EH36高強鋼平對接焊焊接工藝進行研究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高強度船體結構用鋼平對接焊焊接工藝方法，針對EH36Z?100mm的高強度船體結構用鋼平對接焊，能節省較多的焊接材料、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。

為解決上述技術問題，本發明提供一種高強度船體結構用鋼平對接焊焊接工藝方法，其特征在于，針對母材為EH36Z?100mm的高強度船體結構用鋼平對接焊，包括以下工藝參數及步驟：

焊接坡口：雙V型坡口，坡口角度為70°±5°；背面V型坡口在距離板材背面30mm處向背面預留10mm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；

預熱溫度：焊接前需要采用電加熱方式對焊縫及焊縫兩側150mm范圍內進行預熱，預熱溫度達到180℃開始施焊；

施焊溫度：施焊時道間溫度應控制在180℃-220℃；施焊過程中，焊縫處的溫度應控制在180℃-220℃，隨時采用點溫計進行反面測量，若溫度低于該溫度，則應進行相應補溫；

焊接順序：采用多層多道焊，以填滿截面內的坡口；正面焊接幾道后，若發現板材變形，應將工件翻身，采用碳弧氣刨清根，再實施反面焊接。在板材未發生焊接變形的情況下，應盡量將正面多焊接幾道，以防止板材翻身時產生開裂；

焊接材料：采用與結構鋼屈服強度同等級的3Y焊絲或焊條；

焊接參數：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150mm范圍內需要加熱到200-250℃，保溫達2小時，然后再采用巖棉墊覆蓋緩冷處理。

優選的，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行拼板，拼板設定專用吊環進行焊接進程中的翻身工作；焊接中的拼板翻身應該采用縱向翻身，以防止拼板焊縫開裂。吊環安裝在非過渡卡的那面；厚板必須采取焊前預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的坡口，故采用多層多道焊以填滿截面內的坡口，防止出現焊縫開裂或延遲裂紋的發生，同時，前一道焊縫對后一道焊縫來說是一個“預熱”的過程；后一道焊縫對前一道焊縫來說相當于一個“后熱處理”的過程，有效地改善了焊接過程中應力分布狀態，利于保證焊接質量。選擇窄間隙焊接，可防止高強鋼過熱，改善焊接性；焊接工藝參數如電流、電壓和焊接速度等對罕見熱熱循環有很大的影響。

本發明通過改變工藝流程實現EH36Z?100mm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?100mm鋼板的焊接技術方案，使得超厚板高強鋼的焊接工藝能夠順利實現，可以提高勞動效率、節省原材料、降低生產成本、減少船舶建造周期等，成功的實現此鋼種首次大規模的工程實際應用，并且彌補了國內在EH36Z?100mm厚板高強度船體結構用鋼焊接這一部分的技術規范空白。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明的技術方案作進一步具體說明。

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。

具體實施方式

一、焊前準備

1.焊接前，焊工應認真熟悉施工圖紙及工藝，了解產品的技術要求及質量要求，嚴格遵守工藝紀律并嚴格按照本工藝的焊接要求進行施焊。

2.焊前認真檢查坡口尺寸及裝配質量是否符合質量標準要求。