[發(fā)明專利]艉軸包超厚鑄鋼件與鍛鋼件焊評測試件及其焊接方法

有效

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• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113245670B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張輝;陳淑梅;陳旭東;鄭和輝;梅先志;丁振;王興龍
• 申請（專利權(quán)）人: 招商局重工（江蘇）有限公司;招商局郵輪制造有限公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/235;B23K9/32;G01N1/28;G01N3/08;G01N3/30
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 蔣慧妮

本發(fā)明提供了一種艉軸包超厚鑄鋼件與鍛鋼件焊評測試件及其焊接方法。本發(fā)明通過坡口設(shè)計、焊前焊后控溫要求、定位焊和正式焊順序控制要求，焊接應(yīng)力控制要求完成了鑄鋼件和鍛鋼件之間的板對板對接焊測試板的制備，并通過該測試板代替實際板對方鋼或板對圓鋼對接焊，以用于焊評工藝的性能檢測，本發(fā)明提供的焊接方法保證了焊縫質(zhì)量并且滿足工件精度要求，為艉軸包超厚鑄鋼件與鍛鋼件焊接提供了良好的思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種艉軸包超厚鑄鋼件與鍛鋼件焊評測試件及其焊接方法。

背景技術(shù)

隨著海洋資源的不斷開發(fā)，船舶載重越來越大，船體結(jié)構(gòu)重量越來越大，現(xiàn)有的艉軸包基本均采用鑄鋼件，僅僅艉軸包鑄鋼件重量就超過100噸以上，但由于鑄鋼件澆鑄工藝的特點決定了鑄鋼件成品缺陷較多，為了保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，鑄鋼件超余量設(shè)計需要通過厚重結(jié)構(gòu)保證受力。為降低制造費用，8萬噸半潛打撈工程船艉軸包擬用鍛鋼件代替鑄鋼件異形外伸結(jié)構(gòu)以減少鑄鋼件重量,從而降低制造費用，同時，采用鑄鋼件同鍛鋼件結(jié)合焊接的方式以簡化澆鑄艉軸包成一整體式鑄鋼件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，降低制作難度。但是鑄鋼件板厚達(dá)到220mm，鍛鋼件采用Ф220的圓鋼或220*220方鋼結(jié)構(gòu)，在鑄鋼件和鍛鋼件接口處，焊縫厚度超過220mm，焊縫長度僅有220mm。由于鑄鋼件與鍛鋼件同屬易裂材料，之前也從未有過鑄鋼件與鍛鋼件全熔透對接焊的經(jīng)驗，且焊縫厚度超厚，使得兩者的焊接成為一大難題。在實際應(yīng)用前，需要對兩者的焊接工藝性能進(jìn)行焊評，而板與圓鋼或方鋼對接，在制作焊評去驗證此接口的工藝性能時，導(dǎo)致取力學(xué)試樣難度大。因此，如何完成焊評試驗以及如何焊接此接口，成為一項值得研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種艉軸包超厚鑄鋼件與鍛鋼件焊評測試件及其焊接方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

艉軸包超厚鑄鋼件與鍛鋼件焊評測試件的焊接方法，包括如下步驟：

S1、準(zhǔn)備原料，分別鑄造和鍛造兩塊板作為焊評測試件基板，兩塊板分別為鑄鋼件和鍛鋼件，其測試件長度滿足力學(xué)試驗取樣要求，所述測試件與所述艉軸包所用鑄鋼件及鍛鋼件選用同樣的厚度、同樣的化學(xué)成分和制作工藝，并將其放在與艉軸包鑄鋼件和鍛鋼件焊接相同的工位進(jìn)行焊接；

所述S1中測試件采用兩套，正式焊評測試件用一套，剩下的一套測試件以備復(fù)試使用；

S2、接頭準(zhǔn)備，將所述鍛鋼件沿厚度中心對稱開雙J型坡口，所述鑄鋼件開I型坡口；

S3、預(yù)熱，對焊接區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱，并對待焊件做好保溫，保證焊接區(qū)域溫度不低于180℃；

S4、裝配定位：在先焊側(cè)的背面點定位焊，定位焊點在根部，定位焊長度至少100mm,定位焊間距300~400mm,控制裝配間隙在0~5mm范圍內(nèi)；

S5、正面施焊：在正面坡口側(cè)采用藥芯焊絲進(jìn)行氣保焊打底和熱焊道，當(dāng)打底焊完成后，立即開始熱焊道的焊接，間隔時間要盡可能的短，除非更換焊絲，否則在打底焊和熱焊道完成前，不得終止焊接，在正面坡口側(cè)熱焊道完成后，再次采用藥芯焊絲進(jìn)行氣保焊填充，至少再填充兩層再進(jìn)行背面碳刨清根；

S6、背面碳刨清根：進(jìn)行背面碳刨清根，根據(jù)焊件整體變形量調(diào)整清根深度；

S7、背面施焊：在施焊前，打磨滲碳層，采用藥芯焊絲進(jìn)行氣保焊，參照S5中的正面焊接工序進(jìn)行焊接，當(dāng)背面連續(xù)焊完4層后，根據(jù)接頭變形情況選擇焊接面，并將最后的焊道留在蓋面層中間，作為回火焊道；

S8、焊后熱處理：焊接完成后，在焊縫還沒冷卻至室溫前，立即做560℃下，4h熱處理完成焊評測試件的焊接制備。

當(dāng)焊縫溫度降至室溫后，即可做NDT，對于焊評測試件，在確認(rèn)無損探傷合格后，按照標(biāo)準(zhǔn)要求切樣做力學(xué)試驗；