船用高强度钢焊接工艺

1、船用高强度钢焊接工艺作者根本信息： xxxxx摘要: 我国船舶工业正面临着新的开展机遇。而焊接技术是船舶建造工程的关键 工艺技术， 是建立现代造船模式的支撑技术。 根据现代船舶开展 , 船用高强度钢 也逐步用在船体结构的制造中，文章以D36钢为例详细介绍焊接工艺过程及焊 接质量控制中应该注意的问题 , 总结出实际生产中高强度钢的焊接工艺。关键词：船舶；D36钢；焊接工艺Abstract：China's shipbuilding industry is facing a new opportunity for development. Welding technology is the

2、key technology of ship construction, and technologies that support the establishment of a modern shipbuilding mode. According to the development of modern ships, ships have gradually used in high strength steel used in the manufacture of the hull structure, article to the D36： a case study in detail

3、 the process of welding technology and welding quality control should pay attention to the problem, summarized in the actual production of high strength steel welding process.Key words：Ship； D36 type steels ； Welding technique船舶制造业自 2 0 世纪初开始研究应用焊接技术， 并于1 9 2 0 年 以英国船厂首次采用焊接技术建造远洋船为标志， 使焊接技术逐渐在 船厂得到

4、推广应用，并迅速取代铆接技术。而随着造船技术的开展， 船用高强度板也逐步在船体建造中使用， 主要用于代替局部大厚度的 船用普通板，船体中的高应力部位，重要受力局部的构件。使用高强 度板的优点是可以减轻船体重量， 降低建造难度，提高船体建造质量。 由于高强度钢是在普通船用钢板的根底上添加了其他的合金元素， 焊 接性能和普通船用钢板有所区别， 现以船用 D36 钢为例介绍高强度钢 的C02焊接工艺。1 焊接材料1.1 母材船用D36钢材料中除含有一定量的碳之外，还有 Mn Si、Nb V等合 金元素，使D36钢的机械性能得到提高，改善了 D36钢的强度与硬度， 韧性和塑性也很好， 特别是低温下的冲

5、击韧性很高， 这样可以用于船上低温部位的结构由于D36钢中的合金含量比拟高，钢材的淬硬倾向比拟大。焊接 时，熔合线附近硬度最大， 使该区域的延展性和韧性降低，由于焊接 热生成淬硬组织，在淬硬组织的部位，应力或应变超过一定限度，氢 超过一定的限度，容易出现焊接冷裂纹。因此，必须采用一定的焊接 工艺措施才能保证焊接质量。1.2 焊丝的选择根据中国船级社CCS的标准要求，焊丝必须与母材相匹配。针对D36 钢的特性，焊丝选用H10Mn外1.2实芯焊丝。2 焊接前准备现以50mm板对接焊缝为例，介绍焊接工艺2.1 母材坡口加工坡口加工一般采用数控切割机自动加工， 为减少焊接变形， 提高焊接 质量。坡口面

6、加工要求光滑、 无锯齿。加工后及时清理氧化皮及铁锈， 然后进行焊接。因为冷裂纹均发生在“富氢地带，在焊接高温作用 下，有大量的氢溶解在熔池中。在冷却凝固过程中，奥氏体转变为铁 素体的过程中，引起氢的溶解度急剧降低。此时氢竭力逸出，但因冷 却速度很快， 氢来不及逸出而保存在焊缝金属中， 从而使此处氢处于 过饱和状态。当氢的浓度足够高时，容易产生根部裂纹或焊趾裂纹。 焊接材料中的水分， 焊件坡口处的铁锈、 油污以及环境湿度等都是焊 缝中富氢的原因。因此，焊接前必须将坡口边缘清理干净。2.2 装配根据图纸要求进行装配，装配时工件之间的间隙不超过2mm错位不超过2mm坡口间的间隙应一致。板拼接好后，进

7、行定位焊，定位焊 采用与正式焊接时同样的焊丝，定位焊的高度不得超过焊缝高度的2/3。定位焊缝长度一般为5mm10mm焊缝间距长度为400mm定位焊 缝尽可能定在清根侧， 防止在焊接起始侧坡口点焊， 以减少焊接变形。 定位焊后，应检查焊缝有无缺陷，并及时清理补焊。2.3 焊前预热 考虑板材的化学成分及板材厚度， 钢材的淬硬倾向比拟大， 容易出现 焊接裂纹，因此焊接前必须对板材预热。 预热的作用是减缓焊接接头 的冷却速度，适当延长焊接接头在 AC3线以下800C至AC1线以下 500C以及AC1线500C 1000C的冷却时间，从而减少淬火组织，有 利于氢的逸出，防止冷裂纹的产生。对于船用D36高

8、强度钢预热温度 应控制在100C 150C。局部预热的范围，一般是焊缝两侧各 100mm200mm并严格地进行温度控制。3 焊接过程考前须知3.1 焊接线能量的控制 焊接时应严格按照工艺标准焊接，焊接线能量一般控制在 5000J/cm 以下。线能量过大，焊缝金属在高温停留时间长，会引起热影响区过 热使晶粒粗大，使该组织塑性变差，降低接头的抗裂性能；而线能量 过小，那么会使接头冷却速度加快，缩短冷却时间，使热影响区淬硬， 也会不利于氢的逸出，故而也增加冷裂倾向。因此，焊接线能量在施 工中应该严格进行控制。3.2 层间温度控制 层间温度为不低于120C，不高于250C。原那么上，层间温度不能低于

9、预热温度。 否那么，由于氢量的逐层积累和产生弯曲变形而带来根部应 力集中，导致冷裂纹倾向反而增大。在其他因素相对稳定，焊接过程 应连续，以保证稳定的热输入量以及适宜的层间温度。3.3 焊接顺序的控制 严格按照工艺和技术要求进行焊接， 特别对于对称焊缝应采用对称的 方法焊接，对于长焊缝，应尽量采用跳焊，退焊等方法，减少焊接应 力和变形。焊接过程中的拘束应力主要是不均匀加热及冷却过程所产 生的热应力，金属相变时产生的组织应力奥氏体与铁素体、珠光体、 马氏体之间的转变。 相对于相变时体积变化形成的应力， 结构自身拘 束所造成的应力更具破坏性。分段制造、船台合拢中的装配形式、焊 接次序都将对拘束应力产

10、生影响， 不同的装配形式和焊接次序往往会 产生截然不同的结果。 因此， 我们在实际生产中应该制订出一套合理 的焊接工艺。3.4 操作的控制 焊接的环境要稳定， 防止空气流动影响气体的保护效果。 尽量防止在 潮湿的环境中焊接。由于是多道焊接，层间的飞溅清理要彻底。反面 焊接前用气刨彻底清根，坡口打磨，清理干净后焊接。4 焊后检查及处理 1 肉眼检查 焊缝外表应平整，光滑，焊缝宽度一致，余高符合工艺要求。外表应无气孔，裂纹，咬边等缺陷。2无损检测 用磁粉对焊缝外表， 近外表的缺陷进行检查。 再用超声波对焊缝进行 检查。随后采用 X 射线拍片的方法对焊缝进行检查。3缺陷处理检查中假设发现气孔、 裂纹及其它超标缺陷如夹渣， 咬边，未熔合等， 对缺陷部位进行批除处理， 批除须出白后应打磨清理干净后再进行焊 接。总之, 随着船舶工业的开展，大厚度，高强度钢将得到越来越广 泛的应用， 对其焊接工艺的研究也将越来越深入。 性能更加优越的焊 接材料将不断地在船舶工业中得到应用，焊接工艺方法也将更加成 熟。我国造船吨位总量现已到达世界第三， 按照国家制订的开展规划， 正在向世界第一造