船用超厚板拼板埋弧焊焊接工艺制造技术

本发明专利技术是船用超厚板拼板埋弧焊焊接工艺，包括超厚的止裂钢板焊接的焊材选择、坡口加工、坡口拼接、反变形处理、定位焊焊接、焊前预热、焊接工艺参数控制和焊接层间温度控制，焊后残余变形处理以及探伤，最后对焊接区域的保温等工序，焊接过程中，超厚的止裂钢板采用X型坡口型式且焊接坡口角度小，大幅减小止裂钢板的焊接填充量，焊前预热采用电磁加热，热量由厚板中间向表面扩散加热，加热更加均衡，有效防止局部加热，提高焊接质量；采用规范的预热技术和工艺要求、先进焊接工艺技术参数和焊接反变形控制技术，在焊接过程中板材多次翻身，同时采用多层多道焊的方式进行焊接，确保焊后平直度和精度要求的优点。平直度和精度要求的优点。平直度和精度要求的优点。

【技术实现步骤摘要】
船用超厚板拼板埋弧焊焊接工艺


[0001]本专利技术涉及超厚板焊接工艺
，具体为船用超厚板拼板埋弧焊焊接工艺。

技术介绍

[0002]随着干线集装箱运输贸易的不断发展，16000TEU、24000TEU等超大型集装箱船大量建造。此类超大型船舶建造中，船舶主甲板、舱口围区域使用了大量的70～95mm超厚的止裂钢板，止裂钢板的上屈服强度ReH不小于460Mpa、抗拉强度Rm：570～720Mpa，强度高，刚性大，焊接要求极高，业内一直缺乏规范的先进焊接工艺和技术；且对于相应的焊接坡口型式、焊接工艺参数流程、焊接质量控制均未形成规范的先进工艺规范。
[0003]目前船舶建造行业内通用的常规厚板埋弧焊坡口型式为X型坡口(2/3板厚加1/3板厚)，其坡口角度为上面60
°
下面80
°
，先焊接2/3板厚的坡口一侧，焊接结束后翻身背刨，再焊接1/3坡口位置。这种焊接方式存在坡口角度较大，焊接填充量及工作量相对较大；焊接角变形难以控制，焊后平直度和精度无法达到建造要求；缺乏规范和先进的预热技术，焊接质量无法有效保证，合格率偏低返工量大；对于超厚板(止裂钢)缺乏专业的焊接工艺技术规范要求，无法适用于此类板材的焊接缺陷控制。
[0004]因此，为了提高超厚的止裂钢板材的焊接质量，大幅减小焊接填充量，确保焊后平直度和精度达到建造要求，提供一种船用超厚板拼板埋弧焊焊接工艺。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是提供一种船用超厚板拼板埋弧焊焊接工艺，以解决上述背景技术中提出的问题，本专利技术具有采用小坡口，焊前电磁预热技术和规范的工艺要求及焊接反变形控制技术，多次翻身且多层多道焊的方式进行焊接，极大的提高焊接质量，大幅减小焊接填充量，确保焊后板材平直度和精度达到建造要求的优点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种船用超厚板拼板埋弧焊焊接工艺，包括以下步骤：(1)焊材选择：待焊接钢板为70～95mm厚度的EH47BCA、EH40BCA止裂钢板。EH47BCA止裂钢板的屈服强度ReH≥460Mpa、抗拉强度Rm在570～720Mpa范围之内，焊接材料匹配为：采用CO2气保焊的焊材选用TWE
‑
81K2药芯焊丝配合纯CO2保护气体(定位焊用),采用埋弧自动焊时焊丝为TSW
‑
E31配合焊剂TF
‑
250。EH40BCA止裂钢板的屈服强度ReH≥390Mpa、抗拉强度Rm在510～650Mpa范围之内，采用CO2气保焊的焊材选用Supercored81
‑
K2药芯焊丝配合纯CO2保护气体(定位焊用),埋弧自动焊焊丝为H14配合焊剂Superflux55ULT。
[0007](2)止裂钢板对接焊缝处切割坡口：正面坡口角度为50
°±5°
，深度为3/5板厚含留根6
±
2mm，背面坡口为60
°±5°
。坡口型式角度小，极大减小了焊接填充量及工作量，保证超厚的止裂钢板材的焊接质量要求，而且能大幅减小此类特殊板材的焊接填充量，确保后续焊后平直度和精度达到建造要求。
[0008](3)坡口拼接：将开好X型对接坡口两块钢板拼接，坡口的上坡口夹角为50
°±5°
，
下坡口夹角为60
°±5°
，坡口的根部间隙为0～1mm，清理坡口及靠近坡口两侧20mm区域内的杂质。
[0009](4)止裂钢板做反变形处理：止裂钢板材装配定位，自由状态下，板片拼装时增加
‑1°
～
‑2°
的反变形。
[0010](5)定位焊焊接：在所述坡口内定位焊接，每个定位焊的长度不小于50mm；定位焊焊接材料与正式焊接材料相同，定位焊焊前需预热，可采用火焰加热或电磁加热，预热温度为125℃～150℃。
[0011](6)焊前预热：主体焊缝采用电磁加热的方法进行预热，预热温度为125℃～150℃，温度测量点为距离焊缝75mm位置处。厚板中间向表面扩散加热，加热更加均衡。有效防止局部加热，带来后续的焊接问题。
[0012]采用电磁加热节电效果至少能达到30％，最高的可达到70％以上。
[0013](7)焊接工艺参数：先焊接50
°±5°
的坡口面，焊接电流为650A～730A，焊接电压为26V～30V，焊接速度为460mm/min，不含留根的焊接厚度约21mm～25mm，焊接角变形约为+4
°
，剩余15mm～30mm板厚焊缝待反面焊接结束后最后焊接，然后进行翻身，翻身后使用碳弧气刨的方式对其进行背刨，深度为30mm～48mm，打磨出清见金属光泽后开始焊翻身面；
[0014]翻身面的焊接电流：700A～800A，焊接电压：28V～32V，焊接速度：460mm/min，翻身全部焊接完成后，其焊缝的角变形量约为+2
°
；
[0015]再次翻身，焊接正面剩余的厚度15mm～30mm焊缝，焊接电流：700A～800A，焊接电压为28V～32V，焊接速度为460mm/min，直至焊缝焊接完毕，焊接过程中严格控制工艺参数，全部焊接完成后，其焊缝的角变形量约为0
°
。
[0016](8)焊接层间温度控制：焊接过程中，焊接层间温度高于预热温度，焊接层间温度控制在125℃～250℃，若焊接过程中温度下降较快，可在焊接过程中在焊缝一侧放置加热块，加热块持续对焊接区域加温保温。
[0017]优选的，在所述焊接过程中，采用引熄弧板，引弧、熄弧长度不小于100mm，中途如存在熄弧或焊穿现象，应用碳弧气刨对熄弧处进行处理，刨除长度不小于100mm，重新引弧时焊丝对准位置应在处理位置向后延伸20mm处。起弧和收弧时电流电压有瞬间的变化，容易产生缺陷，采用引熄弧板避免产生缺陷和损伤工件。
[0018]更为优选的，所述焊接采用多层多道焊的焊接方式，前面焊道的熔渣必须彻底清除干净。
[0019]更为优选的，所述在焊接过程中进行变形控制，包括以下步骤：
[0020](1)利用焊接时的焊接参数控制焊道厚度以及已产生的角变形，经过经验预估和计算，制定钢板翻身时机以对角变形进行调整和控制，并在后续焊接中不断利用焊接参数及焊缝角变形进行调整，最终获取平整的埋弧自动焊焊缝和止裂钢板材；
[0021](2)制定反变形的控制方案：自由状态下，板片拼装的反变形为
‑1°
～
‑2°
，持续焊接，直到焊道厚度达约21mm～25mm，变形量为3
°
～4
°
时进行翻身；
[0022](3)翻身后进行清根处理，95mm板清根深度最大达48mm，变形量为
‑3°
～
‑4°
，此面焊接完毕再次翻身，将剩余焊缝进行焊接，直至焊接完成。
[0023]更为优选的，所述焊接变形与控制方案之间有差异时，通过控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用超厚板拼板埋弧焊焊接工艺，包括以下步骤：(1)焊材选择：待焊接钢板为70～95mm厚度的EH47BCA、EH40BCA止裂钢板。EH47BCA止裂钢板的屈服强度ReH≥460Mpa、抗拉强度Rm在570～720Mpa范围之内，焊接材料匹配为：采用CO2气保焊的焊材选用TWE
‑
81K2药芯焊丝配合纯CO2保护气体(定位焊用),采用埋弧自动焊时焊丝为TSW
‑
E31配合焊剂TF
‑
250；EH40BCA止裂钢板的屈服强度ReH≥390Mpa、抗拉强度Rm在510～650Mpa范围之内，采用CO2气保焊的焊材选用Supercored81
‑
K2药芯焊丝配合纯CO2保护气体(定位焊用),埋弧自动焊焊丝为H14配合焊剂Superflux55ULT；(2)止裂钢板对接焊缝处切割坡口：正面坡口角度为50
°±5°
，深度为3/5板厚含留根6
±
2mm，背面坡口为60
°±5°
；(3)坡口拼接：将开好X型对接坡口两块钢板拼接，坡口的上坡口夹角为50
°±5°
，下坡口夹角为60
°±5°
，坡口的根部间隙为0～1mm，清理坡口及靠近坡口两侧20mm区域内的杂质；(4)止裂钢板做反变形处理：止裂钢板材装配定位，自由状态下，板片拼装时增加
‑1°
～
‑2°
的反变形；(5)定位焊焊接：在所述坡口内定位焊接，每个定位焊的长度不小于50mm；定位焊焊接材料与正式焊接材料相同，定位焊焊前需预热，可采用火焰加热或电磁加热，预热温度为125℃～150℃；(6)焊前预热：主体焊缝采用电磁加热的方法进行预热，预热温度为125℃～150℃，温度测量点为距离焊缝75mm位置处；(7)焊接工艺参数：先焊接50
°±5°
的坡口面，焊接电流为650A～730A，焊接电压为26V～30V，焊接速度为460mm/min，不含留根的焊接厚度约21mm～25mm，焊接角变形约为+4
°
，剩余15mm～30mm板厚焊缝待反面焊接结束后最后焊接，然后进行翻身，翻身后使用碳弧气刨的方式对其进行背刨，深度为30mm～48mm，打磨出清见金属光泽后开始焊翻身面；翻身面的焊接电流：700A～800A，焊接电压：28V～32V，焊接速度：460mm/min，翻身全部焊接完成后，其焊缝的角变形量约为+2
°
；再次翻身，焊接正面剩余的厚度15mm～30mm焊缝，焊接电流：700A～800A，焊接电压为28V～32V，焊接速度为460mm/min，直至焊缝焊接完毕，焊接过程中严格控制工艺参数，全部焊接完成后，其焊缝的角变形量约为0
°
；(8)焊接层间温度控制：焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，刘银君，张会霞，张磊，赵照，
申请(专利权)人：江苏扬子鑫福造船有限公司，
类型：发明
国别省市：