【技术实现步骤摘要】
本申请涉及船舶建造，具体而言，涉及一种lng船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法。
技术介绍
1、近年来，液化天然气(lng)船与lng动力船等船舶需求稳步增长，lng船主要装载运营的液货为液化天然气，液化天然气的主要成分为甲烷，液化天然气存储需要低温存储，设计工作温度-169℃，液货舱可选用markⅲ、moss、c型罐等多种设计形式，可采用殷瓦钢、304不锈钢、铝合金、高锰钢等作为液货舱建造使用材料。
2、而成本更为低廉的新型材料高锰钢正在成为市场热点，价格相对ni钢较低、高锰钢钢板成本不到ni钢成本的30％，高锰钢焊材成本不到ni钢匹配镍基焊材的10％。另外，mn元素在地球上的储量非常丰富，性能相对ni钢更具有优势，高锰钢是制作lng燃料存储罐的理想材料。高锰钢在-196℃条件下具有良好的冲击韧性，可以替代目前广泛使用的超低温金属，如9ni，5ni、不锈钢等。高锰钢c、mn、cr、ni等含量较高，焊接过程中要保证钢板良好的综合性能，所以在对这一材料进行焊接过程难度非常大，焊接接头还容易发生断裂问题。
3、高锰钢焊接时主要有以下问题：
4、1、高锰钢具有良好的低温冲击韧性及综合性能，当高锰钢加热到300℃时，原溶解到奥氏体金属中的碳就会从奥氏体晶粒内向晶界析出，并聚集在晶界形成碳化物，破坏奥氏体组织的完整性，使高锰钢脆化力学性能大幅度下降，导致高锰钢热影响区产生裂纹；
5、2、高锰钢的线膨胀系数为纯铁钢的1.5倍，是碳素钢的2倍，体积收缩率和线膨胀系数较大，焊接过程中容易出现应力产
6、3、焊接材料熔敷金属中合金元素高，熔池流动性差，滞留在焊缝中或未得到稀释，易产生夹渣、气孔、裂纹等缺陷；
7、4、高锰钢钢板屈服及抗拉实测分别650mpa和900mpa左右，焊缝熔敷金属本身强度较低，焊接接头理化试验，横向弯曲从焊缝中心位置容易弯断。
8、因此，在加工制造过程中，如果切割方法、焊接方法、焊接参数选择不当，就会导致钢体出现裂纹，技术不成熟还会造成大量原材料浪费。
9、综上所述，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种lng船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其能够通过合理的坡口设计，以及合理的焊接工艺参数、焊接材料、层间温度控制、操作方法等保证焊接接头性能和表面焊缝成型。
2、具体提供了一种lng船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，包括以下步骤：
3、s1、以高锰钢钢板为母材，对接母材并按照预定要求处理坡口；
4、s2、根据母材匹配焊接材料；
5、s3、对坡口进行短弧焊的方式进行焊接；
6、s4、焊接完毕后进行无损检测；所述无损检测至少包括：着色检测、超声波检测和射线检测。
7、在一种可实施的方式中，在步骤s1中，所述坡口的根部间隙c的范围为0-2mm，留根p的范围为0-3mm，高锰钢钢板的板厚t的范围为8-20mm；所述坡口的角度为60°-70°。
8、在一种可实施的方式中，在步骤s2中，所述焊接材料为低氢型焊条，所述焊条的直径为2.5mm-3.2mm。
9、在一种可实施的方式中，在步骤s3中，至少包括以下内容：
10、s31、装配与母材材质一致的引弧板与熄弧板；
11、s32、将匹配的低氢型焊条在300℃-350℃环境下进行烘焙处理；
12、s33、在引弧板上进行引弧，引弧方式采用划擦法；
13、s34、电流类型采用直流反接，焊接设备采用直流电焊机；采用短弧焊，以直线形、月牙形或锯齿形运条焊接。
14、在一种可实施的方式中，在步骤s34中，至少包括以下内容：
15、s341、采用多层多道焊对正面坡口进行焊接，至少包括正面打底焊、正面填充焊和正面盖面焊；
16、s342、在正面坡口焊接结束后，翻身进行反面碳弧气刨清根；
17、s343、采用多层多道焊对反面坡口进行焊接，反面焊缝至少包括反面填充焊及反面盖面焊。
18、在一种可实施的方式中，在步骤s341中，正面打底焊的焊接电流为70-100a，正面打底焊的焊接电压为20-22v，正面打底焊的焊接速度为5-10cm/min，正面打底焊采用短弧焊电弧长度小于等于2.5mm，每层厚度2-3mm，横向摆动宽度6-7mm，电弧在坡口两侧停留时间均为0.1-0.2s；
19、正面填充焊及正面盖面焊的焊接电流为100-120a，正面填充焊及正面盖面焊的焊接电压为22-25v，正面填充焊及正面盖面焊的焊接速度为10-15cm/min；正面填充焊及正面盖面焊采用短弧焊的电弧长度小于等于3mm，每层厚度2-3mm，横向摆动宽度8-9mm，电弧在坡口两侧停留时间均为0.2-0.3s。
20、在一种可实施的方式中，在步骤s341中，在打底焊时，采用直径为2.5mm的焊条，填充焊及盖面焊均采用直径为3.2mm的焊条。
21、在一种可实施的方式中，碳刨深度1/3t≤h≤1/2t，碳刨的横截面为u型，并且碳刨宽度b与碳刨深度h要求b/h≥1.5。
22、在一种可实施的方式中，每层每道焊道焊接完毕后均需清理焊渣；且控制层间温度小于等于100℃。
23、在一种可实施的方式中，在步骤s343中，反面填充焊及反面盖面焊均采用直径为3.2mm的焊条，反面填充焊及反面盖面焊的焊接电流为100-120a，反面填充焊及反面盖面焊的焊接电压为22-25v，反面填充焊及反面盖面焊的焊接速度为10-15cm/min，反面焊采用短弧焊，电弧长度≤3mm，每层厚度2-3mm，横向摆动宽度8-9mm，电弧在坡口两侧停留时间均为0.2-0.3s。
24、与现有技术相比，本申请的有益效果为：
25、在本申请的技术方案中，通过采用焊条电弧焊双面焊焊接方式，通过合理的坡口设计，以及合理的焊接工艺参数、焊接材料、层间温度控制、操作方法等保证焊接接头性能和表面焊缝成型。
26、通过控制坡口的根部间隙，减少焊缝填充量，有利于焊缝变形控制。
27、通过控制焊接过程中的电弧长度，避免渗透过渡或不足导致焊接质量下降。考虑焊条电弧焊焊接线能量最小，可以把焊接热输入造成的脆化程度降低到最小，保证焊接质量。
28、在液货舱制作过程中，使用co2气体保护焊进行焊接时，存在不可到达的焊接部位，通过采用焊条电弧焊，操作灵活方便、适应性强、可达性好，不受场地和焊接位置限制，实际应用占比很高。
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1.一种LNG船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的LNG船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤S1中，所述坡口的根部间隙C的范围为0-2mm，留根P的范围为0-3mm，高锰钢钢板的板厚t的范围为8-20mm；所述坡口的角度为60°-70°。
3.根据权利要求1所述的LNG船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤S2中，所述焊接材料为低氢型焊条，所述焊条的直径为2.5mm-3.2mm。
4.根据权利要求1所述的LNG船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤S3中，至少包括以下内容：
5.根据权利要求4所述的LNG船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤S34中，至少包括以下内容：
6.根据权利要求5所述的LNG船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤S341中，正面打底焊的焊接电流为70-100A，正面打底焊的焊接电压为20-22V，正面打底焊的焊接速度为5-10cm/min，正面打底焊采用短弧焊电弧
7.根据权利要求5所述的LNG船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤S341中，在打底焊时，采用直径为2.5mm的焊条，填充焊及盖面焊均采用直径为3.2mm的焊条。
8.根据权利要求5所述的LNG船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，碳刨深度1/3t≤h≤1/2t，碳刨的横截面为U型，并且碳刨宽度b与碳刨深度h要求b/h≥1.5。
9.根据权利要求5所述的LNG船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，每层每道焊道焊接完毕后均需清理焊渣；且控制层间温度小于等于100℃。
10.根据权利要求5所述的LNG船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤S343中，反面填充焊及反面盖面焊均采用直径为3.2mm的焊条，反面填充焊及反面盖面焊的焊接电流为100-120A，反面填充焊及反面盖面焊的焊接电压为22-25V，反面填充焊及反面盖面焊的焊接速度为10-15cm/min，反面焊采用短弧焊，电弧长度≤3mm，每层厚度2-3mm，横向摆动宽度8-9mm，电弧在坡口两侧停留时间均为0.2-0.3s。
...【技术特征摘要】
1.一种lng船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的lng船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤s1中，所述坡口的根部间隙c的范围为0-2mm，留根p的范围为0-3mm，高锰钢钢板的板厚t的范围为8-20mm；所述坡口的角度为60°-70°。
3.根据权利要求1所述的lng船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤s2中，所述焊接材料为低氢型焊条，所述焊条的直径为2.5mm-3.2mm。
4.根据权利要求1所述的lng船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤s3中，至少包括以下内容：
5.根据权利要求4所述的lng船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤s34中，至少包括以下内容：
6.根据权利要求5所述的lng船液罐用高锰钢双面电弧焊的焊接方法，其特征在于，在步骤s341中，正面打底焊的焊接电流为70-100a，正面打底焊的焊接电压为20-22v，正面打底焊的焊接速度为5-10cm/min，正面打底焊采用短弧焊电弧长度小于等于2.5mm，每层厚度2-3mm，横向摆动宽...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏皓春，王冰，王敬，贺进巍，钱明，彭能源，
申请(专利权)人：江南造船集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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