一種高強度船體結構用鋼立角焊焊接工藝方法

2023-12-06 07:36:46 3

專利名稱：一種高強度船體結構用鋼立角焊焊接工藝方法
技術領域：
本發明尤其涉及到船用高強鋼的立角焊焊接工藝。
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製造領域，高強度鋼佔 有越來越重要的位置，已廣泛應用於船舶、橋梁、汽車、高層建築建設等領域。而國 內，高強鋼的應用範圍也在逐漸增大，但總體上應用還不成熟、僅佔鋼總用量的10%左 右，比例較小。而關於高強鋼厚板的焊接工藝尚未形成一定的焊接工藝文件，相關焊接 工藝的設計研究存在不足。中國船級社(CCS)的2009年7月出版的《材料與焊接規範》 也沒有給出相關的工藝規範。由於船用高強鋼強度高，可以為節約鋼材和減輕焊接結構自重創造條件，故採 用性能優良的高強度鋼可促進船舶結構向大型化、輕量化和高效能方向發展，其發展前 景廣闊。因此開展厚板高強度鋼焊接工藝措施研究，可以提升公司技術水平和綜合競爭 力，減小材料損耗，節省工序、提高工作效率、便於焊接工藝的順利進行、降低生產成 本。本發明經過改變工藝措施，對母材為CCSD 60mm與CCSA 15mm高強鋼立角焊焊 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立角焊焊接工藝方 法，針對CCSDeomm與CCSA 15mm的高強度船體結構用鋼立角焊，能節省較多的焊接 材料、電能和工時，且易於加工，能夠有效的減小焊接變形。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立角焊焊接工藝方 法，其特徵在於，針對母材為CCSD 60mm與CCSA 15mm的高強度船體結構用鋼立角 焊，包括以下工藝參數及步驟焊接坡口為雙V型坡口，焊接坡口角度為50° 士 5°，焊角尺寸為44 4 5mm ο預熱溫度焊接前需要採用氧乙炔方式對焊縫及焊縫兩側150mm範圍內進行預 熱，預熱溫度達到100°C開始施焊。施焊溫度施焊時道間溫度應控制在100°C-150°C。施焊過程中，任何時候 焊縫處的溫度應控制在100°C 150°C，隨時採用點溫計進行反面測量，若溫度低於該溫 度，則應進行相應補溫。焊接順序採用多層多道焊，以填滿截面內的坡口；焊接時，應進行監控，隨 時觀測板材焊接變形狀態，若發現板材焊接變形，則應調整焊接順序，儘量減少焊接變形焊接材料採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160 200A，電弧電壓26 28V，焊接速度7 12cm/ min,線能量23 42KJ/cm，電特性為直流反接。焊接方式為二氧化碳氣體保護焊。原有的焊接原則工藝僅從船體結構所在部位處焊接方法著手說明焊接工藝問 題，但未曾細化到從船用鋼材自身特點出發形成焊接工藝，而本專利依據船用高強鋼厚 板的力學性能和化學成分等特點，形成其獨特的焊接工藝，並由此總結形成焊接工藝文 件，可以作為焊接原則工藝的補充說明。通過改變工藝流程實現60mm的CCSD板材與15mm的CCSA板材的立角焊焊
接工藝，通過焊接性試驗、焊接工藝評定等措施，制定出不同高強鋼之間的立角焊焊接 方案，提高了勞動效率，節省原材料和工序。也可作為工藝改進和船東與入級部門檢驗 的依據，用於指導現場施工，在工藝設計與實際生產中架起橋梁。


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為焊接順序示意圖。
具體實施例方式一、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，嚴格遵守工藝紀律並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。3.坡口內及坡口邊緣兩側各30mm內的正反面與端面應除去水漬、油汙、鐵鏽、 掛渣及碳刨殘留的粘碳等對焊接質量有影響的雜物。4.雨、雪天嚴禁露天施焊。當環境相對溼度大於90%時，應採取相應措施，否 則禁止施焊；二氧化碳氣體保護焊當風速大於2m/s時，焊接時應採取防風措施。二、焊接材料及焊接方法1.本材料可採用二氧化碳氣體保護焊進行焊接。2.焊接材料採用與結構鋼屈服強度同等級的3Y焊絲或焊條。三、焊接工藝1.焊接坡口形式如圖1所示2.施焊前，安裝引弧板及熄弧板，採用多層多道雙面埋弧焊進行焊接。3.焊接前需要採用氧乙炔方式對焊縫及焊縫兩側150mm範圍內進行預熱，預熱 溫度達到100°C開始施焊，施焊時道間溫度應控制在100°C-12(TC。施焊過程中，任何時 候焊縫處的溫度應控制在100°C-15(TC，隨時採用點溫計進行反面測量，若溫度低於該 溫度，則應進行相應補溫。4.焊接時，應進行監控，隨時觀測焊接變形狀態，若發現板材焊接變形，則應調整焊接順序，儘量減少焊接變形。5.焊件焊完後，自然緩冷處理。四、焊後清理及檢驗1.焊後焊工應認真清除焊縫焊渣及兩側的飛濺物。2.施焊完後，對焊接進行外觀及無損檢測。具體要求按有關要求執行。3.焊縫缺陷的返修需要用碳弧氣刨將缺陷徹底清除，清除部位應光滑過渡。實施例1採用二氧化碳氣體保護焊1、焊接材料如下焊絲HTW-711 (E501T-1) Φ 1.2 二氧化碳氣體純度>99.5%2、焊接順序及坡口尺度如圖2所示。3、焊接規範參數見下表1 表1焊接規範參數
焊接次序焊接方式電特 性焊接電 流(A)電弧電 壓(V)焊接速度 (cm/min)線能量 (KJ/cm)正面焊接氣體保護焊反接160-20026-287-1127-42打底及中 間焊道氣體保護焊反接160-18026-288-1223-34蓋面焊氣體保護焊反接180-20026-288-1226-38 最後所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發明的技術方案而非限 制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解， 可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範 圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種高強度船體結構用鋼立角焊焊接工藝方法，其特徵在於，針對母材為CCSD 60mm與CCSA 15mm的高強度船體結構用鋼立角焊，包括以下工藝參數及步驟焊接坡口為雙V型坡口，焊接坡口角度為50°，焊角尺寸為44 45mm ； 預熱溫度焊接前需要採用氧乙炔方式對焊縫及焊縫兩側150mm範圍內進行預熱， 預熱溫度達到100°C開始施焊；施焊溫度施焊時道間溫度應控制在100°C-150°C ；施焊過程中，任何時候焊縫處 的溫度應控制在100°C 150°C，隨時採用點溫計進行反面測量，若溫度低於該溫度，則 應進行相應補溫；焊接順序採用多層多道焊，以填滿截面內的坡口； 焊接材料採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160 200A，電弧電壓26 28V，焊接速度7 12 cm/min， 線能量23 42KJ/cm，電特性為直流反接。
2.根據權利要求1所述的高強度船體結構用鋼立角焊焊接工藝方法，其特徵在於，焊 接方式為二氧化碳氣體保護焊。
全文摘要
本發明尤其涉及到船用高強鋼立角焊接工藝，它針對CCSD60mm與CCSA15mm的高強鋼立角焊，提出了一種立角焊焊接工藝方法，對焊接坡口、焊前預熱、施焊溫度、焊接順序、焊接規範參數、焊後冷處理均有提出了行之有效的規範；使得超厚板高強鋼的焊接工藝能夠順利實現，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，並且彌補了國內在CCSD60mm與CCSA15mm的高強鋼立角焊焊接這一領域的技術規範空白。
文檔編號B23K9/16GK102009257SQ201010568460
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者嚴俊, 侯佐新, 李迅科, 王宇, 王徵, 王樹順 申請人:武昌船舶重工有限責任公司