船用高強度鋼AH36的焊接工藝

胡利明

（廣州浩粵船舶工業(yè)有限公司，廣州 510111）

摘要：隨著世界船舶工業(yè)的快速發(fā)展，船用高強度鋼AH36在船舶工業(yè)上的應用越來越普遍?；诖酶邚姸蠕揂H36在我國船舶建造中還處于發(fā)展階段，而高強度鋼的焊接施工工藝方案采用正確與否直接影響到船體焊接質量好壞。本人結合我公司在建50 m雙體客滾船的現(xiàn)場所遇到的焊接問題，通過對AH36船用高強度鋼材料的焊接性分析，總結出一套適合船用高強度鋼AH36的焊接工藝。

關鍵詞：船用高強度鋼； AH36；焊接工藝

Welding Procedure for Marine High-tensile Steel (AH36)

HU Liming

( Guangdong Hopeyue Shipbuilding Industry Ltd. Guangzhou 510111 )

Abstract: Along with the rapid development of world marine industry, the application of marine high-tensile steel (AH36) will be more and more extensive in marine industry. Based on the stage of development for marine high-tensile steel (AH36) in Chinese shipbuilding, welding procedure for high-tensile steel will affect directly the welding quality of hull. Hereby, this paper summarizes the procedure suited for high-tensile steel (AH36) according to the analysis on welding questions during welding for 50m Ropax Catamaran Ferry built by our company and welding performance of high-tensile steel (AH36).

Key words: Marine high-tensile steel; AH36;Welding procedure

1前言

自20世紀初，歐美造船先驅者已經開始研究應用焊接技術，并于1920年以英國船廠首次采用焊接技術建造遠洋船為標志，逐漸地取代了傳統(tǒng)的鉚接技術，使焊接技術逐漸在船舶建造中得到迅速的推廣。伴隨著造船技術的發(fā)展，船用高強度鋼AH36也逐漸在船體建造中使用。在船舶設計建造中，同等結構強度下，使用高強度鋼可以減輕船體重量，提高船舶裝載量，在一定程度上減小了船舶單位載重量的運營成本。由于高強度鋼材料是在普通強度鋼的基礎上添加了其他的合金元素，其焊接性能不同于普通強度鋼的。為了提高高強度鋼船舶的建造質量，縮短建造周期，節(jié)省造船成本，制定一套行之有效的船用高強度鋼AH36的焊接工藝，對以后我國高強度鋼船舶的建造有一定的指導意義?，F(xiàn)將我公司在建50m雙體客滾船的船用高強度鋼AH36的焊接性能和焊接工藝作介紹。

2AH36船用高強度鋼材料的焊接性分析

2.1AH36高強度鋼材料化學成分及機械性能

化學成分見表1，機械性能見表2。

表1化學成分（%）

表2機械性能

2.2AH36高強度鋼碳當量的估算

根據國際焊接學會推薦的碳當量公式計算AH36高強度鋼的碳當量為：

2.3AH36高強度鋼的焊接性分析

根據以上公式的計算結果： CE=0.355 2>0.40可知，當板厚小于20 mm，AH36高強度鋼材淬硬傾向不大，焊接性良好，不需要預熱。

2.4焊接材料的選用分析

根據對焊縫性能要求選擇焊接材料，低合金高強度鋼焊接材料的選擇首先應保證焊縫金屬的強度、塑性、韌性達到產品的技術要求，同時還應該考慮抗裂性及焊接生產效率等。由于低合金高強度氫致裂紋敏感性較強，因此，選擇焊接材料時應優(yōu)先采用低氫焊條和堿度適中的埋弧焊焊劑。

3AH36高強度鋼的焊接工藝方案

3.1焊前的準備工作

1）主要坡口的準備

對接接頭坡口見圖1，陶質襯墊焊坡口見圖2。

圖1對接接頭坡口

圖2陶質襯墊焊坡口

2）接縫處的清潔

采用砂輪機將掛在接縫處的切割熔渣和氧化皮打磨清除，并采用壓縮空氣將接縫處的金屬粉塵和塵土吹走。

3）定位焊要求

采用J501藥芯焊絲或J506焊條，定位焊長度≥50 ㎜，焊腳如果≥4 ㎜或者呈凸形會影響正常焊接施工，應采用砂輪機將此類定位焊磨成小焊腳及凹形；焊前應清除影響焊接缺陷的水份、油污等雜物；焊縫不允許存在裂紋、氣孔、夾渣及弧坑等超標缺陷，如產生則必須清除干凈后重新進行定位焊；不允許在尖、銳角處進行定位焊。

4）其它焊前的準備

工班長將焊接規(guī)格表或施工圖中的設計焊腳清晰地標在待焊焊縫附近。正式焊接前，對接縫兩側30 ㎜范圍內，用風動鋼絲輪或風動砂輪清除干凈鐵銹、底漆、焊點、馬腳等影響焊接質量的雜物。正式焊接前須對焊機進行檢查，并進行必要的調試；對接縫兩端必須安裝引熄弧板，板厚為母材的±2 mm。

3.2焊接方法以及焊接材料的選用

1）藥芯焊絲CO2氣體保護焊

材料選J501焊絲Φ1.2 ㎜，純CO2氣體，其主要使用在以下部位：外板（包括甲板）對接縫、角焊縫；船體結構角焊縫；主機座、軸系及其相接部位的對接縫、角接縫；帶纜樁及其覆板搭接縫；錨唇角焊縫。

2）埋弧自動焊

材料選H08A焊絲 Φ1.2 ㎜，其主要使用在以下部位：甲板板對接縫外側(包括大合攏)；左、右片體合攏對接縫外側；艉封板對接縫外側；平直艙壁板、平臺板、頂板對接縫外側。

3）焊條電弧焊

材料選J506焊條Φ3.2 ㎜，其主要使用在氣體保護焊難以焊接的邊角部位。

3.3焊接工藝要求

1）總組及搭載外板對接縫，內側開坡口、外側清根焊接，內側采用藥芯焊絲CO2焊，甲板等平直板縫外側采用埋弧自動焊，舷側板平直立對接縫采用爬坡自動焊，其他采用藥芯焊絲CO2焊。

2）焊接相應位置的焊工必須具有相應的焊接資格。

3）堿性焊條使用前必須按要求進行烘焙，使用過程中注意保溫。

4）靠近合攏口的端接縫，必須預留150～200 ㎜緩焊區(qū)，待分段總組或搭載后焊接。

5）焊接過程中如有缺陷的產生，必須徹底清除后才能繼續(xù)焊接。

6）多層多道焊每道焊縫必須清渣干凈，每道焊縫必須焊完才能焊接下道焊縫，相鄰的焊接接頭必須錯開50 ㎜以上。

7）結構焊腳尺寸按照《焊接規(guī)格表》，K實=0.9～1.1K設。為減少焊接變形，盡可能按負公差進行控制。

8）焊接過程中，焊工嚴格按工藝要求施工，控制好焊腳大小，工班長須起監(jiān)督作用。

9）傾斜部位禁止采用下行焊法。

10）分段的焊接應安排焊工對稱施焊，并遵循從中間往前后、左右方向焊接的原則。

11）遇到大風天氣焊接，必須采用擋風板進行擋風。

12）對接縫端面及其兩側30 ㎜范圍內，正式焊接前必須采用風動鋼絲輪打磨清除鐵銹、氧化皮等雜物，水份、油污采用割炬烘烤去除，禁止帶水作業(yè)。

13）焊縫飛濺由焊工自行清理，焊道接頭、焊瘤由批磨工打磨光順，焊縫表面不允許進行整體打磨。

3.4焊接順序要求

同一平面上平行構件，焊接方向必須保持一致；結構焊接順序，原則上是從中間向兩端焊；對接縫和角接縫并存時應先焊對接縫，后焊角接焊縫；平角焊和立角焊并存時應先立角焊后平角焊；平角焊的長度超過2 m時，應從中間向兩端焊，2 m以上的焊縫最好是采用分段退焊法；分段,總段焊接時應左右對稱同時施焊；總段環(huán)形接縫焊接前，先將總段間的縱向構件的對接焊縫焊完，然后才進行環(huán)形接縫焊接，最后焊接內部構件與船體外板、甲板、內底板等的角焊縫；環(huán)形接縫在十字接頭的焊接程序，應先焊縱向焊縫，后焊環(huán)形接縫焊縫；總段環(huán)形接縫焊接時，應由雙數(shù)焊工在船的左右同時對稱地焊接。

3.5焊接參數(shù)

1) 三種焊接方法的焊接參數(shù)

CO2半自動焊參數(shù)見表3，焊條電弧焊參數(shù)見表4。

表3CO2半自動焊焊接參數(shù)

表4焊條電弧焊焊接參數(shù)

埋弧自動焊參數(shù)見表5。

表5埋弧自動焊焊接參數(shù)

2）焊縫檢驗要求

當船體結構施焊完工后，應對完工后的全部焊縫按《船體焊縫表面質量檢驗要求》（CB/T3802-1997）進行外觀檢查；所有完工的焊縫應成型美觀、致密，均勻地向母材過渡，沒有裂紋，沒有過大的增高以及不應有的焊瘤、弧坑和咬邊等超標缺陷存在；焊縫的內部質量標準按ABS規(guī)范執(zhí)行；X光拍片部位由質量部依據無損探傷圖決定。

4 結束語

從我公司在建50 m雙體客滾船焊接質量來看，其主要存在兩大問題：冷裂紋和焊接接頭的疲勞。各種船上構件在組立和焊接等關鍵工序中必須合理選擇工藝參數(shù)，制定和采取相應的工藝方案和措施，從而避免冷裂紋的產生，并且使焊接接頭處具有適當?shù)目估瓘姸群推趶姸?，從而達到各種生產要求。從50 m雙體客滾船的焊接情況可以發(fā)現(xiàn)，雖然在其焊接過程中存在一定的難度，但只要嚴格按照焊接工藝施工，合理地選擇焊接方法和焊接參數(shù)，加強裝配和焊接過程的質量監(jiān)管，完全可以建造出高質量的船舶。

參考文獻

[1]張志明, 譚長英.焊接手冊[M].中國機械工程學會, 1992

[2]曹良裕,魏戰(zhàn)江. 鋼的碳當量公式及其在焊接中的應用[M] 1998