[发明专利]厚板材与铸钢件焊接工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及到海工产品领域，特别是涉及到一种100mm厚EH36板材与铸钢件焊接工艺。

背景技术

焊接是通过加热、加压或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛且种类多，厚板焊接也是焊接的一种，它通常是指需要进行三层或三层以上多层焊的板材焊接。其碳含量比较高，焊接冷裂纹特别敏感，焊接难度大。厚板在船体结构中一般用于较重要的部位，如船壳板、主机基座等。而船体结构中的铸钢件通常具有较大的厚度和刚度，且形状复杂，一般用于承受较大载荷的构件，如艏柱、尾柱、舵杆和艉轴架等。如何控制好厚板的焊接质量是钢结构产品制造成功与否的关键之一,也是难点之一。传统的焊接工艺存在以下缺陷：焊接收缩量大，焊接应力与变形控制难度大；多层多道焊，容易产生缺陷且不易返修；设置的临时焊点较多，对母材表面的修补较多；若出现返修则需要将焊接工艺流程重新走一遍，这样就无法保证产品制作周期；焊接收缩量大，一旦发生变形，矫形难度就比较高。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种厚板材与铸钢件焊接工艺，它能解决现有工艺所存在的焊接缺陷、母材损伤等问题。

本发明的目的是这样实现的： 厚板材与铸钢件焊接工艺，其特征在于：加工步骤如下：

1）、备料：

准备好需焊接的100mmE36板与铸钢；

2）、焊接工艺评定和试验；

3）、施焊顺序和焊接条件确认；

4）、确认是否合格：

a、装配质量检查；b、坡口间隙、坡口形状、角度、钝边和坡口面清理情况检查；c、衬垫检查；d、焊机、工具、安全检查，易燃易爆物的防护；e、焊接材料检查；f、气体纯度以及管路检查；g、施焊条件检查；

5）、检查引弧板/熄弧板；

6）、预热：

对热温度进行测量并控制；

7）、依次进行定位焊、打底焊、层间焊接，及时对焊接缺陷修整；

8）、焊接过程检查：

a、工艺流程、焊接参数；b、焊道清洁、层间温度检查；c、焊道质量检查；d、二氧化碳气体流量、纯度、压力检查；e、送丝稳定性、焊丝伸出长度检查；导电嘴、保护气罩检查；

9）、焊接完成：

焊工自行检查焊缝外观，并填写外观质量检查记录；

10）、打磨：

对场地进行清扫；

11）、UT检测，并给出报告：

UT检测合格，进行记录、验收，不合格则进行返修。

本发明减少了焊接缺陷及母材损伤，减少了修补量，缩短了制作周期，节约了建造成本。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明：

具体实施时，首先，制定焊接工艺规程：1.适用范围，焊接方法：a、认可范围：板厚50~200mm；b、钢材等级：EH36&铸钢件；c、焊接方法：气体保护焊；d、接头形式：对接焊；e、试块的准备与清洁方法：机械加工，打磨；f、试块厚度：100mm；g、焊接位置：立焊、平焊/3G、1G。2. 坡口形状的控制：严格控制坡口角度及装配间隙，通过减少焊接量的方式减少热输入。3.对焊接方法、焊接材料、焊接参数等作出相关要求，确保焊接性能：a、焊材选用：SQJ501Ni(L)4Y；b、背面要求：背刨；c、气体纯度：CO2≥99.95%；d、气体流速：15~25L/min；e、背刨/衬垫：陶瓷衬垫&背刨；f、预热温度：120℃；g、层间温度：最大250℃；h、焊后热处理要求：完成焊接后加温至250℃，保温3小时，然后按每小时50℃的速度冷却；i、其他要求：层间最大宽度：16mm、振幅频率：6mm、间隔距离：15~25mm、焊枪角度：90°。4.再通过实验对焊接工艺规程进行验证。其次，通过对焊接难点的研究，制定有针对性的对策：1.碳含量高，冷裂纹敏感性强，焊接难度大，应对方法：a、焊前严格按要求进行预热，并保证钢板均匀加热；b、采用工艺认可的专用焊丝SQJ501Ni(L)4Y，并严格按照焊接工艺评定通过的焊接工艺参数进行焊接；c、焊接时为确保焊缝的冲击韧性，严格按焊接工艺评定要求控制焊接操作手法，以保证焊缝和热影响区的冷弯和冲击性能；2.焊接收缩量大，焊接应力和变形控制难度大；应对方法：a、严格按工艺评定结果控制坡口切割角度及坡口装配间隙，避免不必要的焊接填充；b、在焊接过程中，控制焊接顺序，根据工件的变形情况及时调整焊接顺序。然后，制定焊接工艺流程，明确各环节的控制点及相关人员责任。最后，根据质量控制要点，实行有效的控制措施：1.焊前清理：a、坡口面必须打磨至呈现金属光泽；b、坡口两侧50mm范围内不得出现氧化皮、锈、油脂、涂料、水分等影响焊接质量的杂质；2.预热、层间温度及焊后热处理温度控制：a、温度预热至120℃方可进行焊接，包括装配定位焊及母材/焊缝修补；b、层间温度最大不得高于250℃；c、完成焊接后加温至250℃，保温3小时，然后按每小时50℃的速度进行冷却；d、温度测量点必须距离焊缝边缘50mm处；e、预热时，应在焊缝两侧进行加热，加热宽度应为焊件焊接处厚度的1.5倍以上；d、返修的预热区域需适当加宽，以防止焊接裂纹；3.焊接环境：a、按要求100mm厚EH36板与铸钢件焊接，必须在跨内进行；b、如遇特殊情况，必须搭设保温棚；4．焊接注意点：a、同一焊缝应连续焊接，一次完成；b、焊接完成48小时后进行UT检测；c、禁止随意在母材上焊接马板、连接板等临时设施，如必须设置，在焊接前按照工艺要求对母材进行预热；c、在切除临时设施时，也必须进行预热，避免伤及母材，且必须及时进行修补，并打磨出圆滑过渡；d、所有施工过程中对母材的损伤，必须立刻告知QC及焊接部门主管，按要求预热和进行修补，严禁私自处理。本发明针对焊接难点，制定相关应对措施，减少了焊接缺陷及母材损伤，并通过减少修补量来缩短制作周期，提高了效率，节约了建造成本。