[发明专利]艉轴包超厚铸钢件与锻钢件焊评测试件及其焊接方法

说明书

本发明提供了一种艉轴包超厚铸钢件与锻钢件焊评测试件及其焊接方法。本发明通过坡口设计、焊前焊后控温要求、定位焊和正式焊顺序控制要求，焊接应力控制要求完成了铸钢件和锻钢件之间的板对板对接焊测试板的制备，并通过该测试板代替实际板对方钢或板对圆钢对接焊，以用于焊评工艺的性能检测，本发明提供的焊接方法保证了焊缝质量并且满足工件精度要求，为艉轴包超厚铸钢件与锻钢件焊接提供了良好的思路。

技术领域

本发明属于智能制造技术领域，尤其涉及一种艉轴包超厚铸钢件与锻钢件焊评测试件及其焊接方法。

背景技术

随着海洋资源的不断开发，船舶载重越来越大，船体结构重量越来越大，现有的艉轴包基本均采用铸钢件，仅仅艉轴包铸钢件重量就超过100吨以上，但由于铸钢件浇铸工艺的特点决定了铸钢件成品缺陷较多，为了保证结构强度，铸钢件超余量设计需要通过厚重结构保证受力。为降低制造费用，8万吨半潜打捞工程船艉轴包拟用锻钢件代替铸钢件异形外伸结构以减少铸钢件重量,从而降低制造费用，同时，采用铸钢件同锻钢件结合焊接的方式以简化浇铸艉轴包成一整体式铸钢件结构的复杂性，降低制作难度。但是铸钢件板厚达到220mm，锻钢件采用Ф220的圆钢或220*220方钢结构，在铸钢件和锻钢件接口处，焊缝厚度超过220mm，焊缝长度仅有220mm。由于铸钢件与锻钢件同属易裂材料，之前也从未有过铸钢件与锻钢件全熔透对接焊的经验，且焊缝厚度超厚，使得两者的焊接成为一大难题。在实际应用前，需要对两者的焊接工艺性能进行焊评，而板与圆钢或方钢对接，在制作焊评去验证此接口的工艺性能时，导致取力学试样难度大。因此，如何完成焊评试验以及如何焊接此接口，成为一项值得研究的课题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种艉轴包超厚铸钢件与锻钢件焊评测试件及其焊接方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

艉轴包超厚铸钢件与锻钢件焊评测试件的焊接方法，包括如下步骤：

S1、准备原料，分别铸造和锻造两块板作为焊评测试件基板，两块板分别为铸钢件和锻钢件，其测试件长度满足力学试验取样要求，所述测试件与所述艉轴包所用铸钢件及锻钢件选用同样的厚度、同样的化学成分和制作工艺，并将其放在与艉轴包铸钢件和锻钢件焊接相同的工位进行焊接；

所述S1中测试件采用两套，正式焊评测试件用一套，剩下的一套测试件以备复试使用；

S2、接头准备，将所述锻钢件沿厚度中心对称开双J型坡口，所述铸钢件开I型坡口；

S3、预热，对焊接区域进行预热，并对待焊件做好保温，保证焊接区域温度不低于180℃；

S4、装配定位：在先焊侧的背面点定位焊，定位焊点在根部，定位焊长度至少100mm,定位焊间距300~400mm,控制装配间隙在0~5mm范围内；

S5、正面施焊：在正面坡口侧采用药芯焊丝进行气保焊打底和热焊道，当打底焊完成后，立即开始热焊道的焊接，间隔时间要尽可能的短，除非更换焊丝，否则在打底焊和热焊道完成前，不得终止焊接，在正面坡口侧热焊道完成后，再次采用药芯焊丝进行气保焊填充，至少再填充两层再进行背面碳刨清根；

S6、背面碳刨清根：进行背面碳刨清根，根据焊件整体变形量调整清根深度；

S7、背面施焊：在施焊前，打磨渗碳层，采用药芯焊丝进行气保焊，参照S5中的正面焊接工序进行焊接，当背面连续焊完4层后，根据接头变形情况选择焊接面，并将最后的焊道留在盖面层中间，作为回火焊道；

S8、焊后热处理：焊接完成后，在焊缝还没冷却至室温前，立即做560℃下，4h热处理完成焊评测试件的焊接制备。

当焊缝温度降至室温后，即可做NDT，对于焊评测试件，在确认无损探伤合格后，按照标准要求切样做力学试验；