NO.96型LNG船建造過程中殷瓦的焊接工藝探討

(江蘇熔盛船舶工程研究設(shè)計(jì)院有限公司 海工設(shè)計(jì)所，江蘇 南通 226532)

LNG船是在低溫下運(yùn)輸液化氣的專用船舶，其核心部分的殷瓦(INVAR)的焊接至關(guān)重點(diǎn)。NO.96型LNG船。貨艙每個(gè)絕緣層都要鋪設(shè)厚度約0.7 mm的殷瓦材料，全船液貨艙區(qū)的殷瓦總焊長(zhǎng)度達(dá)100多 km，要保證100%無漏點(diǎn)，焊接要求非常高。

1 焊接難點(diǎn)

焊接工藝包括手工焊和自動(dòng)焊兩大部分，它所涉及到的板材為國(guó)內(nèi)首次使用的殷瓦鋼，涉及到的焊接材料為國(guó)內(nèi)首次使用的專用焊材M93，涉及的自動(dòng)焊焊機(jī)同樣為國(guó)內(nèi)首次使用。殷瓦鋼的焊接技術(shù)成為L(zhǎng)NG船建造必須攻克的技術(shù)關(guān)鍵。由于殷瓦鋼厚度小到0.7 mm，目前采用TIGMIG焊接方法，對(duì)焊接工人的素質(zhì)要求非常高。同時(shí)，對(duì)作業(yè)環(huán)境要求也比較高。

殷瓦鋼板含有36%的鎳。這是一種非?！皨少F”的材料，常溫下接觸到水或油，8 h以內(nèi)就會(huì)生銹，而且由于殷瓦鋼板厚度僅0.7 mm，一旦生銹，整張都將報(bào)廢。一般殷瓦鋼出廠前都覆蓋一層塑料薄膜加以保護(hù)，每卷都用塑料袋密封，裝在木箱內(nèi)，LNG船施工現(xiàn)場(chǎng)必須配備具有除濕功能的空調(diào)，除了提供給施工者25%的新鮮空氣外，還要保證整個(gè)艙內(nèi)干燥度保持在60%以上。即使是在這樣的環(huán)境下，無意中接觸到油或水，殷瓦鋼在24 h內(nèi)也會(huì)生銹，因此工人們施工時(shí)必須戴橡膠手套。目前國(guó)內(nèi)尚無殷瓦鋼生產(chǎn)能力。

2 模擬艙建造殷瓦手工焊接工藝

2006年，南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司(NACKS)成立了LNG項(xiàng)目組，其中殷瓦焊接是其中一個(gè)課題，并從GTT公司聘請(qǐng)高級(jí)焊接技師進(jìn)行實(shí)際操作指導(dǎo)，并在焊接中進(jìn)行過程控制，對(duì)焊接操作人員每個(gè)焊件都做成樣件進(jìn)行金相分析，并做好焊接記錄。

2.1 工器具準(zhǔn)備

準(zhǔn)備作業(yè)時(shí)所必須的工器具。面罩、防塵口罩、遮光眼鏡、皮手套、皮頭圓錘、毛刷、焊鉗、焊接電纜、TIG焊機(jī)、焊條袋、焊條、夾具、鎢極棒等。

2.2 機(jī)器的點(diǎn)檢

TIG焊機(jī)的點(diǎn)檢內(nèi)容為①通電后，焊機(jī)指示燈是否正常；②確認(rèn)良好接地；③檢查觸電保護(hù)裝置(電防)是否正常動(dòng)作；④檢查冷卻水管是否漏水；⑤檢查焊槍是否破損；⑥檢查鎢極尖度是否滿足要求；⑦檢查焊接電纜是否出現(xiàn)絕緣破損而露出銅線。

2.3 準(zhǔn)備焊條及鎢極棒

1)確認(rèn)母材(殷鋼)的厚度，選擇合適的焊接材料(直徑不同)。另外，所選用的焊材應(yīng)符合《焊接材料使用基準(zhǔn)》。

2)根據(jù)《焊接材料管理基準(zhǔn)》進(jìn)行焊條的保管，管理。

3)鎢極棒應(yīng)保存在專用工具盒中，避免與皮膚直接接觸。鎢極棒應(yīng)在砂輪上打磨成尖頭形狀。

2.4 檢查搭接邊

1)檢查殷瓦搭接邊是否平整，是否處于襯墊條的中央，夾具是否有效。

2)確認(rèn)點(diǎn)焊的施工是否正確。

3)檢查搭接邊內(nèi)是否有異物，確保無油漬、水及其它雜質(zhì)。

2.5 搭接邊清掃

用專用毛刷將搭接邊的異物去除掉。

2.6 焊接條件

焊接條件參見表1、2。

表1 TIG焊接標(biāo)準(zhǔn)條件

表2 不同連接TIG焊接標(biāo)準(zhǔn)條件

2.7 焊接作業(yè)

2.7.1 平搭接焊

1)鎢極要露出焊槍端部約0.5 cm，鎢極棒要保持對(duì)母材和焊接進(jìn)行方向約成75°。另外對(duì)橫方向保持90°。

2)使用焊條時(shí)，送絲速度和焊接速度要協(xié)調(diào)一致，且保持焊絲熔融在熔池均勻；鎢極尖端在氬氣的吹力作用下保持距熔池0.6 cm左右；擺動(dòng)的幅度在焊絲直徑的3倍左右，兩端稍有停頓，成弧

線擺動(dòng)或直線擺動(dòng)(焊接時(shí)，發(fā)出的“嗤嗤”的聲音時(shí)間間隔均勻)。

3)要時(shí)常清理槍頭飛濺附著的熔渣，并更換備用的鎢極棒。

2.7.2 搭接仰焊

1)焊條的傾斜，在焊接前進(jìn)方向上約成45°，在對(duì)母材的垂直方向上約成90°；鎢極棒在焊接方向以及在對(duì)母材的垂直方向上皆約成90°。

2)因飛濺以及熔滴容易滴落，須注意安全。

2.8 接頭的端部處理

1)包角焊接一定要根據(jù)焊角長(zhǎng)度來決定焊縫厚度。包角部位容易產(chǎn)生咬邊，要特別注意。

2)焊縫的收尾及焊縫續(xù)接。①當(dāng)一道焊縫要收尾時(shí)，建議將熔池填充飽滿，電弧向上收起，并松開手握開關(guān)；②當(dāng)沿著前道焊縫續(xù)焊時(shí)，電弧應(yīng)該在前道焊縫最后一個(gè)熔池稍微停頓2～3 s，以至該熔池呈現(xiàn)大小一樣的魚鱗片狀，然后實(shí)施續(xù)焊；③如果一條焊縫過長(zhǎng)，續(xù)焊前應(yīng)不需除去前道焊縫的熔渣，以起到續(xù)焊時(shí)引弧引起的飛濺。

2.9 焊接結(jié)束

拆下焊鉗線與焊接電纜的連接，用皮頭圓錘輕輕拂去焊渣。

2.10 焊接后的檢查

除去焊渣后，對(duì)焊道全線進(jìn)行目視檢查，若有咬邊，焊瘤，凹痕等缺陷的話，進(jìn)行補(bǔ)修，對(duì)焊縫進(jìn)行100%的著色檢驗(yàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

焊接參數(shù)的合理選取及WPS(焊接工藝規(guī)程)的科學(xué)制定是保證焊接質(zhì)量的前提，通過理化分析等手段對(duì)焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)，才能保證焊接工作的順利進(jìn)行。