斜坡板氣電焊工藝研究及實(shí)船推廣應(yīng)用

張剛力， 劉秋亮

(中船澄西船舶修造有限公司， 江蘇 江陰 214400)

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斜坡板氣電焊工藝研究及實(shí)船推廣應(yīng)用

張剛力， 劉秋亮

(中船澄西船舶修造有限公司， 江蘇 江陰 214400)

氣電立焊是一種適用于大型船舶建造的高效焊接方法。通常氣電立焊僅限于舷側(cè)外板垂直大合攏縫焊接中，然而我們通過(guò)對(duì)該工藝的多次研究和不斷試驗(yàn)，成功地將此工藝方法應(yīng)用到了斜面上，如頂邊艙斜板和底邊艙斜板合攏縫，并取得了CCS船級(jí)社的認(rèn)可。該工藝在實(shí)船運(yùn)用中可得到高效率、高質(zhì)量的焊縫。

斜坡板氣電焊焊接試驗(yàn)效率分析

0　引言

在常規(guī)船舶建造中，頂邊艙斜板和底邊艙斜板處的中組焊縫通常采用CO2氣體保護(hù)焊焊接。焊接效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊縫質(zhì)量不穩(wěn)定等不足是其缺點(diǎn)。通過(guò)采用新的焊接工藝——斜坡板氣電焊，則很好地彌補(bǔ)了常規(guī)CO2氣體保護(hù)焊的不足。

1　焊接工藝性能試驗(yàn)

1.1焊前準(zhǔn)備

依據(jù)CCS船級(jí)社規(guī)范《材料與焊接規(guī)范》進(jìn)行試驗(yàn)。材質(zhì)：DH36，試板尺寸：δ18 mm×200 mm×1 000 mm，尺寸及坡口形式如表1所示。

1.2焊接規(guī)范

焊接規(guī)范如表2所示。

1.3外觀檢查

焊縫外觀成形良好，無(wú)裂紋、咬邊、氣孔、焊瘤等缺陷。

1.4無(wú)損檢測(cè)

PT滲透檢查按《船舶鋼焊縫磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)工藝和質(zhì)量分級(jí)》(CB/T3958-2004)進(jìn)行檢驗(yàn)；X射線檢測(cè)按《船舶鋼焊縫照相工藝及質(zhì)量分級(jí)》(CB/T3558-2011) 進(jìn)行檢驗(yàn)；最終焊縫質(zhì)量PT檢測(cè)達(dá)到Ⅱ級(jí)合格指標(biāo)，RT檢測(cè)達(dá)到Ⅱ級(jí)合格指標(biāo)。

1.5力學(xué)試驗(yàn)

力學(xué)試驗(yàn)如表3所示。

表1　試板尺寸及坡口形式　　　　　　　　　　　　　單位：mm

表2　焊接規(guī)范(立對(duì)接)

表3　力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果

2　實(shí)船推廣應(yīng)用

2.1現(xiàn)場(chǎng)施工及焊縫成形

在2#39 500 DWT船上進(jìn)行試用。通過(guò)在實(shí)船底邊艙斜板的試焊，正面成形良好，但背面成形不理想，鐵水有溢出現(xiàn)象，焊后表面打磨干凈，探傷合格，說(shuō)明焊縫內(nèi)部無(wú)缺陷。

2.2背面成形不理想成因及解決方法

2.2.1成因

通過(guò)組織召開(kāi)斜坡板氣電焊推廣應(yīng)用專(zhuān)題會(huì)，進(jìn)一步認(rèn)真分析后認(rèn)為產(chǎn)生此種情況的原因是焊縫間隙與襯墊槽寬不匹配。由于當(dāng)時(shí)采用的陶瓷襯墊槽口太寬，導(dǎo)致鐵水溢到兩邊未熔合的區(qū)域，如圖1所示。

圖1　焊縫間隙與襯墊槽寬不匹配分析

2.2.2解決方法

(1) 考慮采用增大電流的方法來(lái)改善反面成形問(wèn)題，但該方法會(huì)降低效率，提高成本，且過(guò)大的焊接熱輸入量會(huì)大幅降低焊縫的力學(xué)性能，因此不建議采用。

(2) 調(diào)整裝配間隙和槽寬，選擇槽口寬度為14 mm的新型襯墊(JN-1001-③)，如圖2所示。通過(guò)實(shí)船使用，最后獲得了理想的背面成形，焊縫表面基本不需要打磨，如圖3所示。

圖2　新型陶瓷襯墊形式及尺寸

圖3　采用新型陶瓷襯墊后的焊縫背面成形

施焊過(guò)程中應(yīng)盡量減少斷弧，因?yàn)樵跀嗷√幹匦缕鸹”容^困難，而且很容易產(chǎn)生缺陷。目前斜坡板氣電焊工藝已經(jīng)在48 500 DWT、47 700 DWT、39 500 DWT、64 000 DWT系列船上大范圍推廣使用。

3　生產(chǎn)效率分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，可知斜板氣電焊的工作效率要比傳統(tǒng)CO2氣體保護(hù)焊高1.7倍，如表4所示。若以48 500 DWT散貨船為例，單船約有420 m斜坡板焊縫，如果采用斜坡板氣電焊，工時(shí)可節(jié)約440 h。而且隨著板厚度和長(zhǎng)度的增加，斜坡板氣電焊的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯。

表4　兩種焊接方法效率對(duì)比分析

4　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此項(xiàng)研究，我們?cè)?0°斜面上實(shí)現(xiàn)斜坡板氣電焊自動(dòng)焊，打破了公司以往氣電焊只能在90°垂直面使用的慣例，標(biāo)志著公司自動(dòng)焊接技術(shù)水平上了一個(gè)新臺(tái)階。它不但提高了生產(chǎn)效率，降低了用工成本，提高了焊縫質(zhì)量，而且還彌補(bǔ)了當(dāng)前造船勞動(dòng)力不足的現(xiàn)狀，為公司降本增效，可持續(xù)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。

[1]國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì).船舶鋼焊縫磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)工藝和質(zhì)量分級(jí):CB/T 3958-2004[S].2004.

[2]中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部.船舶鋼焊縫射線檢測(cè)工藝和質(zhì)量分級(jí):CB/T 3558-2011[S].2011.

[3]中國(guó)船舶工業(yè)總公司.船體焊接表面質(zhì)量檢驗(yàn)要求:CB/T 3802-1997[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1997.

[4]中國(guó)船級(jí)社.材料與焊接規(guī)范[M].北京：人民交通出版社，2012.

[5]船舶焊接手冊(cè)編寫(xiě)委員會(huì).船舶焊接手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2004.

Slope Board Electrogas Welding Research and Shipboard Extending

ZHANG Gang-li， LIU Qiu-liang

(Chengxi Shipyard Co., Ltd., Jiangyin Jiangsu 214400, China)

EGW is an efficient welding method which is suitable for large ships. In general, EGW is limited to the side plate vertical folded butt welds. For time after time research and tests, the procedure was applied on the slope board successfully, such as wing tank side plate and hopper tank side plate folded butt welds. At the same time, the procedure is approved by CCS classification. Finally, the high qualified welds were got and high efficiency during the production was also achieved.

Slope board electrogas weldingWelding examinationEfficiency analysis

張剛力(1987-)，男，工程師,主要從事船舶和鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝研究。

U671

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