船用發(fā)動(dòng)機(jī)局部裂縫補(bǔ)焊工藝性能分析研究

摘 要：對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)故障分析而言，發(fā)動(dòng)機(jī)局部裂縫屬于較大故障，大部分這種故障發(fā)生原因是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作時(shí)的延遲性冷裂縫，大多數(shù)裂縫都是呈現(xiàn)橫向裂縫，且裂縫都是徑向接管延伸的。根據(jù)筆者工作經(jīng)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)局部裂縫補(bǔ)焊工藝性研究尚且不夠，對(duì)于裂縫的挖補(bǔ)工作處理不夠到位，很多時(shí)候都會(huì)造成新裂縫的出現(xiàn)。所以本文從船用發(fā)動(dòng)機(jī)局部裂縫補(bǔ)焊工藝分析與角焊接補(bǔ)焊對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)焊可靠性分析兩個(gè)方向進(jìn)行對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)局部裂縫補(bǔ)焊工藝性能進(jìn)行分析研究，希望能夠通過研究找出船用發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)焊相對(duì)而言更有效的方式。

關(guān)鍵詞：船用發(fā)動(dòng)機(jī)；補(bǔ)焊；裂縫；挖補(bǔ)工作

在近些年來我國(guó)出航商船發(fā)生過多次船用發(fā)動(dòng)機(jī)局部焊接處泄露事件，泄漏點(diǎn)大多都是由裂縫導(dǎo)致，這些出現(xiàn)的裂縫從外觀上看皆為橫向裂縫，裂縫沿接管方向延伸，這些裂縫中部分與角焊接中心線呈現(xiàn)一定的角度。在事后工程技術(shù)人員對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)泄露事件進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些裂縫都是在沒有經(jīng)過嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝導(dǎo)致出現(xiàn)的延遲性冷裂縫。雖然被定性為不合格產(chǎn)品，但由于工期緊任務(wù)重，這些船用發(fā)動(dòng)機(jī)泄露都被經(jīng)過補(bǔ)焊后經(jīng)過液態(tài)水壓試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)，試驗(yàn)后進(jìn)行再次工作，所以對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)來說，裂縫的補(bǔ)焊工作極為重要。

1船用發(fā)動(dòng)機(jī)局部裂縫補(bǔ)焊工藝分析

1.1補(bǔ)焊部件材質(zhì)與規(guī)格

補(bǔ)焊部分為船用發(fā)動(dòng)機(jī)外殼部分，大多材質(zhì)為SA335-P22，規(guī)格大多為610*140mm，對(duì)于接管座而言，材質(zhì)大多為：12Cr1MoV，規(guī)格為 54*11mm

2.補(bǔ)焊工藝要點(diǎn)

1）首先對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)焊而言，需要割去發(fā)動(dòng)機(jī)管排下面的兩個(gè)焊接口，將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部無關(guān)部分清空，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部接管有水時(shí)，水位至少要少于補(bǔ)焊部分水位250mm；

2）對(duì)于補(bǔ)焊部分進(jìn)行集中清理，使用小型的鋼銑頭或者是清理干凈的角向磨光機(jī)進(jìn)行對(duì)于裂縫缺陷的集中清理，對(duì)于坡口進(jìn)行盡可能的符合原發(fā)動(dòng)機(jī)的修磨，對(duì)于坡口進(jìn)行局部放大檢查，使用高賠率放大鏡進(jìn)行檢查，盡可能保證裂縫部分被清除干凈；

3）對(duì)于需要補(bǔ)焊區(qū)域進(jìn)行集中環(huán)形加熱，對(duì)于補(bǔ)焊部分兩端的加熱寬度要求不少于100mm，對(duì)于溫度預(yù)熱要求不少于250°，預(yù)熱溫度保持20min以上才可以進(jìn)行焊接補(bǔ)焊，在距離補(bǔ)焊區(qū)域50mm處進(jìn)行熱電偶測(cè)溫電焊；

4）對(duì)于焊條的選擇，使用3.2熱317焊條，在補(bǔ)焊前對(duì)于焊條進(jìn)行350-400°的預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)間需要在1-2h作用，預(yù)熱后進(jìn)行保溫筒存放處理，在需要時(shí)候進(jìn)行取出使用；

5）在進(jìn)行首層焊縫焊接結(jié)束后，要進(jìn)行對(duì)于焊接厚度的一次清理，要磨掉焊縫一半的厚度，清理后才能進(jìn)行其他焊道的汗布，在焊補(bǔ)過程中要對(duì)于焊補(bǔ)間層進(jìn)行多次敲打錘擊，這樣可以減少焊接過程中的應(yīng)力，降低焊補(bǔ)難度。在補(bǔ)焊過程中要將焊補(bǔ)焊道高度高于原有焊道一個(gè)梯度，這樣可以讓處理后進(jìn)行焊道的再次打磨，以免傷害到船用發(fā)動(dòng)機(jī)本身殼體；

6）在補(bǔ)焊結(jié)束后迅速對(duì)于補(bǔ)焊區(qū)域進(jìn)行加熱處理，加熱的方式與加熱的區(qū)域和預(yù)熱區(qū)域相同，值得一提的是升溫與降溫速度不要過快，不要超過55°/h的溫度變化速度；

7）最后熱處理過后，使用角向磨光機(jī)進(jìn)行對(duì)于焊接多余高度進(jìn)行切削磨掉，對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)外表面進(jìn)行打磨光滑，露出金屬光澤。

2角焊縫補(bǔ)焊對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)焊可靠性分析

2.1角焊縫補(bǔ)焊對(duì)船用發(fā)動(dòng)機(jī)短時(shí)性能影響分析

在進(jìn)行焊接過后要對(duì)于焊接方案進(jìn)行研究，首先這種角焊接方式需要進(jìn)行焊接前期預(yù)熱過程，在焊補(bǔ)完成后也要進(jìn)行加熱來處理應(yīng)力，這些過程與船用發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝溫度相比屬于可接受溫度，所以對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)本身不會(huì)出現(xiàn)溫度差導(dǎo)致的機(jī)體損傷，因此在這種補(bǔ)焊方式在工藝上屬于可行的。

但是存在問題的是，在進(jìn)行補(bǔ)焊結(jié)束后的消氫處理溫度是在350-400°，這樣的溫度會(huì)對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)外殼產(chǎn)生一定程度的殘余應(yīng)力。根據(jù)作者親身實(shí)例筆記研究證明，在船用發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)焊后工作1000h后，補(bǔ)焊參與應(yīng)力會(huì)基本消除，所以對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)而言，角焊縫補(bǔ)焊方式不會(huì)對(duì)于機(jī)體造成應(yīng)力破壞。

3角焊縫補(bǔ)焊對(duì)船用發(fā)動(dòng)機(jī)持久強(qiáng)度的影響

船用發(fā)動(dòng)機(jī)由于要履行發(fā)動(dòng)機(jī)本身工作任務(wù)，所以外表面會(huì)出現(xiàn)較多工作用徑向管孔，這些管孔會(huì)使得船用發(fā)動(dòng)機(jī)外殼受應(yīng)力的強(qiáng)度有所降低，因此船用發(fā)動(dòng)機(jī)在同等壁厚的情況下可以承受更大的外界應(yīng)力變化。但根據(jù)材料變化而言，補(bǔ)焊過程屬于局部超高溫加熱過程，所以對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的珠光體耐熱鋼來說，相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間的高溫會(huì)使得內(nèi)部碳化物發(fā)生球化反應(yīng)，使得發(fā)動(dòng)體外殼的持久強(qiáng)度受到一定程度的影響。所以在對(duì)于船用發(fā)動(dòng)機(jī)來說，補(bǔ)焊過后的消氫處理會(huì)比高溫加熱處理而言更為有利于船用發(fā)動(dòng)機(jī)的使用。

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作者簡(jiǎn)介：王冠周（1962.08-），男，海南臨高人，漢族，大學(xué)本科，工程師，海南省技師學(xué)院，現(xiàn)從事職業(yè)教育，研究方向：機(jī)械工程，焊接職業(yè)教育。