淺析船體板材焊接工藝的選用

宋魯峰，高陽，逄建濤，劉凌云，劉全剛

（海洋石油工程（青島）有限公司，青島，266520 ）

船舶建造過程中，正確的選擇焊接型式和焊接坡口對船舶建造的進(jìn)度的加速起到關(guān)鍵的作用，合理和焊接型式和破口同樣也會提高焊接質(zhì)量，通過船檢和船東驗(yàn)證，為順利交船起到了良好的保證因素。

1 船體板對接焊縫方法的選擇[1]

序號焊接方法適用范圍1 FCB法焊接平面流水線上焊接的拼板對接焊縫。2 埋弧自動雙面焊平直甲板、隔艙、艉縫板、肋板拼板等焊接面必須為非結(jié)構(gòu)面；舷側(cè)外板平直部分；縱艙壁大接縫等。4 CO2 氣體保護(hù)焊+埋弧自動焊3 垂直氣電自動焊內(nèi)底板、船底外板、舷側(cè)外板、甲板、斜板拼板對接。5 CO2 氣體保護(hù)焊自動/半自動焊單面/雙面焊有線型分段的外板；肋骨、縱骨對接焊縫；平隔艙、縱桁、肋板垂直對接縫。

2 船體板角接焊縫標(biāo)記方法

3 對接焊縫坡口形式及適用范圍[2]

4 船體板角焊縫焊接方法選擇[3]

序號焊接方法適用范圍1 HS-MAG 焊平面分段流水線縱骨角接焊縫。2 “T 排”流水線焊接“T”形材面板與腹板間的角接焊縫3 CO2氣體保護(hù)自動角焊中、小組立中、平直構(gòu)架角焊縫。4 CO2氣體保護(hù)半自動焊（1）全船非熔透構(gòu)架角接焊縫。（2）全船全熔透角接焊縫。（3）管板角接焊縫5 高效鐵粉焊條中、小組立中，平直構(gòu)架平角焊。

5 船體板CO2氣體保護(hù)焊工藝

人員：CO2保護(hù)焊的焊工（包括定位焊工）必須經(jīng)過專門培訓(xùn)和考試，并按船級社合格證所規(guī)定之類別從事相應(yīng)產(chǎn)品焊接[3]。

焊絲：CO2焊絲可采用直徑為1.0～1.6mm的實(shí)芯焊絲或藥芯焊絲，并須經(jīng)船級社認(rèn)可。焊絲表面應(yīng)去除油污，鐵銹，水份等雜質(zhì)物。并有規(guī)則地盤繞在焊絲盤或焊絲筒內(nèi)。

CO2氣體：使用的液體二氧化碳其質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB6052-85“工業(yè)液體二氧化碳”中規(guī)定的Ⅰ類或Ⅱ類一級標(biāo)準(zhǔn)。

環(huán)境：為保證焊接質(zhì)量，在進(jìn)行CO2氣體保護(hù)焊打底焊時(shí)，當(dāng)周圍的風(fēng)速大于2米/秒時(shí)應(yīng)采取防風(fēng)措施（如：加擋風(fēng)板）。雨血天氣或空氣相對濕度大于80%時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施（如：擋雨棚或移至室內(nèi)進(jìn)行焊接工作。）否則一律不得進(jìn)行焊接。在焊接時(shí)應(yīng)佩帶相應(yīng)的防護(hù)用品，以免眼睛受到弧光的擊傷。

焊接設(shè)備：CO2氣體保護(hù)焊焊接設(shè)備應(yīng)采用設(shè)備制造廠生產(chǎn)的專用設(shè)備，并應(yīng)定期進(jìn)行嚴(yán)格的檢測與維修。CO2焊接電源必須具備必要的電流容量及適合于焊接的電氣特性。焊槍必須具備必要的電流容量及耐用性能，而且還要有良好的操作性能，必須能穩(wěn)定地送絲，焊槍的外殼必須有良好的絕緣性能。使用保護(hù)氣體時(shí)所采用的壓力表和流量計(jì)必須刻度清晰，能得到穩(wěn)定的流量，如采用氣體加熱器必須充分考慮其安全性。

焊前準(zhǔn)備：坡口形式一般受接頭的形式、板厚、焊接方法、焊接位置、生產(chǎn)場地的限制，原則上可按表1選擇。

表1 坡口形式

焊前清理：焊前應(yīng)對坡口及兩側(cè)各20mm內(nèi)進(jìn)行清理，去除馬污物、油污、油漆、鐵銹、氧化皮、潮氣等影響焊接質(zhì)量的物質(zhì)。油污、油漆可通過火焰烤掉。

焊接裝配與檢查：在焊前，被焊件應(yīng)被安裝到準(zhǔn)確的位置，并檢查坡口兩側(cè)的板是否對齊，當(dāng)錯(cuò)邊超過規(guī)定值，間隙超過值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。確定符合要求后，拼板對接可以直接用定位焊進(jìn)行定位，分段大接縫應(yīng)通過馬板進(jìn)行固定。

定位焊的長度一般為30～50mm，間距為150～200mm，焊層厚度約為1/3板厚。對于有預(yù)熱要求的母材，在定位焊時(shí)同樣應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱。定位焊所用母材與正式焊接一致。

引弧與熄?。汉缚p的始末端應(yīng)安裝引熄弧板，引熄弧板的規(guī)格一般為150×150mm，厚度與被焊材料的厚度相當(dāng)。引熄弧板上應(yīng)開與焊縫相同的坡口在焊接過程中熄弧，重新開始焊接的焊縫應(yīng)與前面那條焊縫有最少15mm的重疊區(qū)域。

預(yù)熱溫度：當(dāng)焊接環(huán)境溫度低于-5℃施焊一般強(qiáng)度鋼，預(yù)熱溫度不低于80℃，環(huán)境溫度低于0℃施焊高強(qiáng)度鋼時(shí)，預(yù)熱溫度不低于100℃左右。板厚超過超過38mm（以薄板為準(zhǔn)）進(jìn)行施焊時(shí)，最低預(yù)熱溫度為65℃。對于兩種材料的焊接，最小預(yù)熱溫度不得低于最小預(yù)熱溫度中最大的那個(gè)。

焊接操作要點(diǎn)：焊接前必須檢驗(yàn)確認(rèn)焊機(jī)及其附屬設(shè)備以及供氣系統(tǒng)都能正常工作。噴嘴必須經(jīng)常清理，導(dǎo)電嘴亦須經(jīng)常更換。在焊接過程中要避免焊槍軟管過渡彎曲。在焊接過程中，焊槍可作適當(dāng)擺動，但擺動幅度不得超過焊死直徑的10倍。

外觀檢查：每層焊道完成后，都應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，對有缺陷（如：氣孔、裂紋、焊瘤等）的位置應(yīng)修補(bǔ)后再進(jìn)行下一道的焊接。整個(gè)焊縫焊接完后，應(yīng)對照《船舶建造質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行檢查，如果存在不符合要求的位置，應(yīng)進(jìn)行修整。

無損檢測：對于有無損檢驗(yàn)要求的部位進(jìn)行相應(yīng)的射線（RT）、超聲波（UT）、磁粉（MT）或著色（PT）檢驗(yàn)。

6 小結(jié)

高質(zhì)量的船體板材焊接是影響船舶壽命的重要因素；隨著科技的進(jìn)步，船體板材焊接會朝著智能化，自動化焊接的方向發(fā)展。