福建省船舶检验局焊接工艺

1本焊接工艺适用各类船舶建造的焊接施工一、焊工要求1.焊接人员应持福建省船舶检验局颁发的焊工合格证上岗，从事与其证书相适应的工作，证书应在有效期内。2.碳弧其刨开坡口，应安排技术力量强，经验丰富的人员上岗操作。注：持有Ⅰ类焊工证书，合格项目为SⅠF10的焊工可从事厚度≤20㎜板结构的平焊。持有Ⅱ类焊工证书，合格项目为SⅡV10和SⅡH10的焊工可从事厚度≤20㎜板结构的平、立焊和横焊。持有Ⅲ类焊工证书，合格项目为SⅢV10和SⅢO10的焊工可从事厚度≤20㎜板结构的全位置焊接。二、设备要求1.所有焊接设备的使用性能应良好；2.直流电源设备的极性，应选择直流反接。三、焊材要求1.焊接材料的管理，应符合《焊接材料库房管理制度》要求。2.所有焊接材料在使用前，应进行焙烘，酸性焊条未受潮，可以不焙烘，凡领用的焊条应置于保温筒或焊条盒内，随用随取。3.本船焊接材料应使用CCS认可的焊材，船体结构主要使用酸性焊条，J422（E4303），但下述部位必须使用低氢焊条J507（E5015）。3.1艏柱、艏柱及其与外板和船体构件的连接。3.2主机座及其相邻构件的连接。3.3辅机座，轴舵系。3.4桅杆、吊艇架、系缆桩、导缆钳、锚机座、系缆机座、掣链器座、舷梯、吊机等受力较要的部位。3.5纵桁材的对接缝4.焊条直径应根据板厚和焊接部位，分别选择φ3.2㎜、φ4㎜或φ5㎜焊条。25.施工中，未用完的焊材应即时交还焊材库，特别是碱性焊条，一次领用时间不得超过5小时。四、工序要求1.所有下料，加工及安装，均应符合《船舶建造工艺》的要求。2.碳弧气刨开坡口时，选用的碳棒直径7㎜，气刨电流360A－390A，压缩风机压力0.4－0.6Mpa，刨槽深度（H）－2/3〥（〥：板厚）刨槽宽度（B）＝1.2H，舭部圆弧（R）＝5－7㎜达到清根出白。3.特别注意若上道工序不符合本工艺要求，不得进入下道工序。五、焊接方法1.施工中，应注意正确的装焊程序，焊接电流及其合理的焊脚尺寸等，以免焊后产生较大的焊接变形和焊接应力，影响船体外型的光顺性及船体的主尺度。2.焊前准备2.1调好焊接电流（以下为理论要求，根据实际情况，可作适当调整），焊条φ3.2㎜平焊位置115～120A，横焊位置230～250A,立焊位置220～230A。2.2用有效工具将坡口及坡口两侧各20㎜的铁锈、氧化屑、污泥、油迹清除干净；焊缝区表面潮湿时，应予以烘干。3.定位焊3.1定位焊所用的焊接材料应与正式焊接所用的焊接材料相同。3.2定位焊的焊接质量与正式焊接质量同等重要，不允许有裂纹、焊瘤等缺陷。3.3角接间断焊的定位焊，应交错或断续焊，其长度和高度均不得超过焊接规格表中要求；角接连续焊的定位焊，长度30－50㎜；间距200㎜左右，焊脚尺寸K≤焊接规格表中要求。3.4对接焊的定位焊，长度40－60㎜，宽度6－8㎜，间距200－300㎜（特殊位置允许现场调整），定位焊应在船体外部。4.角接焊4.1本船体用角焊缝基本为双面连续焊，除焊接规格表另有说明外。4.2双面间断焊，焊前应划出双面间断焊焊接长度和间距长度。4.3主机机座纵桁腹板与水平面板的角接处，腹板边缘应开坡口，并最大限度的焊透。4.4间断角焊缝的下列部位，在包角焊缝的规定长度内应采用双面连续焊：3a.型钢端部，特别是短型钢端部削斜时，包角焊缝的长度应为型钢的高度或不小于削斜长度；b.在各种构件的切口、切角和开孔的端部与其相互垂直连接构件的角焊缝处，板厚12㎜时，包角焊缝长度≥75㎜，板厚≤12㎜时，包角焊缝长度≥50㎜。4.5所有肘板与构件连接的角焊缝均应双面连续焊；若构件与构件的夹角50º，其角焊缝达到双面连续焊有困难时，可一面满焊，但构件趾端的包角焊缝长度应≥连接骨材的高度，且不小于75㎜。4.6所有角焊缝（包括间断焊、连续焊）的端部均应包角焊。5.对接、搭接与塞焊5.1不同厚度钢板进行对接，当厚度差≥4㎜时，应将厚板的边缘削斜至薄板厚度，削斜宽度≥厚度差的4倍；当厚度差4㎜时，可在焊缝宽度内焊过渡焊，使焊缝的外形均匀过渡。5.2除能保证完全焊透外，对接焊焊件的边缘应开单面或双面坡口，坡口角度为40º～70º，进行封底焊前，用碳弧气刨对焊道进行清根见白，并清除焊渣和氧化屑后，再进行封底焊。5.3若有些部位全焊透过封底焊无法进行时，可采用固定垫板进行对接焊，坡口角度为60º，坡口钝边0～2㎜，坡口根部间隙2～4㎜。5.4若必须采用搭接焊时，搭接宽度为较薄板的厚度的3～4倍，但不必大于50㎜；搭接表面就紧密贴合，搭接的两端施以连续角焊缝。5.5若外板与其内侧的型材腹板无法直接进行角焊时（如舵叶的封板焊），可用扁钢衬垫在构件与外板之间，扁钢与构件腹板连续角焊，外板与扁钢可用连续熔透焊或长孔塞焊，塞焊孔长不小于90㎜；孔宽不小于板厚的2倍；孔间距不大于75㎜，孔端部呈半圆形，长塞焊孔通常不必在孔内填满焊肉。5.6当构件贯穿水密或油密舱壁时，舱壁上的贯穿孔应按标准要求设置密性补板，并在密性舱壁一侧的贯穿构件上切割一半圆形小孔，半圆孔到舱壁处包角双面连续焊，如图1所示：4图16.主船体的焊接程序尽量采用从船舯向艏、艉和左、右方向对称焊接的原则。6.1对接缝a.当板缝错开时，先焊端接缝后焊边接缝如图2所示：b.当板缝未错开时，先焊边接缝后焊端接缝如图3所示：5c.所有对接缝，均应采用从中间向两边的对称焊法，必要时可选用退焊法，严禁采用直通法。6.2角接中，既有对接又有角接是，应先焊对接，后焊角接。6.3考虑该船是正造散装，当肋骨框架结束后，铺设外板，此时的焊接顺序应先角接后对接。6.4所有平面分段（如舱壁等）的缺陷如马脚、焊疤等，应处理完毕，再上船台。6.5如遇板厚差≥4㎜时，将厚板削斜长度L＝(&1-&2)×4,如图4所示：6.6如遇有多道焊和单道焊时，应先焊多道焊后焊单道焊。6.7焊接多道焊时，上道焊缝结束，应清理干净道中的熔渣及焊接缺陷，方可施焊下道焊缝。6.8所有胎板、马脚板严禁用锤击法去除，施工中造成的构件表面缺陷如缺损、焊瘤、飞溅等，均应及时补焊、打磨予以修整。6.9每条焊缝结束，均应敲掉焊缝熔渣并进行自检、互检合格后，交专检。7.未说明之处，按照焊接规格表执行。六、环境要求1.施工中，应做到安全文明生产；2.该船在露天操作，焊接中均是带电作业，应防止触电事故的发生；3.冬天应注意防冻防滑，夏天应注意防暑降温；4.舱室作业，应采取双人监护制；5.施工现场照明应良好，脚手架应安全可靠。七、检验要求1.所有的焊缝均应100％的目视检量，必要时可借助≯5倍的放大镜判决有争议的焊接缺陷；2.对接时，焊缝增强高应控制在0－3㎜以内；角接时焊接尺寸K＝K×（0.9－61.1）以内（K见焊接规格表）；3.各种切口、切角、开口的包角焊应良好；4.焊缝中的咬边深度≯0.5㎜,长度≯焊缝总长度10％；如有尖锐咬边，即使咬边角度大于90°也要修整；5.所有焊缝不得有裂纹；6.严禁塞铁焊，否则以下岗论处；7.严格执行报检交验制度；8.焊缝的无损探伤和舱室密性试验，按照相关的规定执行。八、参考文献：1.引用标准1.1《材料与焊接规范》CCS19981.2《钢质海船入级与建造规范》CCS20011.3《中国造船质量标准》CSQS19982.链接文件2.1《焊接规格表》2.2《焊接材料库房管理制度》2.3《船舶质量控制交验制度》2.4《船体建造工艺》2.5《无损探伤大纲》2.6《密性试验大纲》附：一、说明1.本工艺规定了船舶电焊工中焊接材料的使用，焊接参数的选定，焊前坡口的处理及对焊接缺陷和变形的预防等等；2.所使用的焊接材料应符合“CCS”规范的规定，焊接材料应具备规定的焊接合格证书，焊接材料的保管、使用应按规定的办法执行；3.参加焊接的作业人员，应取得相应等级的操作技术规格证书。二、手工电弧焊条的使用范围：1.CJ507焊条7用于高强度钢AH36、DH36、EH36（355N/mm2）及AH32、DH32、EH32（315N/mm2）,其它相当强度等级的钢材结构件的焊接。2.J427焊条a.普通钢与高强钢的对接焊缝及角焊缝；b.主船体结构大接头焊缝；c.主要构件：各类纵桁、强肋骨、强横梁、强扶强材的面板与腹板的对接缝，腹板与甲板、舱壁的角焊缝；d.主要的受力构件：尾柱、舭龙骨、尾轴管、舵叶结构的对接焊缝和角焊缝；e.主要基座、底座结构，如：主机基座、发电机基座、锚机基座、吊环眼板、带缆桩、拖桩、导缆滚轮等的底座；f.铸钢件、锻件及其与钢结构的焊缝。3.J422焊条用于一般购件的对接、角接焊缝。对于薄板一般选用φ3.2焊条、中厚板（T＝12mm以上、20mm以下）选用φ4.0焊条，对于20mm以上的厚度，除打底外，选择φ5.0焊条（E36级及不锈钢除外）。三、焊接电流的选择焊接电流主要取决于焊条直径，焊件长度、焊接位置和接头形式、电流大、电弧热量大、焊条熔化快、熔深大，生产效率高，但电流也相应的不同，立焊和横焊比平焊电流要减10～15％，仰焊比平焊电流减少5～10％，一般厚板的电流可大些，不开坡口的比开坡口的电流要大些，角焊缝由于散热较快，所以电流比对接缝要大一些，装配间隙小时，电流应稍大一些，反之应减小，以免焊穿。对于间断焊接，其构件的端部必须连续焊，焊接长度最小为其构件腹板的1.75倍，但可不必超过300mm。四、合拢段焊接及其他焊接要求1.准备：根据图纸和材料的不同，选择焊条、焊剂时一定要按要求除锈、油污等，并将坡口清理干净，并在焊缝两端焊工艺板，工艺板尺寸一般长宽在100×100左右，厚度与焊件相同。2.焊接时一定要保持焊接规范的稳定性，为确保末端焊质量，熄弧时，先停止小车，然后再停止送丝，再切断电流，这样即可使电弧填满又不致使焊条与焊缝粘住，也不致于产生弧坑裂纹，焊缝加强高要符合焊接规格书及图纸规定要求。83.焊接工艺1）无间隙或小间隙的双面自动焊：焊第一面焊缝时，熔深应达到焊件厚度的40～50％，反面焊缝的熔深应达到焊件厚度的60～70％。2）手工封底单面焊：由于焊件太大，不能翻身的构件来说，而且板厚较厚，一般采用这种方法，如果条件允许，可采用CO2加垫板单面焊双面成型焊接方法。3）焊接规范表见表一、表二4.如果坡口因装配等因素间隙偏大，（如大于8mm）可作以下处理。1）当5a≤16mm时a)加背垫焊正面；b)去除背垫，打磨修整后，封底焊。2）当6a≤25mm时a)加背垫，正面单侧焊补成型后，修整后再焊主焊缝；b）去除背垫、修磨后，封底焊。93）当a25时，部分材料应割掉重新装配（换板），换板部分应≥300mm5.防止裂纹1）焊接过程中，在焊普低合金钢、高强钢、铸铁以及大厚度的工件时，为了防止裂纹，都应采取预热温度层间温度后热、保温等，分热裂纹和冷裂纹。热裂纹，一般是指在高温时所产生的裂纹。冷裂纹，是指焊接时Ar3温度（200～300℃以下）冷却过程中或完全冷却后产生的裂纹。a)热裂纹的防止Ⅰ.选择合适的焊接材料尽量减少焊缝金属中产生低熔点共晶体，一般来说，要降低焊缝条和焊割的S.P含量，而提高其Mn的含量，以保持焊缝金属中有一定的Mn/s比值；Ⅱ.采用恰当的焊接工艺参数，尤其焊速不宜过大避免形成，雨滴状溶池可以减少中心线裂纹；Ⅲ.采用引弧板和熄弧板，将质量差和容易产生热裂纹的起焊点及弧坑引到正式焊缝之外，从而减少焊缝的裂纹。b)冷裂纹的防止Ⅰ.选用合适的焊接材料，一般选用低氧型焊条，以减少从填充材料带入氧；Ⅱ.采用降低含量的措放，碱性焊条必须规定烘干，焊缝坡口去油污以及水分；Ⅲ.采用预热、缓冷，控制焊道层间温度，适当提高焊接电流措施，这些措施可避免或减弱淬硬程度，降低热应力和组织应力，使氢逸出，降低扩散氢含量，缓冷措施分后热与保温（后热温度在200～300℃）。6.焊接应力的控制10a）选择合理的焊接顺序Ⅰ.尽可能使焊缝自由收缩，对大型的焊接结构来说，焊接应从中间向四周进行，以使其焊缝具有自由收缩，减少焊接应力；Ⅱ.收缩量大的焊缝应当先焊，由于收缩量最大的焊缝，容易产生较大的焊接应力，同时也由于先焊焊缝的收缩，一般比较自由些，因