船舶焊接作业指导书

目的本指导书阐述了船舶部件预制、分段预制及船体合拢等过程的焊接作业控制要求，旨在使船舶焊接时严格按照规范进行，保证焊接质量，以满足船东和船级社的要求。适用范围适用于本公司船舶建造焊接过程。职责3.1船研所负责提供图纸、焊接规格表和焊接原则工艺等有关资料，对新材料（包括进口钢材）牵头进行工艺评定；3.2焊接试验室负责对新材料进行试验和评定和协助解决生产中焊接难题；3.3检验科负责对船体结构焊接质量进行控制和检验；3.4各相关部门负责做好本工序的自检、互检工作，确保焊接质量。实施4.1所有焊工都必须经专业岗位培训，按相应船级社规则进行考试，并取得相应的资格证书后方可上岗操作。4.2手工电弧焊4.2.1焊工施焊前应熟悉、掌握焊接规格表，了解焊接结构及材质，按工艺规范要求选择焊条型号和焊条规格。4.2.2根据工艺规范要求领用焊条，酸性焊条要求干燥，碱性焊条必须烘焙至350-400℃，保温2小时，领用时须用保温筒盛装，一次领用室内不得超过5小时、室外不得超过4小时，而且回收烘焙使用允许重复二次。4.2.3焊接前必须彻底清除接缝边缘20-30mm范围内的水分、油污、锈蚀、氧化铁等杂物。4.2.4对有特殊要求的结构应认真熟悉工艺，根据工艺要求做好焊前的准备工作，如铸钢件或大厚板应按工艺要求进行焊前预热，并做好焊后保温的准备工作。4.2.5选择合适的焊接顺序，选择的基本原则如下：a.船体外板、甲板的拼缝，一般先焊横向焊缝（短焊缝），后焊纵向焊缝（长焊缝），对具有中心线且左右对称的构件，左右对称进行焊接，最好是双数焊工同时进行；b.构件中如同时存在对接缝和角接缝时，则先焊对接缝隙，后焊角接缝。如同时存在立焊缝和平焊缝，则先焊立焊缝，后焊平焊缝。所有焊缝采取由中向左右，由中向艏艉，由下向上的焊接次序；c.在构件中同时存在厚板和薄板时，先焊收缩量大的厚板多层焊，后焊薄板单层焊缝。多层焊时，各层的焊接方向最好要相反，各层焊缝的接头互相错开，焊缝的接头不应处在纵横焊缝交叉点；d.刚性较大的接缝，如立体分段的对接接缝（大接头），焊接过程不应间断，应力求连续完成；e.凡靠近总段和分段合拢处的一侧的纵向对接缝和角接缝应留出300mm暂不焊，以利船台装配对接；f.船台大合拢时，先焊接总段中未焊接的外板、内底板、舷侧板和甲板等的纵向焊，同时焊接靠近大接头处的纵横构架的对接焊缝，接着焊接大接头环形对接焊缝，最后焊接构架与船体外板和甲板的连接角焊缝；g.分段建造时产生的焊接缺陷和变形，应修正和矫正完毕后再吊上船台。4.2.6选择合理的焊接规范a.焊条直径的选择：焊条直径根据焊件厚度、焊接接头型式、焊接位置、以及焊接层数等来选择。厚度较大的焊件选用焊条的直径比薄焊件的焊接选用大；平焊位置的焊接其选用的焊条直径应比其他位置大一些，立焊、仰焊、横焊应选用较细的焊条，一般不大于φ4.0mm；在进行多层焊时，打底焊应选用φ3.2mm的焊条，以后各层应根据焊件的厚度选用较大直径的焊条，一般是φ4.0mm焊条；T型接头、搭接接头选用较大直径的焊条；b.焊接电流的选择：焊接电流根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊接位置和层数等因素综合考虑。焊条直径越大，使用的焊接电流也越大；焊件厚度大的比厚度小的使用的电流大，在板厚相同时，不开坡口的接头使用的电流比开坡口的大；在相同条件下，碱性焊条使用的电流一般比酸性焊条小10%左右；平焊使用的电流大，横焊次之，仰焊和立焊较小；总之，在保证不焊穿和成形良好的条件下，尽量选用较大的焊接电流，并适当提高焊接速度，以提高效率；c.电弧电压的选择：电弧电压的大小由电弧长度来决定，焊接时尽量保持短弧焊接，立焊、仰焊时比平焊短，碱性焊条焊接时比酸性焊条短些；d.焊接速度的选择：焊接速度均匀适当，既要保证焊透，又要保证不焊穿，同时还要使焊缝宽度和余高符合设计要求；e.焊接层数的选择：焊接层数根据焊件厚度、焊条直径、焊接电流及焊缝的空间位置而定，通常每层焊缝高度为3-4mm。4.2.7焊接结束后，对焊缝边缘的飞溅进行清理，检查焊缝表面，修补缺陷。4.2.8铸钢件焊接时焊后需用石棉覆盖焊缝进行保温，待冷却后再进行表面处理。4.2.9焊接修补，打磨结束后，用UT、RT或MT探伤检查，对铸钢件或高强钢等需用UT或MT探伤。4.3CO2半自动气体保护焊4.3.1施焊前，须彻底清除（包括正反面）坡口边缘20-30mm范围内的水分、油污、锈蚀、氧化铁等杂物。4.3.2板缝装配时必须用马板固定，在坡口内侧不能有定位焊点。4.3.3在焊缝两端应装引弧、熄弧板，其板厚应与焊件厚度相同，尺寸为150×150mm。4.3.4装贴衬垫应粘贴牢固（衬垫应干燥）。4.3.5CO2气体应先提纯，气体纯度在99.5%以上。4.3.6按环境条件做好必要的防风设施准备。4.3.7采用自动角焊机焊接时，应首先检验焊机行走区域是否清洁，装好焊接小车，并调试正常后开始工作。4.3.8选用焊丝应根据工艺规范和图纸要求。4.3.9焊接规范参数的选择a.焊接电流：焊接电流应根据焊件的厚度、坡口型式、焊丝直径等多方面来确定；b.焊接电弧电压：正确选择和调整电弧电压，必须与一定的焊丝直径和焊接电流相适应，允许的电压波动只有1-2V，一般极少作为改变焊缝成形的手段；c.焊接速度：焊接速度应根据板材的厚度及图纸的焊脚等来选择；d.焊丝伸出长度：焊丝伸出长度一般在5-15mm范围；e.气体的流量：气体流量应根据焊接电流，焊接速度以及焊线的长度来选择，如电流较大，速度快，焊线较长，必须增大气体流量，一般直径1.2的焊丝，CO2气体流量在20~25升/分之间。4.3.10焊接引弧：焊丝的端头与焊件应保持约3mm左右，在离焊缝端头10~20mm处先引弧。4.3.11焊接过程中应根据位置、坡口间隙及焊脚尺寸，在坡口或上下角之间作横向摆动，当焊脚大于5mm时焊枪需作摆动，当焊脚大于8mm时应采用多道焊。4.3.12焊缝接头时，应在原弧坑前10~20mm处引燃，然后移向接头处开始焊接。4.3.13结构拘束度大的焊缝，打底焊时要一次完成，并接着完成第二层焊缝，不允许打底焊后放置较长时间再焊，以免引起焊缝隙的纵向裂纹。4.3.14收弧时通常采用间断送丝，电弧点焊或采用焊接电流自动衰弱装置。4.3.15焊接结束后，对焊缝边缘的飞溅物等进行清理，检查焊缝表面，修补缺陷。4.3.16自检合格后报专检，对焊缝用UT、RT或MT探险伤检查，对铸钢件或高强钢等需用PT或MT探伤。4.4埋弧自动焊4.4.1焊件装配前，应清除焊件坡口两侧20-30mm处的水分、油污、锈蚀及氧化物等杂质。4.4.2坡口加工：当焊件厚度δ≥14mm时应开设坡口，通常δ为14-20mm时多开V型坡口，δ为20-50mm时，可开设X型坡口，在V型、X型坡口中，坡口角度一般为40-50°，间隙为0-2mm。4.4.3焊接装配必须保证间隙均匀一致，高低平整，用定位焊来固定焊件的装配位置，定位焊缝隙的长度为30-50mm，间距不应大于500mm，定位焊缝应清除干净，缺陷必须先修补好。4.4.4为了保证焊透和避免产生弧坑等缺陷，焊缝的两端要装引弧板和熄弧板，引弧板与熄弧板的尺寸最小为150×150mm，其厚度应与焊件板厚相同，焊完后将它们割除。4.4.5焊剂在使用前应按工艺规范要求烘焙。4.4.6焊接：埋弧焊焊接顺序一般是先焊纵缝后焊横缝。4.4.7焊丝与焊剂的选择：焊丝选用时应根据母材的钢种牌号、结构形式和设备情况而定。焊剂的选用要与焊丝相配合，从而满足强度要求。焊接低碳钢时，一般选用高锰高硅焊剂（如焊剂430、焊剂431），配合低锰焊丝（H08A）或含锰焊丝（H08MnA）。公司使用的焊丝及焊剂的牌号须经船级社认可，方可用于生产中。4.4.8焊接规范参数的选择（特殊材料焊接的详细资料应按认可报告内容执行）4.4.9焊接规范参数主要包括：焊接电流、焊接电弧电压、焊接速度、焊丝直径及焊丝伸出长度等。选择的原则是：为了保证电弧燃烧稳定，焊缝形状和尺寸合适，表面成形光洁整齐，内部无气孔、夹渣、裂纹、未焊透等缺陷，并在保证质量的前提下有最少的电能和焊接材料的消耗。4.4.10当其它参数不变时，焊接电流的变化对焊缝熔深和余高影响最明显而对熔宽近于不变；4.4.11电弧电压对焊缝熔宽影响最明显，选择时应根据焊缝熔宽而定；4.4.12焊接速度的变化将影响线能量的大小，也直接影响熔深和熔宽，在实际操作过程中应根据熔深和熔宽选用合适的焊接速度；4.4.13焊丝伸出长度对焊缝余高影响最为明显，对焊丝伸出长度应严格控制，波动范围一般不超过5-10mm；4.4.14在具体工作中，影响焊缝形状和尺寸的各因素互相联系，要得到良好的焊缝形状和尺寸，选择焊接规范参数时应综合考虑。4.4.15外场作业时，要避免在下雨或空气湿度较大的情况下焊接，以防止出现气孔夹渣等缺陷，特别是对要求熔透等的重要焊缝。4.4.16环境温度较低时（低于-5℃）对高强钢的焊接须采取必要的预热措施（100~150℃）。4.4.17焊接过程中必须始终有人观察焊接状况，发现问题，应及时解决。4.4.18焊接重新起动时必须将上道弧坑填满。4.4.19当焊接的两块板厚不一致时，焊接中心必须偏移至厚板一侧1-2mm。4.4.20焊接结束后，未用完的焊丝和焊剂必须返回储藏室，受过潮的焊剂在使用前必须重新烘干。4.4.21焊接结束后，应清除焊渣及飞溅物，并检查焊缝隙表面有无缺陷，发现缺陷应及时修补。4.4.22自检互检合格后报专检，作UT或RT检查。4.5垂直气电焊4.5.1垂直气电焊一般用于立对接焊缝，均采用V型坡口，其坡口角度根据厚度而定，一般16mm的板材坡口为45°，18-22mm的板材坡口为40°，其根部间隙为5~10mm。4.5.2焊接前，坡口面及边缘两侧50mm范围内，打磨平整并保持清洁，不得有油污、锈蚀、氧化物及定位焊点等。4.5.3为保证焊缝背面的衬垫与板缝贴紧，装配时全部用马板固定，其间距为300-500mm，马板必须与船板焊牢，马板不但用于固定接缝，同时也为衬垫固定用。4.5.4安装背面衬垫时，使衬垫的中心与间隙保持对中，并用楔木定位，使衬垫与钢板贴紧。4.5.5焊接材料采用经船级社认可的焊丝（DWS-43G/φ1.6mm药芯焊丝）。4.5.6选择合理的焊接规范参数进行焊接。主要的焊接参数有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝摆动、焊丝伸出长度、气体流量、冷却水温等。一般对于14-25mm板材，焊接电流：360-390A、电弧电压：37-38V、焊接速度：6-10cm/min、气体流量：25L/min、焊丝伸出长度：28-32cm、冷却水温：50-60℃。4.5.7在焊接过程中，根据实际坡口和间隙情况，对焊接规范参数进行适当调整。4.6焊接方法的选择4.6.1船体舷侧、隔舱壁等的垂直对接焊，可选用CO2垂电焊焊接。4.6.2船体内底板、外板、甲板等的对接焊缝，可选用埋弧自动焊进行焊接。4.6.3纵骨与内底板的角焊缝，可选用CO2半自动角焊机进行焊接。4.6.4内底板与中桁村、旁桁村、船体纵骨之间的平角焊缝，可选用高效铁粉焊条进行手工电弧焊。4.6.5应尽可能的选用CO2气体保护焊、埋弧自动焊等高效焊接方法进行焊接，以减少焊件变形，提高工作效率。4.7焊接安全生产知识4.7.1为预防弧光的伤害和触电，电焊工施焊前必须穿好工作服，绝缘鞋，戴好干燥的皮手套和安全帽，及使用带有电焊防护玻璃的面罩等。4.7.2施焊前应认真检查周围有无易燃、易爆物品，如有应先搬离距焊接工作点5m以外，再进行焊接。4.7.3高空作业时（2m以上的高度），要系好安全带，注意防滑、防跌，并注意火花的飞向和影响范围。4.7.4在舱内等狭小地方焊接时，要做好通风排气工作。4.7.5舱室受压时，不能施焊。4.7.6电焊使用的工作照明灯的电压不大于