01船舶焊接工艺.doc

船 舶 焊 接 工 艺JS01目 录一、焊接材料的合理使用1.焊条的合理使用2.焊丝和焊剂的保管及合理使用二、结构焊前准备的一般要求三、厚板和铸钢件及低温焊接工艺1.厚板和铸钢件焊接工艺2.低温焊接工艺四、分段建造和船台装焊中的埋弧自动焊焊接工艺1.分段建造和船台装焊中采用埋弧自动焊的工艺措施2.分段建造和船台装焊中采用埋弧自动焊缺陷分析A.常见的缺陷及其产生原因B.防止缺陷产生的措施五、焊接顺序1.焊接程序的一般原则2.整体建造船中的焊接工艺3.分段建造船中的焊接工艺A.甲板分段的焊接B.旁板分段的焊接C.双层底分段的焊接D.机座的焊接E.尾柱的焊接F.大接缝的焊接一、焊接材料的合理使用1.焊条的合理使用A.碱性低氢型焊条需经250-350C的温度烘干不少于2小时。当天用多少烘干多少，随用随取。若烘好的焊条当天未用完，第二天再用时仍需要重新烘干。B.酸性焊条可视受潮的具体情况，经70-150C的温度烘干1-2小时。但氧化钛纤维素型焊条（如结420下）的烘焙温度不宜超过100C。C.烘干焊条时，不可将焊条突然放入高温中或突然拿出冷却，以防止药皮因骤冷或骤热而产生开裂、剥落。D.一般受潮的焊条，焊芯上虽有轻微锈斑，经烘干后焊接时，如未发现药皮成块脱落现象，焊接时的焊缝表面无气孔，并不影响焊接接头的机械性能时，可以使用（在质量要求相当高的产品中不得使用）。如受潮严重，出现焊芯生锈、药皮变质等现象，应视其受潮程度分别降级使用或报废。2.焊丝和焊剂的保管及合理使用A.焊丝和焊剂应存放于干燥通风的室内，严防焊丝生锈及焊剂受潮。B.焊剂在使用前应经250C温度烘干1-2小时（有特殊要求者除外）。C.焊丝在使用前盘入焊丝盘时应清除焊丝上的油污。二、结构焊前准备的一般要求1.船体结构的焊接应根据母材材质及结构特点等选用焊接方法、焊接材料，讨论制定焊接工艺。当采用特殊材料或新方法、新工艺进行焊接，应先按有关规定进行焊接工艺试验，当焊接接头性能达到要求后，方可在产品上使用。2.船体结构的焊接接缝必须在装配或焊接前进行清理。其清理要求如下：A.接缝的清理范围为拼接端面和沿接缝两侧各宽15毫米的表面。当角焊缝为单面连续焊时，可仅对其拼接端面及接焊进行焊接的一面进行清理。B.在焊接的清理范围内，必须清除水、锈、氧化物、油污、泥灰及熔渣，如涂有影响焊接质量的涂料，也应进行清洗。C.重要构件的接缝应用风动砂轮、钢丝轮或钢丝刷进行清理，直至清理范围内呈现金属光泽。D.经装配、清理后的接缝，如未能及时焊接，并因气候或其他原因影响而积水、受潮生锈时，在焊接前应重新清理。E.采用碳弧气刨加工坡口的接缝，如槽中有粘碳，则应将粘碳处刨净。3.接缝的间隙、坡口尺寸及碳弧气刨加工坡口的槽形和深度，必须符合规定。对影响焊接操作和焊接质量的严重超差，应在焊前进行修整。4.接缝的定位焊质量应良好。当定位焊的缺陷影响焊接操作和焊接质量时，应在焊接前进行返修。5.采用自动焊焊接的接缝，应在接缝始末两端分别装上引弧板和引出板，其尺寸应8080毫米，厚度应满足不致在引弧和熄弧时焊穿。三、厚板和铸钢件及低温焊接工艺 1.厚板和铸钢件焊接工艺厚板焊接通常是指需要进行三层或三层以上多层焊的板材焊接。厚板在船体结构中一般用于较重要的部位，如船壳板及主机基座等。船体结构中的铸钢件通常具有较大的厚度和刚度，且形状复杂，一般用于承受较大载荷的构件，如首柱、尾柱、舵杆和尾轴架等。为保证焊接质量，厚板和铸钢件焊接应采取下列工艺措施：A.定位焊的焊缝应有足够的长度和厚度，以防止在焊接过程中裂开。B.厚板或铸钢件对接焊时，可根据焊件厚度，分别开V形、X形、U形等坡口进行多层焊。必要时平位置的焊缝可先用手工焊打底后再进行埋弧自动焊焊接。C.厚度大于40mm的钢板或铸钢件对接时，一般采用U形坡口或X形坡口进行多层焊。多层焊时应注意适当提高电弧电压以保证焊缝具有合理的形状系数（即焊缝宽度C与熔透深度S之比值C/S，通常为1.3-2），以减小焊缝产生偏析和裂缝的倾向。D.对重要的T型结构（如主机基座等），通常为保证焊透，需开K形坡口，采用手工焊、埋弧半自动焊或二氧化碳气体保护焊进行多层焊。厚板T形结构的焊接工艺应注意以下几点： 为便于操作，坡口角度可适当开大，一般为50-60左右，钝边2-3mm。 正面第一层焊道可用手工焊打底，并选用较小直径（3或4mm）的焊条，以后各层可用埋弧半自动焊或二氧化碳气体保护半自动焊。当需要保证焊透时，反面焊接前应用碳弧气刨刨槽，然后由手工焊打底，再进行焊接。焊缝表面如有咬边可用手工焊焊补。 必须合理选择焊缝层次与焊接参数，以防止产生未焊透和夹渣等缺陷。E.进行多层焊时，每层焊缝的熔渣必须清除干净，以防止焊接时产生夹渣。F.进行多层焊时，每层焊缝的起点和终点相互错开30-50mm。各层焊缝的起始点不应在焊缝的相交处。G.当铸钢件的厚度较大、形状复杂、含碳量或碳当量较高时，宜采用预热措施，预热温度一般为120-200C。焊条宜采用抗裂性较好的低氢型焊条。H.厚板和铸钢件的焊接应严格按照合理的焊接程序进行，以防止由于较大的刚性而产生裂纹。2.低温焊接工艺低温焊接通常是指在周围温度低于0C时进行焊接操作。为保证低温焊接时的焊接质量，应采取如下工艺措施：A.在露天的平台、胎架及船台的施工范围内，必须设置防止风、霜、雨、雪侵袭的设施，如帆篷、挡板等。B.焊接前应清除沿接缝两边宽度为100-200mm处的霜、冰、雪及其他污物，并用氧乙炔焰烘干。C.焊条、焊剂必须烘干，并随用随取。D.当周围温度低于-5C时，进行船体主要结构（如船体外板和甲板的接缝、首柱尾柱等）和普通低合钢厚度较大或刚性较大的结构焊接，应用氧乙炔焰进行预热。预热温度根据钢材质和结构特点而定，一般为100C左右。E.焊接时的焊接电流一般要比常温下稍大，焊接应连续进行。多层焊时各层应连续焊完。四、分段建造和船台装焊中的埋弧自动焊焊接工艺 在船体分段建造中，对舷侧、底部等曲面分段的一部分板缝，以及船台装焊中的甲板、平台和内底板的平对接缝，由于其位置处于水平状态或斜度不大，且板缝本身的曲率变化也不大，故采取一定的工艺措施后，也可用碳弧自动焊进行焊接，以提高生产效率，减少焊接变形，并使舶体外形美观。1.分段建造和船台装焊中采用自动焊的工艺措施A.胎架上的板缝可由碳弧气刨开坡口，并先用手工焊作一层打底焊后进行自动焊。当整个分段在胎架上全部焊接完毕后，分段离胎翻身，并在起重设备的配合下用垫木调整分段的空间位置，使板缝接近水平状态，然后用自动焊进行封底焊。封底焊前应用碳弧气刨刨一浅槽，以刨去根部的氧化铁等杂质，且以能保证封底焊缝的焊透为度。B.当船台装焊中对甲板、平台和内底板等板缝进行埋弧自动焊时，可根据钢板厚度分开V形或不对称X形坡口。若先用手工焊焊仰焊缝，则需在自动焊封底前用碳弧气刨刨去根部的杂质及手工焊的缺陷；当刨槽深度较深时，也可先用手工焊焊一层，并将熔渣清除干净后进行埋弧自动焊的封底焊。若先用埋弧自动焊焊平焊缝，则需先用手工焊作一层打底焊，并将熔渣清除干净后再进行埋弧自动焊。C.埋弧自动焊的焊接参数，可在施工中根据下述情况进行参正： 当焊接方向为上坡焊时，可随斜度的不同将焊接电流减小5-10%，电弧电压相应提高1-2伏特，并适当调整焊丝倾斜角。 一般不宜采用下坡焊，但在某些情况下必须采用时，可随斜度的不同将焊接电流增加5-10%，电弧电压则相应减小1-2伏特，并适当调整焊丝倾斜角； 对有横向斜度的板缝进行施焊时，适当地降低电弧电压能减少焊缝出现咬边和下流现象，有利于焊缝成型。 在施焊工程中注意观察焊缝背面的受热情况。借以判别熔深变化，随时修正焊接参数。D.当对纵横斜度变化较大的板缝进行施焊时，由于自动焊机焊车行走驱动电机的负载不断变化，而使焊车的行走速度（焊接速度）调节不准和非匀速前进，此时可使手轻拉或轻推焊车，以改善焊车负载状态，使焊车匀速前进，保证焊缝质量。E.在焊接工程中，必须保持焊剂的有效敷盖，不使电弧暴露，以保证焊接质量。F.为提高生产效率和减轻劳动强度，尽可能采用各种简易衬垫的单面焊双面成形方法。2.分段建造及船台装焊中埋弧自动焊缺陷分析A.常见的缺陷及其产生原因 气孔产生原因基本上与平台拼板时相同，但带有纵向斜度板缝的自动焊，气孔敏感性较大。 夹渣进行下坡焊时焊接电流过小和手工打底焊的熔渣清除不干净（特别是焊缝的两侧），容易产生夹渣。 未焊透进行下坡焊时焊接电流过小容易产生未焊透。在具有较大横向斜度的焊缝中出现的未焊透则可能是由于液态金属的下流，使正面焊缝的熔深偏离板缝中心一侧，当封底焊时焊缝的熔深又向板缝中心的另一方向偏离而造成。B.防止缺陷产生的措施： 对具有纵向斜度的板缝，一般不宜采取下坡焊的焊接方向。 对具有较大横向斜度的板缝，除采用较大的焊接电流以保证足够的熔深外，应将焊丝适当偏向板缝的上方。 在进行封底焊时，应尽量使板缝接近水平状态进行焊接。五、焊接顺序1.焊接程序的一般原则A.首先焊接不致对其他焊缝形成刚性约束的焊缝。B.每条焊缝焊接时应保持其一端能自由收缩。C.手工焊焊接板列时，应先焊端接缝，后焊边接缝。D.构架与板缝相交时，应先焊好板缝，再焊构架间的对接缝，最后焊接构架之间的角焊缝和构架与板的角焊缝。E.分段、总段及船台装配中的焊接，应尽可能由双数焊工从中间逐渐向前后、左右对称进行，以保证构件的自由和均匀收缩。F.手工焊时，对较长的焊缝应采用逐步退焊法或分中逐步退焊法。G.分段或总段的外板纵向接缝，其两端应留出200-300mm暂不焊接。（但平直的部位或采用自动焊焊接的接缝可不留）以利于船台装配时对接。H.肋骨、舱壁等结构近大接缝一边的角焊缝，双层底分段中内底边板与外板的上部角焊缝，一般应在大接缝焊完后进行焊接。I.分段建造中所产生的焊接缺陷应在上船台前修补完毕，不应集中在船台上进行。2.整体建造船中的焊接工艺在起重设备较差的情况下，不能采用分段建造的方法，而用整体建造的方法，当整体建造时其焊接应注意以下几点：A.先焊纵横构架接头焊缝，再焊船壳板及甲板的板缝，最后焊构架与船壳板及甲板的角焊缝。B.船壳板的对接焊缝先焊船内一面，然后外面批槽出白封底焊。C.所有焊缝采用由中往左右、由中往首尾、由下往上的焊接顺序。D.甲板对接缝若是交叉接缝则应先焊横向焊缝，然后再焊纵向焊缝。E.船壳板对接缝，若是交叉接头，则应先焊横向焊缝后焊纵向焊缝。F.船首板缝，应待纵横焊缝完后再焊接首柱焊缝。3.分段建造船中的焊接工艺A.甲板分段的焊接先用手工焊（或自动焊）焊好甲板拼板，手工焊前必须根据板厚开适当坡口，焊接顺序应该先焊端接缝，后焊边接缝。将焊好的甲板放于胎架上，并装配好此分段的全部横梁、纵桁等，然后开始焊接，焊接应由双数焊工由分段中央向前后、左右对称焊接，同时注意：a.为了便于装配，大合拢处的纵桁一挡（一般为半肋距）不焊，横梁两端应为双面焊，其长度取横梁的高度或三角板的长度。b.先焊构架的对接缝，后焊构架的角接缝及构架上的三角板。c.待构架焊完后，再焊构架与甲板的角焊缝。B.旁板分段的焊接 将装配好的旁板平面分段与胎架点焊固定，旁板对接缝用“马”强制，以防止旁板段焊后变形。 焊接旁板段肋骨和旁龙筋构架之间的接点，其焊接顺序可由旁板段的中央向两端逐步进行。 焊接旁板的对接接缝，需根据旁板的拼接情况，选择焊接顺序，使旁板在焊接时有自由收缩的可能性。 焊接肋骨、旁龙筋与旁板之间的角接缝，焊接顺序由中央向两端进行。 旁板翻身，对旁板接缝进行刨槽封底焊。C双层底分段的焊接双层底分段是由船底板、内底板、肋板、中桁材、旁桁材和纵骨组成的小型立体分段，它有两中装焊方法。一种是以内底板为基面的“倒装法”，另一种是以船底板为基面的“顺装法”。 “倒装法”的装焊顺序如下：a.在装配平台上铺设内底板并焊接。b.在内底板上装配中桁材、旁桁材及纵骨。c.在内底板上装配肋板，定位焊完毕后，手工焊接肋板与中桁材、旁桁材的角焊缝，然后焊接肋板与纵骨的角焊缝，其顺序从中央向左右、前后分散焊接。d.在内底构架上装配船底板，定位焊后焊接船底板对接缝内缝，内缝焊完外边刨槽封底焊，有条件的可尽量采用自动焊。 “顺装法”的装焊顺序如下：a.在胎架上装配船底板并焊接（焊平焊）。b.在船底板上装配中桁材、旁桁材及船底纵骨。c.装配肋板后焊接肋板与中桁材、旁桁材、纵骨、肋板与船底角焊缝，焊接时从中央向左右、前后分散焊接。d.在平台上装配内底板并焊接，在内底平台上装纵骨并焊接。e.将焊有纵骨的内底装到船底构架上，用定位焊固定到船底构架及船底上。f.将双层底翻身焊接内底板与中桁材、旁桁材、肋板的角焊缝及底板的封底焊缝。D.机座的焊接机座是机动船舶的重要构件之一，在焊接过程中要注意焊接顺序，防止焊后变形。 机座装配完后，点固临时强制材，并把机座与平台点焊定位，以防焊接变形。 焊接机座桁板与横隔板的角接缝，焊时应采用退焊、跳焊及分中焊。 机座桁板、横隔板与面板角接缝的焊接，应把机座翻个儿放于平焊位置来进行。 为了防止机座焊接变形过大要画出机座测量线，随时调整焊接顺序，以便使变形值最小。 机座上船焊接应采用双面连续焊。E.尾柱的焊接尾柱的形状比较复杂，而且大多是铸钢造的，由于重量大，需分段铸造，然后焊接成一体，焊接要求达到变形小、内应力小及防止裂缝，施工方法如下： 焊接前，将尾柱平置于平台上，三段尾柱之间用大型钢相互固定，