焊前预热
预热主要是减缓焊后的冷却速度,有利于焊缝金属中扩散氢的逸出,减少焊缝及热影响区的淬硬程度,降低焊接应力和焊接结构的拘束度,提高焊接接头的抗裂性。装配定位焊时使用氧火焰加热,而焊接时必须采用电加热器加热,注重预热效果,尽量采用陶质或防火岩棉的加热片。
预热温度应在100~200℃的区间,预热在坡口两侧200mm范围内,加热应缓慢进行,速度60~100℃/h,即铸钢件预热时间不得小于1 小时。测量温度应距焊缝中心75mm处,有条件的情况下尽量测量预热的背面,电加热器必须派专人接线、使用、维修、保养,注意使用过程中的安全,预防触电和。
焊接过程控制
为确保焊接质量的可追溯性,采用点温测量仪实时记录温度的变化,当不断填充焊接时,试样在空气中降温速度也逐渐放缓。在填充第5道焊缝后,立即测量,在焊缝熔合线处温度达到值,焊后4分钟(清理焊道药渣时间),再次测量,发现在热影响区,距焊缝10~30mm之间温度场达到值,温度通过热传递现象,点在慢慢向外围扩散,
经不断试验发现,当焊缝层间温度处150~ 250℃的区间,符合船舶铸钢焊接工艺。当不考虑热影响区的温度继续焊接后,经做弯曲试验,发现在母材热影响区试样直接断裂,出现母材脆化现象。当通过控制母材热影响区的温度,使之处于150~200℃区间焊接后,经弯曲试验,未出现母材脆化。拉伸、冲击也符合船舶建造工艺要求。
合理的焊接工艺参数,是保证焊接质量的重要指标,焊接时应严格按照焊接工艺参数焊接,打底电流应小于200A,禁止大电流操作。
焊后热处理
焊接完毕,应立即将温度加到200~250℃,进行低温回火处理,回火完毕后,用防火岩棉覆盖,使其缓冷,保温时间按板厚确定但不少于2小时。通过多次对铸钢件的横焊、立焊位置FCAW 焊接工艺试验,选择以上合理的控制流程,该工艺能够满足生产和船级社标准的质量要求。
焊接设备及工艺参数
本文所使用的焊接设备及工艺参数见表 1。其中层打底焊缝的厚度控制在 2-3mm,此外由于母材是高强钢,焊接时
必须进行适当预热,预热温度 75-100℃,预热后清除焊缝周围 25mm 范围内产生的积碳。
焊接顺序
手工打底焊接在链式翻转机上进行焊接,通过链式翻转机将伸臂筒体调整至水平或者船型位置再进行焊接,焊接时由中间
向两端进行焊接,避免筒体焊接后产生扭曲变形及菱形等问题。
自动化机械手焊接
手工打底后在环焊缝焊接工作站进行填充及盖面焊接,填充及盖面焊接时要进行层间清理及保温,保证层间温度,同时不
同层道焊缝起收弧位置错开 20-30mm,避免搭接重叠处在同一位置。