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高强度船体结构用钢 EH36超厚板焊接工艺研究赵洁;徐得志;涂永彬【摘要】为研究船用高强钢EH36100 mm厚拼板平对接焊焊接工艺，应用埋弧自动焊，选择合适的焊接参数，制定焊接工艺，对焊接接头进行力学性能试验，试验结果证明，该工艺能满足深水三用工作船对船体局部强度的要求，成功解决了船用高强钢超厚板的焊接工艺难题。
%In order to study the thick plate flat butt welding process of the high strength marine steel EH 36 100 mm, the pa-per has utilized the auto submerged arc welding , selected the appropriate welding parameters and welding procedure , as well as realized the welding joints mechancal test .The results showed that ,the process can satisfy with local strength requirements for the Anchor Handling Towing Supply ( AHTS) vessel work in deep seawater .【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P44-47)【关键词】焊接工艺;残余应力;高强钢【作者】赵洁;徐得志;涂永彬【作者单位】武汉交通职业学院，武汉430065;武汉交通职业学院，武汉430065;武昌船舶重工有限责任公司，武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U671.83随着三用工作船作业水深的不断增加，半潜平台锚和锚链对大型拖缆机的工作负荷不断增加，导致船体对局部强度的要求越来越高，同时考虑到空船重量，普通强度船体用钢的强度难以满足船舶功能要求，从而使得高强度船体结构用钢越来越受到设计者的青睐，应用日趋广泛。
1 范围本规范规定了船用高强度结构用钢（简称高强钢）焊接施工中的焊接前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。
本规范适用于钢种牌号为AH32、DH32、EH32和AH36、DH36、EH36等，且板厚≤50mm。
应用于各类船体建造及其他焊接件的生产。
2 规范性引用文件3 焊接前准备3.1高强钢材料高强钢含合金元素总量≤5 %，屈服强度为（300～450）MPa的船用低合金结构钢，具有强度高、综合机械性能好、加工性和焊接性好的特点。
3.2 焊接材料3.3 焊接坡口高强度钢全熔透焊缝的坡口形式按《焊缝坡口型式》要求。
4 人员4.1 凡参与高强度钢焊接的焊工，必须是经过专业培训和考试，在取得有关船级社资格证书后，方能参与相应等级的高强度钢焊接。
4.2 从事高强度钢作业的装配、定位焊工，必须是经过专业培训和考试。
4.3 焊工上岗前必须带好一切必备工具。
如：榔头、钢丝刷等。
5 工艺要求5.1 切割、装配要求5.1.1 装配定位焊所用的焊条、焊丝，应与被焊母材材质相匹配。
5.1.2 装配定位焊焊缝长度不得小于50mm,定位焊之间间距300mm左右。
有坡口的定位焊焊缝高度不得高于坡口深度的一半。
5.1.3 高强度钢在装焊过程中，不允许在钢板上随意引弧或电弧闪击，若不慎发生后，应进行焊接修补,焊缝修补长度不小于50mm并磨平。
5.1.4 装配工在拆除“吊马”、“装配马”或胎架时，应先在“吊马”、“装配马”或胎架角钢的根部距钢板约10 mm处切割，然后采用碳弧气刨将剩余部分刨平、磨光。
若发现钢板表面由于切割受损时，应进行焊接修补、磨平。
5.1.5 对于使用砂轮进行磨削修整焊缝时，其磨削处不得形成凹坑5.2 高强度钢所用焊接材料的使用要求5.2.1 高强度钢所用的焊接材料使用前，需按规定进行烘焙、保温，烘焙、保温时间应记录在册。
5.2.2 领用焊条时必须带好保温筒储放，焊接过程中，若焊条冷却或环境温度低于零度，保温筒必须接上电源。
主要对49mm船用大厚度EH36钢板的焊接工艺进行研究。
将FCB法与单丝埋弧焊两种不同的焊接工艺结合在一起，钢板正面采用FCB法一次性焊接可以得到32mm的熔深，反面碳弧气刨后利用单丝埋弧焊焊接5道即可。
该工艺的成功应用，实现了40万t VLOC矿砂船49mm大厚度EH36钢板的高效焊接，为甲板分段快速建造作出了重要贡献。
1 序言随着造船技术的快速发展和市场需求的转变，建造的船舶吨位越来越大，一般强度级别的A/B级钢板已不能满足用户和市场的需求，因此在船舶建造中使用DH/EH等级的高强度钢越来越多。
本文中49mm船用大厚度EH36钢的高效焊接工艺研究，主要针对上海外高桥造船有限公司在建产品40万t VLOC矿砂船甲板分段的焊接。
由于板厚达49mm，超过FCB法38mm的最大焊接厚度，通常只能采用单丝埋弧焊（SAW）双面焊接，此方法不能有效利用平直车间流水线的FCB法焊接拼板、纵骨安装及16电极高速焊工位的优势，导致生产效率低。
为了充分利用FCB法焊接流水线作业的优势，提高生产效率，将现有的FCB法工艺进行创新升级，针对49mm厚EH36钢进行FCB法+SAW混合焊工艺可行性进行研究。
FCB法是在平面分段流水线上进行拼板焊接的一种高效焊接方法，其原理是在铜衬垫上撒上一层底层焊剂，并将其紧贴在焊件的坡口背面，在表面用两个或三个电极进行埋弧焊的一种高效焊接工艺。
2 焊接性分析（1）母材的焊接性EH36高强度钢的化学成分见表1。
根据国际焊接学会的碳当量公式，计算得到EH36高强度钢的Ceq＝0.41%。
当Ceq＝0.41%〜0.6%时，钢的淬硬倾向逐渐增加，属于有淬硬倾向的钢，再加上此钢对低温冲击性能具有较高的要求，因此EH36高强度钢要获得满意的焊缝，必须采取相应的措施：①采取合适的焊接工艺。
②选择合理的焊接材料。
③选择合理的焊接参数。
（2）焊接材料的选用EH36钢屈服强度≥355MPa、抗拉强度≥490MPa，而焊接材料应选择与母材等级相匹配的焊材，因此正面FCB法焊接材料选用日本神钢焊丝（3Y级），牌号为US-36，规格分别为φ4.8mm、φ6.4mm；表面焊剂为PF-I55E、背面焊剂为PF-I50R。
eh36钢的焊接工艺eh36钢是高强度低合金结构钢，具有较高的耐磨性能，以及良好的力学性能。
由于其特殊的化学成分和表面结构，它广泛用于船舶和海洋工程领域。
焊接eh36钢时，一定要根据其特殊的材料特性进行适当的处理，以保证焊接质量。
一、焊接方法1、eh36钢的焊接方法主要采用氩弧焊、电弧焊和激光焊。
由于eh36钢的特殊性，如果使用氩弧焊，要求焊接温度较低，焊接时间较长，可能会导致材料开裂。
因此，在实际生产中，氩弧焊技术不常用。
电弧焊和激光焊都可以快速、高效地焊接eh36钢，但是电弧焊技术比激光焊技术更加经济。
2、eh36钢的焊接工艺主要分为预处理工艺、焊接工艺、后处理工艺。
（1）预处理工艺：在eh36钢焊接前，应对焊接部位进行清理，去除污染物和油脂，以提高焊接质量。
焊接工艺也要根据eh36钢的特殊性选择适当的焊条，以减少焊接后材料的热影响。
（2）焊接工艺：在eh36钢的焊接过程中，应注意焊接参数的选择，如焊接电流、焊道宽度和焊接时间等，以保证焊接质量。
（3）后处理工艺：eh36钢焊接后，要进行适当的热处理和冷却处理，以确保材料的机械性能和抗腐蚀性。
二、焊接技术1、焊接技术的控制：eh36钢的焊接技术必须严格控制，以确保焊接质量。
最常用的焊接技术是电弧焊，在焊接时应选择适当的焊条，并注意控制焊接电流，以防止材料的热影响。
2、焊接工艺的要求：在eh36钢焊接时，要求焊接工艺的把握要稳定，焊接参数的变化要符合焊接工艺的要求，以保证焊接质量。
3、焊接检查：eh36钢焊接后，要进行熔核检查和外观检查，以确保焊接质量。
总之，eh36钢的焊接工艺要根据eh36钢的特殊性进行适当的处理，以保证焊接质量。
此外，在焊接时，还要注意熔核检查、外观检查等，以确保焊接工艺的质量。
深潜水母船EH36钢板加工、装、焊及验收技术要求为保证120mm厚EH36船板装焊件（以下简称EH36）的装、焊质量制定本要求，并作为（E36）的验收技术要求执行。
1.材料
EH36船用高强钢板120*2400*9100
2．预处理
2.1 钢板下料后单张钢板校平，钢板不平度小于2mm/m
3. 钢板过度坡口
3.1钢板过度坡口按图纸（附件1）要求执行。
3.2 钢板过度坡口应采用冷加工方法制出，接刀处应光顺过度，粗糙度小于0.15mm。
4. 钢板的组装
4.1 钢板的焊接坡口应加工为U 形其要求及拼板组装见图纸（附件1）。
4.2 焊接坡口对接组装的不平度小于1mm。
4.3 点焊焊条J507φ4mm，点焊焊道长度不小于50mm。
点焊时应预热到规定温度。
4.5 安装同厚度、同坡口形式的引弧板。
5.焊接
5.1焊工要求
5.1.1须持有经船级社或压力容器颁发或承认的《焊工合格证书》的焊工方可施焊。
5.2焊前要求
5.2.1 焊接材料及焊接参数见附件2。
5.2.2坡口两侧20～30mm打磨，清除油污、水分等；
5.2.3焊剂必须经300～350℃焙烘1～2小时，领用焊剂不得超过4小时，在使用过程中须保证焊剂清洁；焊条按规定严格焙烘、领用。
5.2.4焊丝应干燥，无油、锈等；
5.2.5焊接母材须以电加热方式预热至150～200℃,方可进行施焊。
5.3.焊接要求
5.3.1凡每层焊道焊毕，均应保证焊道清洁，不得有夹渣、气孔等缺陷，如有缺陷，须立即消除后，方可施焊；
5.3.2为避免焊接应力集中，每层焊道须保证向内圆滑光顺过度；
5.3.3焊接过程中，应根据焊接变形量情况，调整正反面焊接顺序，以确保焊后平整度；
5.3.4反面气刨清根确定无缺陷后，打磨至金属光泽，方可继续施焊；
5.3.5构件正反两侧盖面焊接，均应采用退火焊工艺（即盖面焊道由两侧逐次焊至中间，保证最后一道盖面焊道居于盖面焊道正中）；
5.3.6所焊构件，应连续施焊，一次焊毕。
整个焊接过程焊道间温度范围150-250℃。
5.4.焊后处理
5.4.1 电加热至200～250℃，保温2小时，保温材料满覆盖缓冷。
6.检验
6.1 焊缝余高磨平；焊缝表面磨平后，不得有裂纹、夹渣、未融合、气孔等缺陷；
6.2钢板的焊后平整度不大于2/1000 mm。
6.3焊缝须进行超声波探伤，按CB/T3559-94《船舶钢焊缝手工超声波探伤工艺和质量分级》做出级别评定，要求达到Ⅱ级合格并对整道焊缝进行100%检测。
6.4 下料加工、焊接后的钢板外形尺寸误差不大于2/1000mm。
编制 校对 批准
2010-11-16
附件2
坡口形式图及焊材、焊接参数表。
