斜坡板气电焊工艺研究及实船推广应用

张刚力， 刘秋亮

(中船澄西船舶修造有限公司， 江苏 江阴 214400)



斜坡板气电焊工艺研究及实船推广应用

张刚力， 刘秋亮

(中船澄西船舶修造有限公司， 江苏 江阴 214400)

气电立焊是一种适用于大型船舶建造的高效焊接方法。通常气电立焊仅限于舷侧外板垂直大合拢缝焊接中，然而我们通过对该工艺的多次研究和不断试验，成功地将此工艺方法应用到了斜面上，如顶边舱斜板和底边舱斜板合拢缝，并取得了CCS船级社的认可。该工艺在实船运用中可得到高效率、高质量的焊缝。

斜坡板气电焊焊接试验效率分析

0　引言

在常规船舶建造中，顶边舱斜板和底边舱斜板处的中组焊缝通常采用CO2气体保护焊焊接。焊接效率低，劳动强度大，焊缝质量不稳定等不足是其缺点。通过采用新的焊接工艺——斜坡板气电焊，则很好地弥补了常规CO2气体保护焊的不足。

1　焊接工艺性能试验

1.1焊前准备

依据CCS船级社规范《材料与焊接规范》进行试验。材质：DH36，试板尺寸：δ18 mm×200 mm×1 000 mm，尺寸及坡口形式如表1所示。

1.2焊接规范

焊接规范如表2所示。

1.3外观检查

焊缝外观成形良好，无裂纹、咬边、气孔、焊瘤等缺陷。

1.4无损检测

PT渗透检查按《船舶钢焊缝磁粉检测、渗透检测工艺和质量分级》(CB/T3958-2004)进行检验；X射线检测按《船舶钢焊缝照相工艺及质量分级》(CB/T3558-2011) 进行检验；最终焊缝质量PT检测达到Ⅱ级合格指标，RT检测达到Ⅱ级合格指标。

1.5力学试验

力学试验如表3所示。

表1　试板尺寸及坡口形式　　　　　　　　　　　　　单位：mm

表2　焊接规范(立对接)

表3　力学试验结果

2　实船推广应用

2.1现场施工及焊缝成形

在2#39 500 DWT船上进行试用。通过在实船底边舱斜板的试焊，正面成形良好，但背面成形不理想，铁水有溢出现象，焊后表面打磨干净，探伤合格，说明焊缝内部无缺陷。

2.2背面成形不理想成因及解决方法

2.2.1成因

通过组织召开斜坡板气电焊推广应用专题会，进一步认真分析后认为产生此种情况的原因是焊缝间隙与衬垫槽宽不匹配。由于当时采用的陶瓷衬垫槽口太宽，导致铁水溢到两边未熔合的区域，如图1所示。

图1　焊缝间隙与衬垫槽宽不匹配分析

2.2.2解决方法

(1) 考虑采用增大电流的方法来改善反面成形问题，但该方法会降低效率，提高成本，且过大的焊接热输入量会大幅降低焊缝的力学性能，因此不建议采用。

(2) 调整装配间隙和槽宽，选择槽口宽度为14 mm的新型衬垫(JN-1001-③)，如图2所示。通过实船使用，最后获得了理想的背面成形，焊缝表面基本不需要打磨，如图3所示。

图2　新型陶瓷衬垫形式及尺寸

图3　采用新型陶瓷衬垫后的焊缝背面成形

施焊过程中应尽量减少断弧，因为在断弧处重新起弧比较困难，而且很容易产生缺陷。目前斜坡板气电焊工艺已经在48 500 DWT、47 700 DWT、39 500 DWT、64 000 DWT系列船上大范围推广使用。

3　生产效率分析

根据现场统计的数据，可知斜板气电焊的工作效率要比传统CO2气体保护焊高1.7倍，如表4所示。若以48 500 DWT散货船为例，单船约有420 m斜坡板焊缝，如果采用斜坡板气电焊，工时可节约440 h。而且随着板厚度和长度的增加，斜坡板气电焊的优势会更加明显。

表4　两种焊接方法效率对比分析

4　结语

通过此项研究，我们在50°斜面上实现斜坡板气电焊自动焊，打破了公司以往气电焊只能在90°垂直面使用的惯例，标志着公司自动焊接技术水平上了一个新台阶。它不但提高了生产效率，降低了用工成本，提高了焊缝质量，而且还弥补了当前造船劳动力不足的现状，为公司降本增效，可持续发展作出了贡献。

[1]国防科学技术工业委员会.船舶钢焊缝磁粉检测、渗透检测工艺和质量分级:CB/T 3958-2004[S].2004.

[2]中华人民共和国工业和信息化部.船舶钢焊缝射线检测工艺和质量分级:CB/T 3558-2011[S].2011.

[3]中国船舶工业总公司.船体焊接表面质量检验要求:CB/T 3802-1997[M].北京：中国标准出版社,1997.

[4]中国船级社.材料与焊接规范[M].北京：人民交通出版社，2012.

[5]船舶焊接手册编写委员会.船舶焊接手册[M].北京：国防工业出版社,2004.

Slope Board Electrogas Welding Research and Shipboard Extending

ZHANG Gang-li， LIU Qiu-liang

(Chengxi Shipyard Co., Ltd., Jiangyin Jiangsu 214400, China)

EGW is an efficient welding method which is suitable for large ships. In general, EGW is limited to the side plate vertical folded butt welds. For time after time research and tests, the procedure was applied on the slope board successfully, such as wing tank side plate and hopper tank side plate folded butt welds. At the same time, the procedure is approved by CCS classification. Finally, the high qualified welds were got and high efficiency during the production was also achieved.

Slope board electrogas weldingWelding examinationEfficiency analysis

张刚力(1987-)，男，工程师,主要从事船舶和钢结构焊接工艺研究。

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