船用发动机局部裂缝补焊工艺性能分析研究

摘 要：对于船用发动机故障分析而言，发动机局部裂缝属于较大故障，大部分这种故障发生原因是因为发动机运作时的延迟性冷裂缝，大多数裂缝都是呈现横向裂缝，且裂缝都是径向接管延伸的。根据笔者工作经验研究发现，目前国内外对于船用发动机局部裂缝补焊工艺性研究尚且不够，对于裂缝的挖补工作处理不够到位，很多时候都会造成新裂缝的出现。所以本文从船用发动机局部裂缝补焊工艺分析与角焊接补焊对于船用发动机补焊可靠性分析两个方向进行对于船用发动机局部裂缝补焊工艺性能进行分析研究，希望能够通过研究找出船用发动机补焊相对而言更有效的方式。

关键词：船用发动机；补焊；裂缝；挖补工作

在近些年来我国出航商船发生过多次船用发动机局部焊接处泄露事件，泄漏点大多都是由裂缝导致，这些出现的裂缝从外观上看皆为横向裂缝，裂缝沿接管方向延伸，这些裂缝中部分与角焊接中心线呈现一定的角度。在事后工程技术人员对于船用发动机泄露事件进行调查发现，这些裂缝都是在没有经过严格执行焊接工艺导致出现的延迟性冷裂缝。虽然被定性为不合格产品，但由于工期紧任务重，这些船用发动机泄露都被经过补焊后经过液态水压试验台试验，试验后进行再次工作，所以对于船用发动机来说，裂缝的补焊工作极为重要。

1船用发动机局部裂缝补焊工艺分析

1.1补焊部件材质与规格

补焊部分为船用发动机外壳部分，大多材质为SA335-P22，规格大多为610*140mm，对于接管座而言，材质大多为：12Cr1MoV，规格为 54*11mm

2.补焊工艺要点

1）首先对于船用发动机补焊而言，需要割去发动機管排下面的两个焊接口，将发动机内部无关部分清空，当发动机内部接管有水时，水位至少要少于补焊部分水位250mm；

2）对于补焊部分进行集中清理，使用小型的钢铣头或者是清理干净的角向磨光机进行对于裂缝缺陷的集中清理，对于坡口进行尽可能的符合原发动机的修磨，对于坡口进行局部放大检查，使用高赔率放大镜进行检查，尽可能保证裂缝部分被清除干净；

3）对于需要补焊区域进行集中环形加热，对于补焊部分两端的加热宽度要求不少于100mm，对于温度预热要求不少于250°，预热温度保持20min以上才可以进行焊接补焊，在距离补焊区域50mm处进行热电偶测温电焊；

4）对于焊条的选择，使用3.2热317焊条，在补焊前对于焊条进行350-400°的预热，预热时间需要在1-2h作用，预热后进行保温筒存放处理，在需要时候进行取出使用；

5）在进行首层焊缝焊接结束后，要进行对于焊接厚度的一次清理，要磨掉焊缝一半的厚度，清理后才能进行其他焊道的汗布，在焊补过程中要对于焊补间层进行多次敲打锤击，这样可以减少焊接过程中的应力，降低焊补难度。在补焊过程中要将焊补焊道高度高于原有焊道一个梯度，这样可以让处理后进行焊道的再次打磨，以免伤害到船用发动机本身壳体；

6）在补焊结束后迅速对于补焊区域进行加热处理，加热的方式与加热的区域和预热区域相同，值得一提的是升温与降温速度不要过快，不要超过55°/h的温度变化速度；

7）最后热处理过后，使用角向磨光机进行对于焊接多余高度进行切削磨掉，对于船用发动机外表面进行打磨光滑，露出金属光泽。

2角焊缝补焊对于船用发动机补焊可靠性分析

2.1角焊缝补焊对船用发动机短时性能影响分析

在进行焊接过后要对于焊接方案进行研究，首先这种角焊接方式需要进行焊接前期预热过程，在焊补完成后也要进行加热来处理应力，这些过程与船用发动机制造工艺温度相比属于可接受温度，所以对于船用发动机本身不会出现温度差导致的机体损伤，因此在这种补焊方式在工艺上属于可行的。

但是存在问题的是，在进行补焊结束后的消氢处理温度是在350-400°，这样的温度会对于船用发动机外壳产生一定程度的残余应力。根据作者亲身实例笔记研究证明，在船用发动机补焊后工作1000h后，补焊参与应力会基本消除，所以对于船用发动机而言，角焊缝补焊方式不会对于机体造成应力破坏。

3角焊缝补焊对船用发动机持久强度的影响

船用发动机由于要履行发动机本身工作任务，所以外表面会出现较多工作用径向管孔，这些管孔会使得船用发动机外壳受应力的强度有所降低，因此船用发动机在同等壁厚的情况下可以承受更大的外界应力变化。但根据材料变化而言，补焊过程属于局部超高温加热过程，所以对于船用发动机外壳的珠光体耐热钢来说，相对较长时间的高温会使得内部碳化物发生球化反应，使得发动体外壳的持久强度受到一定程度的影响。所以在对于船用发动机来说，补焊过后的消氢处理会比高温加热处理而言更为有利于船用发动机的使用。

参考文献：

[1]刘占魁. 发动机缸体和缸盖裂纹的补焊技术[J]. 中国化工贸易， 2017， 9（5）.

[2]董瑶， 李伟超， 刘今越，等. 用于航空发动机叶片焊接修复的改进Canny算法[J]. 焊接学报， 2018（1）.

[3]岳永丰， 宋玉英， 钱程远，等. 基于Simufact Welding的某型号发动机推力架焊接分析[J]. 机械制造与自动化， 2017， 46（2）：119-121.

[4]王海晨， 王昆， 陈晓俊，等. 双相不锈钢S31803管子氩弧焊焊接工艺[J]. 焊接技术， 2017（4）：38-40.

[5]张亮， 华佳青， 范舟波，等. 螺柱焊工艺在船用柴油机上的应用研究[J]. 焊接技术， 2018（2）.

[6]李瑞武， 杨青云， 邱胜闻，等. 船用5083铝合金厚板搅拌摩擦焊接工艺研究[J]. 材料开发与应用， 2017（6）：40-45.

作者简介：王冠周（1962.08-），男，海南临高人，汉族，大学本科，工程师，海南省技师学院，现从事职业教育，研究方向：机械工程，焊接职业教育。