高強度鋼施工工藝(9頁).doc
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2024-01-09
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1、高強度鋼施工工藝作者: 2004-5前言高強度鋼的使用越來越普遍,如果不采用合理的坡口、焊材、電流、電壓等工藝措施,很容易產(chǎn)生淬硬的淬火組織,產(chǎn)生較大的內應力,引發(fā)裂紋,導致返工和質量的下降,所以為了規(guī)范焊接要求,提高產(chǎn)品質量,保證焊縫合格率特對高強度鋼的焊接做出規(guī)定。概述 高強度船體結構鋼系指其屈服強度和抗拉強度超過普通船體結構鋼的那些鋼材。由于高強鋼中加入了少量合金元素,細化了晶粒,改善了內部組織,因此,其強度高于普通船用鋼。但其塑韌性、疲勞強度低于普通鋼。根據(jù)標稱上屈服點ReH值的不同,高強鋼可分為四組:265N/mm2、315 N/mm2、355 N/mm2和390 N/mm2 。其中2、,每組高強鋼根據(jù)其韌性性質不同又可分為幾個等級,分別表示為:AH27、DH27、EH27;AH32、DH32、EH32、FH32;AH36、DH36、EH36、FH36;AH40、DH40、EH40、FH40。船廠使用較廣泛的級別為:AH32、DH32、 AH36、DH36、EH36。由于合金元素的加入,高強鋼的淬硬傾向明顯增大,焊接時焊縫和熱影響區(qū)很容易產(chǎn)生淬硬的淬火組織,產(chǎn)生較大的內應力,引發(fā)裂紋。因此對于高強鋼的施工,包括切割、裝配、焊接和校正都應給予足夠重視。一 鋼材進廠要求:1.1.船廠應向船級社認可的鋼廠訂購船用高強度鋼材料。船用高強鋼鋼材必須具有船級社的合格印記及鋼廠的材料證書。3、不具有船級社合格印記的鋼材,或未經(jīng)批準同意的鋼材,不準裝船使用。1.2.凡具有船級社合格印記的高強度鋼鋼材,應進行登記、使用記錄。進口鋼材必須進行復驗,以便在鋼材質量有問題時能及時退貨,以免影響船舶建造質量。1.3.對高強度鋼進行鋼板予處理時,一定要將油漆顏色(鐵銹紅)進行區(qū)分,便于材料的識別。二 下料要求:2.1.號料前,應清除鋼板表面的鐵銹,油污,檢查表面有無缺陷,邊緣有無裂縫,并核對鋼板的牌號、規(guī)格是否符合圖紙要求。2.2.對有明顯變形的鋼材應在平板機上進行矯正,但對變形較大的鋼板需要進行火工矯正時一定要注意板材的加熱溫度,干烘溫度不超過600C0。2.3.構件下料應盡量采用自動(數(shù)控和4、光電)切割,允許少量使用半自動切割,盡量不用手工切割。手工切割時必須使用靠模,保證切割邊的光順,減少打磨工作量。2.4.切割后所出現(xiàn)的缺陷應修整,邊緣應打磨光滑,并經(jīng)自檢和檢驗合格后方可送到下道工序。2.5.材料下料應按高強度鋼AH、DH、EH、FH級32、36、40材料嚴格加以區(qū)分,并在板材上用油漆作正確標識,并記錄在案,嚴禁混用。2.6.所有構件下料及組裝加工件需經(jīng)檢驗合格后方可運施工場地裝配,拼框組件時,對較大的焊接變形應進行校正,并適當增加臨時加強撐材。校正時不能帶水。臨時加強材須用與構件相同的材料。三 預制要求:3.1.在預制時一定要熟悉工藝明細和圖紙要求,嚴格按照焊接規(guī)格表和焊接工5、藝,進行預制施工。3.2.在預制和施焊時一定要注意高強鋼的焊接要求,凡是有高強度鋼材料的對接縫,無論同種材料還是異種材料,都要采用低氫焊條或采用CO2氣體保護焊。普通船用材料與高強度鋼材料的角接縫,如無特別要求(非高應力區(qū))可采用普通焊接材料,但高強鋼與高強鋼間的角接縫必須采用低氫焊條或采用CO2氣體保護焊。3.3.在構件預制時,要注意焊接程序,防止焊接變形。長直焊縫可采用分中對稱焊接法或逐段退焊法進行焊接。當發(fā)現(xiàn)局部焊接變形時,可用機械和干烘的方法進行矯正。3.4.外板預制加工:機械加工時要注意加工間距,對外板加工時要注意外形光順,如需要火工矯正,一定要控制加熱溫度在600以下。根據(jù)工件厚度6、和成形要求,選擇合理的加熱參數(shù),過高的加熱溫度會影響材料的內部組織,影響材料的機械性能和使用性能,而且對線形光順均無好處,應盡量避免。3.5.操作前,應根據(jù)工件成形要求,在鋼板上預先劃出加熱線的位置和長度,便于正確掌握加熱位置和加熱面積。形狀左右對稱的零件,兩邊加熱的數(shù)量、位置、溫度和長度應保持一致,操作應對稱進行。盡量避免在同一部位重復加熱,對高強度鋼更應嚴格控制。一般情況下,重復加熱次數(shù)不應超過兩次。3.6.為提高成型效果,在操作過程中可按工件撓曲情況輔以必要墊塊并壓緊。加工完畢后,保留一段時間再卸除一切外力壓緊裝置。然后用加工樣板核對形狀,保持工件邊線光順,并認真檢查工件表面有無裂紋、熔7、坑、錘鱗等缺陷。四. 裝配要求:4.1.裝配前要熟悉工藝和圖紙要求,選擇正確的構件,按照合理的裝配順序進行對位安裝,保證正確的定位尺寸及裝配間隙。尤其應避免強制裝配,防止增加構件的內應力。對于坡口加工不到位的構件,必須進行再加工,直到滿足要求。4.2.對于體積龐大的構件,由于剛性較差,易變形,裝配時應采取加固措施,用支撐材臨時加固。4.3.對于定位焊(點固焊),即搭焊,在保證結構有足夠的穩(wěn)性的情況下,數(shù)量應盡量少,其焊接材料及質量要求與正式焊縫相同。每一點搭焊長度不小于50mm。注意定位焊的起弧和熄弧段的焊縫成型,避免弧坑的產(chǎn)生。定位焊的電流應略大于常規(guī)電流。有缺陷的定位焊在施焊前必須清根,以8、保證焊縫質量。4.4.裝配完畢后,應進行自檢、互檢,并經(jīng)有關主管人員的檢查或取得船東船檢的認可。嚴格把好焊前檢驗關。五. 焊接要求:5.1.有冰區(qū)低溫要求的船體結構高強度鋼及重要的受力結構,如船體大合攏焊縫,首、艉柱等鑄鋼件,應采用直流焊接電源。采用直流電源時,一般為反接法,即船體構件接電源負極,焊條接電源正極。為了有效防止磁偏吹,在施焊過程中,特別是在構件端部應采用適當?shù)暮笚l角度和焊接方向加以控制。所有焊機輸出、輸入端線的連結,應參照相關說明書執(zhí)行,嚴禁亂搭亂接現(xiàn)象。5.2.使用低氫焊條焊接重要結構時,包括高強度鋼焊接,必需配帶保溫筒,低氫型焊條應在烘箱中按規(guī)定烘干后,才能放入保溫筒內,隨用9、隨取,防止受潮,嚴禁使用未經(jīng)烘干處理的堿性焊條。5.3.在使用低氫焊條進行高強度鋼焊接時,宜采取多層多道焊,焊縫層數(shù)道數(shù)多些,有利于提高焊縫金屬塑性韌性。但焊接層數(shù)增加,焊件變形傾向增加,這在坡口設計和焊接程序方面給予綜合考慮。5.4.高強度鋼焊接優(yōu)先采用CO2半自動焊雙面成型工藝,它具有熔敷率高、坡口角度小、裝配間隙范圍廣、背面不需要清根、成型美觀、變形小等一系列優(yōu)點。詳見CO2陶瓷襯墊焊通用工藝。5.5高強度鋼焊接工藝:焊前準備: 焊前準備包括坡口的加工及清潔,工具和設備的配備,焊接材料的處理(含輔助材料)以及焊前預熱等。5.5.1-1 坡口加工. 坡口加工要求請參照焊接坡口型式參照標準或10、結構圖。焊前應去除坡口兩側50mm范圍內的水、油、銹污等雜物,防止氣孔的產(chǎn)生。5.5.1-2 工具和設備. 焊工應備齊小錘、鉸刀、鋼絲刷、防風罩等常用工具。焊接設備必須性能可靠,刻度準確,氣路暢通,接線正確牢固。5.5.1-3 焊接材料處理. 施焊前,焊條、焊絲必須經(jīng)過烘干處理,保溫待用。具體參數(shù)按照廠家提供的說明書執(zhí)行。需要使用的焊劑、襯墊等,也要經(jīng)過烘干處理。5.5.1-4焊前預熱。根據(jù)不同的焊接結構、板材厚度及環(huán)境溫度。應對母材進行焊前預熱。預熱溫度100150。預熱范圍是焊縫兩側不小于母材厚度5倍的區(qū)域。5.5.2 手工電弧焊: 對AH、 DH、 EH級高強度鋼的全位置焊,E5015(11、J507)低氫型焊條都適用。使用直流反接法,采用多層焊,背面碳刨清根。打底焊宜使用3.2焊條,層間溫度不低于1000C。5.5.3 CO2氣體保護焊. 對于AH、DH級高強度鋼,推薦使用TWE-711(2Y)藥芯焊絲,或其它2Y級的焊絲。對于EH級高強度鋼,應使用TWE-711(3Y)藥芯焊絲。所使用的焊接材料都必須有相關船級社的認可證書。平焊、立焊、橫焊皆適用,或采用陶瓷襯墊,單面焊雙面成型。當采用多層多道焊時,要求層層清渣,每層焊縫的起弧點和收弧點應相互錯開,以減小焊接內應力。控制層間溫度不低于1200C。5.5.4埋弧自動焊對AH、DH級高強度鋼,可使用焊接材料:焊絲H08A、H10Mn12、2配HJ431焊劑。對于EH級高強度鋼,應使用焊絲H10Mn2配SJ101焊劑。SJ101是燒結型焊劑,屬氟堿型堿性劑,可交直流兩用,直流用反接。SJ101焊劑堿度較高,焊縫金屬純凈,韌性高,抗冷裂性能好,電弧穩(wěn)定,脫渣性好。采用埋弧焊時,可根據(jù)不同的板厚采用不同的坡口和焊接方式:1、不開坡口單面埋弧焊,背面碳刨清根封底。2、開單面V坡口,背面陶瓷襯墊,CO2或手工焊打底,埋弧焊蓋面。3、開單面坡口進行埋弧焊,背面碳弧氣刨清根封底。接頭的坡口形式,請參照標準。5.5.5焊接規(guī)范參數(shù)焊接規(guī)范參數(shù)包括焊條(焊絲)直徑、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、焊接層數(shù)、氣體流量、焊絲伸長和電源極性等。不同的焊13、接方法,不同的板材厚度以及不同的焊接位置,應選擇不同的工藝參數(shù)。尤其要注意焊接電流與電壓的匹配,合理調節(jié)參數(shù),保證焊縫的良好成型和內在質量。為了有效控制焊接變形,宜采用小規(guī)范參數(shù)進行施焊。具體工藝參數(shù)請參照相應的通用工藝。5.6 焊接缺陷及返修。高強度鋼焊接,氣孔及裂紋的傾向性較大。施工過程中一旦發(fā)現(xiàn)氣孔、裂紋及其它超標缺陷如夾渣,咬邊、未熔合等,應立即停止施焊。對缺陷部位進行批除處理,批除須出白,批除長度通常不小于50mm,或根據(jù)缺陷性質和范圍而定。批除后應打磨清潔。特殊區(qū)域的返修工程,需由施工車間或工藝部制定返修工藝,并經(jīng)主管人員檢驗認可后嚴格遵照執(zhí)行。5.7 為了保證高強度鋼的焊接質量,對裝配質量和坡口加工,應有嚴格的要求,應嚴格遵照焊接工藝及要求。 除此之外,對焊工的技能水平要求較高。焊工必須持證上崗,且不能越級施工。5.8其它要求可參照相應焊接通用工藝。特別強調,高強度鋼焊接,嚴禁帶水作業(yè),碳刨清根或碳弧批除部位,必須打磨去除滲碳層,避免焊接裂紋的產(chǎn)生。5.9高強度鋼的焊接質量檢驗,如X拍片、超聲波檢測、磁粉探傷等應參照無損檢測方案規(guī)定,或按照船東船檢的要求執(zhí)行。