NO.96型LNG船建造过程中殷瓦的焊接工艺探讨

(江苏熔盛船舶工程研究设计院有限公司 海工设计所，江苏 南通 226532)

LNG船是在低温下运输液化气的专用船舶，其核心部分的殷瓦(INVAR)的焊接至关重点。NO.96型LNG船。货舱每个绝缘层都要铺设厚度约0.7 mm的殷瓦材料，全船液货舱区的殷瓦总焊长度达100多 km，要保证100%无漏点，焊接要求非常高。

1 焊接难点

焊接工艺包括手工焊和自动焊两大部分，它所涉及到的板材为国内首次使用的殷瓦钢，涉及到的焊接材料为国内首次使用的专用焊材M93，涉及的自动焊焊机同样为国内首次使用。殷瓦钢的焊接技术成为LNG船建造必须攻克的技术关键。由于殷瓦钢厚度小到0.7 mm，目前采用TIGMIG焊接方法，对焊接工人的素质要求非常高。同时，对作业环境要求也比较高。

殷瓦钢板含有36%的镍。这是一种非常“娇贵”的材料，常温下接触到水或油，8 h以内就会生锈，而且由于殷瓦钢板厚度仅0.7 mm，一旦生锈，整张都将报废。一般殷瓦钢出厂前都覆盖一层塑料薄膜加以保护，每卷都用塑料袋密封，装在木箱内，LNG船施工现场必须配备具有除湿功能的空调，除了提供给施工者25%的新鲜空气外，还要保证整个舱内干燥度保持在60%以上。即使是在这样的环境下，无意中接触到油或水，殷瓦钢在24 h内也会生锈，因此工人们施工时必须戴橡胶手套。目前国内尚无殷瓦钢生产能力。

2 模拟舱建造殷瓦手工焊接工艺

2006年，南通中远川崎船舶工程有限公司(NACKS)成立了LNG项目组，其中殷瓦焊接是其中一个课题，并从GTT公司聘请高级焊接技师进行实际操作指导，并在焊接中进行过程控制，对焊接操作人员每个焊件都做成样件进行金相分析，并做好焊接记录。

2.1 工器具准备

准备作业时所必须的工器具。面罩、防尘口罩、遮光眼镜、皮手套、皮头圆锤、毛刷、焊钳、焊接电缆、TIG焊机、焊条袋、焊条、夹具、钨极棒等。

2.2 机器的点检

TIG焊机的点检内容为①通电后，焊机指示灯是否正常；②确认良好接地；③检查触电保护装置(电防)是否正常动作；④检查冷却水管是否漏水；⑤检查焊枪是否破损；⑥检查钨极尖度是否满足要求；⑦检查焊接电缆是否出现绝缘破损而露出铜线。

2.3 准备焊条及钨极棒

1)确认母材(殷钢)的厚度，选择合适的焊接材料(直径不同)。另外，所选用的焊材应符合《焊接材料使用基准》。

2)根据《焊接材料管理基准》进行焊条的保管，管理。

3)钨极棒应保存在专用工具盒中，避免与皮肤直接接触。钨极棒应在砂轮上打磨成尖头形状。

2.4 检查搭接边

1)检查殷瓦搭接边是否平整，是否处于衬垫条的中央，夹具是否有效。

2)确认点焊的施工是否正确。

3)检查搭接边内是否有异物，确保无油渍、水及其它杂质。

2.5 搭接边清扫

用专用毛刷将搭接边的异物去除掉。

2.6 焊接条件

焊接条件参见表1、2。

表1 TIG焊接标准条件

表2 不同连接TIG焊接标准条件

2.7 焊接作业

2.7.1 平搭接焊

1)钨极要露出焊枪端部约0.5 cm，钨极棒要保持对母材和焊接进行方向约成75°。另外对横方向保持90°。

2)使用焊条时，送丝速度和焊接速度要协调一致，且保持焊丝熔融在熔池均匀；钨极尖端在氩气的吹力作用下保持距熔池0.6 cm左右；摆动的幅度在焊丝直径的3倍左右，两端稍有停顿，成弧

线摆动或直线摆动(焊接时，发出的“嗤嗤”的声音时间间隔均匀)。

3)要时常清理枪头飞溅附着的熔渣，并更换备用的钨极棒。

2.7.2 搭接仰焊

1)焊条的倾斜，在焊接前进方向上约成45°，在对母材的垂直方向上约成90°；钨极棒在焊接方向以及在对母材的垂直方向上皆约成90°。

2)因飞溅以及熔滴容易滴落，须注意安全。

2.8 接头的端部处理

1)包角焊接一定要根据焊角长度来决定焊缝厚度。包角部位容易产生咬边，要特别注意。

2)焊缝的收尾及焊缝续接。①当一道焊缝要收尾时，建议将熔池填充饱满，电弧向上收起，并松开手握开关；②当沿着前道焊缝续焊时，电弧应该在前道焊缝最后一个熔池稍微停顿2～3 s，以至该熔池呈现大小一样的鱼鳞片状，然后实施续焊；③如果一条焊缝过长，续焊前应不需除去前道焊缝的熔渣，以起到续焊时引弧引起的飞溅。

2.9 焊接结束

拆下焊钳线与焊接电缆的连接，用皮头圆锤轻轻拂去焊渣。

2.10 焊接后的检查

除去焊渣后，对焊道全线进行目视检查，若有咬边，焊瘤，凹痕等缺陷的话，进行补修，对焊缝进行100%的着色检验。

3 结束语

焊接参数的合理选取及WPS(焊接工艺规程)的科学制定是保证焊接质量的前提，通过理化分析等手段对焊缝进行检验，才能保证焊接工作的顺利进行。