船用高强度钢AH36的焊接工艺

胡利明

（广州浩粤船舶工业有限公司，广州 510111）

摘要：随着世界船舶工业的快速发展，船用高强度钢AH36在船舶工业上的应用越来越普遍。基于船用高强度钢AH36在我国船舶建造中还处于发展阶段，而高强度钢的焊接施工工艺方案采用正确与否直接影响到船体焊接质量好坏。本人结合我公司在建50 m双体客滚船的现场所遇到的焊接问题，通过对AH36船用高强度钢材料的焊接性分析，总结出一套适合船用高强度钢AH36的焊接工艺。

关键词：船用高强度钢； AH36；焊接工艺

Welding Procedure for Marine High-tensile Steel (AH36)

HU Liming

( Guangdong Hopeyue Shipbuilding Industry Ltd. Guangzhou 510111 )

Abstract: Along with the rapid development of world marine industry, the application of marine high-tensile steel (AH36) will be more and more extensive in marine industry. Based on the stage of development for marine high-tensile steel (AH36) in Chinese shipbuilding, welding procedure for high-tensile steel will affect directly the welding quality of hull. Hereby, this paper summarizes the procedure suited for high-tensile steel (AH36) according to the analysis on welding questions during welding for 50m Ropax Catamaran Ferry built by our company and welding performance of high-tensile steel (AH36).

Key words: Marine high-tensile steel; AH36;Welding procedure

1前言

自20世纪初，欧美造船先驱者已经开始研究应用焊接技术，并于1920年以英国船厂首次采用焊接技术建造远洋船为标志，逐渐地取代了传统的铆接技术，使焊接技术逐渐在船舶建造中得到迅速的推广。伴随着造船技术的发展，船用高强度钢AH36也逐渐在船体建造中使用。在船舶设计建造中，同等结构强度下，使用高强度钢可以减轻船体重量，提高船舶装载量，在一定程度上减小了船舶单位载重量的运营成本。由于高强度钢材料是在普通强度钢的基础上添加了其他的合金元素，其焊接性能不同于普通强度钢的。为了提高高强度钢船舶的建造质量，缩短建造周期，节省造船成本，制定一套行之有效的船用高强度钢AH36的焊接工艺，对以后我国高强度钢船舶的建造有一定的指导意义。现将我公司在建50m双体客滚船的船用高强度钢AH36的焊接性能和焊接工艺作介绍。

2AH36船用高强度钢材料的焊接性分析

2.1AH36高强度钢材料化学成分及机械性能

化学成分见表1，机械性能见表2。

表1化学成分（%）

表2机械性能

2.2AH36高强度钢碳当量的估算

根据国际焊接学会推荐的碳当量公式计算AH36高强度钢的碳当量为：

2.3AH36高强度钢的焊接性分析

根据以上公式的计算结果： CE=0.355 2>0.40可知，当板厚小于20 mm，AH36高强度钢材淬硬倾向不大，焊接性良好，不需要预热。

2.4焊接材料的选用分析

根据对焊缝性能要求选择焊接材料，低合金高强度钢焊接材料的选择首先应保证焊缝金属的强度、塑性、韧性达到产品的技术要求，同时还应该考虑抗裂性及焊接生产效率等。由于低合金高强度氢致裂纹敏感性较强，因此，选择焊接材料时应优先采用低氢焊条和碱度适中的埋弧焊焊剂。

3AH36高强度钢的焊接工艺方案

3.1焊前的准备工作

1）主要坡口的准备

对接接头坡口见图1，陶质衬垫焊坡口见图2。

图1对接接头坡口

图2陶质衬垫焊坡口

2）接缝处的清洁

采用砂轮机将挂在接缝处的切割熔渣和氧化皮打磨清除，并采用压缩空气将接缝处的金属粉尘和尘土吹走。

3）定位焊要求

采用J501药芯焊丝或J506焊条，定位焊长度≥50 ㎜，焊脚如果≥4 ㎜或者呈凸形会影响正常焊接施工，应采用砂轮机将此类定位焊磨成小焊脚及凹形；焊前应清除影响焊接缺陷的水份、油污等杂物；焊缝不允许存在裂纹、气孔、夹渣及弧坑等超标缺陷，如产生则必须清除干净后重新进行定位焊；不允许在尖、锐角处进行定位焊。

4）其它焊前的准备

工班长将焊接规格表或施工图中的设计焊脚清晰地标在待焊焊缝附近。正式焊接前，对接缝两侧30 ㎜范围内，用风动钢丝轮或风动砂轮清除干净铁锈、底漆、焊点、马脚等影响焊接质量的杂物。正式焊接前须对焊机进行检查，并进行必要的调试；对接缝两端必须安装引熄弧板，板厚为母材的±2 mm。

3.2焊接方法以及焊接材料的选用

1）药芯焊丝CO2气体保护焊

材料选J501焊丝Φ1.2 ㎜，纯CO2气体，其主要使用在以下部位：外板（包括甲板）对接缝、角焊缝；船体结构角焊缝；主机座、轴系及其相接部位的对接缝、角接缝；带缆桩及其覆板搭接缝；锚唇角焊缝。

2）埋弧自动焊

材料选H08A焊丝 Φ1.2 ㎜，其主要使用在以下部位：甲板板对接缝外侧(包括大合拢)；左、右片体合拢对接缝外侧；艉封板对接缝外侧；平直舱壁板、平台板、顶板对接缝外侧。

3）焊条电弧焊

材料选J506焊条Φ3.2 ㎜，其主要使用在气体保护焊难以焊接的边角部位。

3.3焊接工艺要求

1）总组及搭载外板对接缝，内侧开坡口、外侧清根焊接，内侧采用药芯焊丝CO2焊，甲板等平直板缝外侧采用埋弧自动焊，舷侧板平直立对接缝采用爬坡自动焊，其他采用药芯焊丝CO2焊。

2）焊接相应位置的焊工必须具有相应的焊接资格。

3）碱性焊条使用前必须按要求进行烘焙，使用过程中注意保温。

4）靠近合拢口的端接缝，必须预留150～200 ㎜缓焊区，待分段总组或搭载后焊接。

5）焊接过程中如有缺陷的产生，必须彻底清除后才能继续焊接。

6）多层多道焊每道焊缝必须清渣干净，每道焊缝必须焊完才能焊接下道焊缝，相邻的焊接接头必须错开50 ㎜以上。

7）结构焊脚尺寸按照《焊接规格表》，K实=0.9～1.1K设。为减少焊接变形，尽可能按负公差进行控制。

8）焊接过程中，焊工严格按工艺要求施工，控制好焊脚大小，工班长须起监督作用。

9）倾斜部位禁止采用下行焊法。

10）分段的焊接应安排焊工对称施焊，并遵循从中间往前后、左右方向焊接的原则。

11）遇到大风天气焊接，必须采用挡风板进行挡风。

12）对接缝端面及其两侧30 ㎜范围内，正式焊接前必须采用风动钢丝轮打磨清除铁锈、氧化皮等杂物，水份、油污采用割炬烘烤去除，禁止带水作业。

13）焊缝飞溅由焊工自行清理，焊道接头、焊瘤由批磨工打磨光顺，焊缝表面不允许进行整体打磨。

3.4焊接顺序要求

同一平面上平行构件，焊接方向必须保持一致；结构焊接顺序，原则上是从中间向两端焊；对接缝和角接缝并存时应先焊对接缝，后焊角接焊缝；平角焊和立角焊并存时应先立角焊后平角焊；平角焊的长度超过2 m时，应从中间向两端焊，2 m以上的焊缝最好是采用分段退焊法；分段,总段焊接时应左右对称同时施焊；总段环形接缝焊接前，先将总段间的纵向构件的对接焊缝焊完，然后才进行环形接缝焊接，最后焊接内部构件与船体外板、甲板、内底板等的角焊缝；环形接缝在十字接头的焊接程序，应先焊纵向焊缝，后焊环形接缝焊缝；总段环形接缝焊接时，应由双数焊工在船的左右同时对称地焊接。

3.5焊接参数

1) 三种焊接方法的焊接参数

CO2半自动焊参数见表3，焊条电弧焊参数见表4。

表3CO2半自动焊焊接参数

表4焊条电弧焊焊接参数

埋弧自动焊参数见表5。

表5埋弧自动焊焊接参数

2）焊缝检验要求

当船体结构施焊完工后，应对完工后的全部焊缝按《船体焊缝表面质量检验要求》（CB/T3802-1997）进行外观检查；所有完工的焊缝应成型美观、致密，均匀地向母材过渡，没有裂纹，没有过大的增高以及不应有的焊瘤、弧坑和咬边等超标缺陷存在；焊缝的内部质量标准按ABS规范执行；X光拍片部位由质量部依据无损探伤图决定。

4 结束语

从我公司在建50 m双体客滚船焊接质量来看，其主要存在两大问题：冷裂纹和焊接接头的疲劳。各种船上构件在组立和焊接等关键工序中必须合理选择工艺参数，制定和采取相应的工艺方案和措施，从而避免冷裂纹的产生，并且使焊接接头处具有适当的抗拉强度和疲劳强度，从而达到各种生产要求。从50 m双体客滚船的焊接情况可以发现，虽然在其焊接过程中存在一定的难度，但只要严格按照焊接工艺施工，合理地选择焊接方法和焊接参数，加强装配和焊接过程的质量监管，完全可以建造出高质量的船舶。

参考文献

[1]张志明, 谭长英.焊接手册[M].中国机械工程学会, 1992

[2]曹良裕,魏战江. 钢的碳当量公式及其在焊接中的应用[M] 1998