一種船體結(jié)構(gòu)用鋼立角接焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于船體結(jié)構(gòu)用鋼的焊接方法，具體涉及一種船體結(jié)構(gòu)用鋼立角接焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]焊接技術(shù)是現(xiàn)代船舶建造工程的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一，在船體建造中船舶焊接質(zhì)量是評價造船質(zhì)量的重要指標(biāo)。因此，焊接技術(shù)進(jìn)步對推動造船生產(chǎn)的發(fā)展具有十分重要的意義。國際上，高強度鋼焊接技術(shù)在焊材成分和工藝設(shè)計方面發(fā)展較快，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。在涉及特殊使用要求和惡劣工況條件(如輻照條件)下的鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域，高強度鋼占有越來越重要的位置，已廣泛應(yīng)用船舶、橋梁、石油化工、高層建筑建設(shè)、核電站建設(shè)等領(lǐng)域。而國內(nèi)，高強鋼的應(yīng)用范圍也在逐漸擴(kuò)大，但總體上還不成熟、僅占鋼用量的10%左右，比例較小。目前，國家標(biāo)準(zhǔn)GB1499.2-2007中高強鋼的強度為300MPa，高強度鋼的焊接標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，相關(guān)焊接工藝的設(shè)計研究存在不足。
[0003]現(xiàn)有高強度結(jié)構(gòu)用鋼立角接焊接方法主要采用手工電弧焊，為保證焊接質(zhì)量，減少冷裂紋等重大焊縫缺陷的產(chǎn)生，一般采用強度較低的奧氏體不銹鋼焊材；但是，采用強度較低的奧氏體不銹鋼焊材，焊縫強度低于母材，焊縫強度不符合設(shè)計要求，對于與海水接觸的結(jié)構(gòu)，焊縫與母材之間會產(chǎn)生電位差，不利于母材的防腐。
[0004]為便于理解本發(fā)明，以下對有關(guān)術(shù)語加以解釋:
[0005]在進(jìn)行立角接焊接時，將一根鋼件焊接于另一根不移動的鋼件表面，不移動的鋼件稱為基礎(chǔ)件，移動鋼件稱為工件，一般情況下坡口開在工件上，工件與基礎(chǔ)件按一定角度角接。
[0006]立角接焊接是指基礎(chǔ)件和工件大體豎直平行放置，工件厚度方向側(cè)面與基礎(chǔ)件表面呈一定角度焊接。
[0007]焊縫第一焊趾高度是指焊縫相對于基礎(chǔ)件表面的高度，焊縫第二焊趾高度是指焊縫相對于工件表面的高度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種船體結(jié)構(gòu)用鋼立角接焊接方法，解決現(xiàn)有船體結(jié)構(gòu)用鋼立角接焊接方法所存在的焊縫強度低、不利于母材防腐的問題，以節(jié)省較多的焊接材料、電能和工時，且易于加工，有效減小焊接變形。
[0009]本發(fā)明所提供的一種船體結(jié)構(gòu)用鋼立角接焊接方法，包括下述步驟:
[0010](I)形成坡口步驟:在待焊接的工件角接部位形成單V形斜面坡口，留根δ/3±2mm，其中工件板厚δ彡30mm，斜面坡口相對于基礎(chǔ)件表面角度為50°?55° ;
[0011](2)預(yù)熱步驟:將待焊接的工件和基礎(chǔ)件角接，構(gòu)成單V形角接坡口，角接坡口角度為50°?55°，角接坡口間隙Omm?Imm;然后對角接坡口及其兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達(dá)到100°C?130°C開始施焊；
[0012](3)正面焊接步驟:采用多層多道手工電弧焊，以填滿角接部位的斜面坡口，焊接材料采用與基礎(chǔ)件屈服強度相匹配的焊條；施焊時道間溫度控制在100°C?130°C ;
[0013](4)正面焊后處理步驟:判斷是否環(huán)境溫度為5°C?30°C且相對濕度小于70%，是則轉(zhuǎn)步驟(5)，否則將焊縫及焊縫兩側(cè)150_范圍內(nèi)加熱，加熱溫度達(dá)到200°C?250°C，保溫2小時或以上，然后采用石棉片覆蓋焊接件使之緩慢冷卻至室溫，再進(jìn)行步驟(5);
[0014](5)背面清根步驟:先采用Φ 1mm碳棒對焊縫背面氣刨清根，形成圓弧形坡口 ；然后對圓弧形坡口及其兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達(dá)到100°C?130°C，進(jìn)行步驟
(6)；
[0015](6)背面焊接步驟:采用多層多道手工電弧焊，以填滿角接部位的圓弧形坡口，焊接材料采用與基礎(chǔ)件屈服強度相匹配的焊條；施焊時道間溫度控制在100°C?130°C ;
[0016](7)背面焊后處理步驟:判斷是否環(huán)境溫度為5°C?30°C且相對濕度小于70%，是則結(jié)束；否則將焊縫及焊縫兩側(cè)150_范圍內(nèi)加熱，加熱溫度達(dá)到200°C?250°C，保溫2小時或以上，然后采用石棉片覆蓋焊接件使之緩慢冷卻至室溫，結(jié)束。
[0017]所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼立角接焊接方法，其特征在于:
[0018]所述正面焊接及背面焊接步驟中，采用Φ4.0mm焊條，焊接電流145A?155A，電弧電壓23V?25V，焊接速度13cm/min?19cm/min。
[0019]所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼立角接焊接方法，其特征在于:
[0020]所述正面焊接及背面焊接步驟中，所涉及的焊條焊前需經(jīng)380°C?400°C烘焙I?2小時，放入保溫桶內(nèi)隨用隨取，4小時后未使用完的焊條應(yīng)取出重新烘焙，重新烘焙的次數(shù)不超過2次。
[0021]本發(fā)明在正面焊接和背面焊接步驟中，采用與高強度結(jié)構(gòu)用鋼匹配的鐵素體焊材，保證了焊縫的強度不低于母材；焊前預(yù)熱以消除可能出現(xiàn)的氫致裂紋，焊接時由于單道焊縫無法填滿截面內(nèi)的坡口，故采用多層多道焊以填滿截面內(nèi)的坡口，以防止焊縫開裂和延遲裂紋的發(fā)生，同時，前一道焊縫是后一道焊縫的“預(yù)熱”過程，后一道焊縫是前一道焊縫的“退火”過程，能有效地消除焊接應(yīng)力，利于保證焊接質(zhì)量；在環(huán)境條件達(dá)不到要求時，通過焊后熱處理，消除船體結(jié)構(gòu)用鋼焊縫可能出現(xiàn)的冷裂紋。
[0022]本發(fā)明易于加工，有效減小焊接變形，順利實現(xiàn)了船體結(jié)構(gòu)用鋼立角接焊接，通過了焊接性試驗、焊接工藝評定，可以提高勞動效率、節(jié)省焊接材料、電能和工時，降低生產(chǎn)成本、減少船舶建造周期，填補了國內(nèi)船體結(jié)構(gòu)用鋼立角接焊接的空白。
【附圖說明】
[0023]圖1為工件正面焊接坡口尺度俯視圖；
[0024]圖2(A)為工件正面焊接順序俯視圖；
[0025]圖2(B)為工件背面焊接坡口及焊接順序俯視圖。
【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0027]實施例1，包括下述步驟:
[0028](I)形成坡口步驟:如圖1所示，在厚度30mm的專用902鋼工件角接部位形成單V形斜面坡口，留根10mm，斜面坡口相對于基礎(chǔ)件表面角度為55 ° ;坡口內(nèi)及坡口兩側(cè)各50mm內(nèi)的端面應(yīng)除去水漬、油污、鐵銹、掛渣等對焊接質(zhì)量有影響的雜物；
[0029](2)預(yù)熱步驟:將待焊接的工件和30mm厚的980鋼基礎(chǔ)件角接，構(gòu)成單V形角接坡口，角接坡口角度為55°，角接坡口間隙Omm?Imm ;然后對角接坡口及其兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達(dá)到130°C開始施焊；
[0030](3)