大熱輸入焊接的案例
我國高品質(zhì)船舶、海洋工程用鋼研究進(jìn)展
在滿足力學(xué)性能和焊接性能要求的基礎(chǔ)上 ,D36-RCW 耐蝕鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕性能 , 在上甲板腐蝕環(huán)境下 25 年外推腐蝕量小于在下底板腐蝕環(huán)境中的腐蝕速率為 0.3mm/a 左右 , 滿足對貨油艙用低合金耐蝕鋼的綜合性能要求。
3 大熱輸入焊接用鋼
為了達(dá)到降低制造成本、提高施工效率的目的 , 結(jié)構(gòu)鋼加工企業(yè)普遍采用大熱輸入的焊接方式。目前 , 大熱輸入焊接已在船舶、海洋工程結(jié)構(gòu)、橋梁等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。一般地 , 將焊接熱輸入量大于 50kJ/cm 的焊接方式稱為大熱輸入焊接。大熱輸入焊接具有一道次、低成本、高效率等優(yōu)點(diǎn)。
與普通熱輸入的焊接方式相比 , 在大熱輸入焊接中 , 由于焊接熱影響區(qū)的溫度會(huì)升高至 1400℃并長時(shí)間保溫 , 會(huì)導(dǎo)致熱影響區(qū)中的組織粗化 , 奧氏體晶粒尺寸顯著增大。在隨后的相變過程中容易形成上貝氏體等脆性組織 , 且側(cè)板條鐵素體從奧氏體晶界處向晶內(nèi)生長 , 嚴(yán)重影響粗晶熱影響區(qū)的韌性而且容易引發(fā)焊接冷裂紋等缺陷。因此 , 開發(fā)能夠滿足大熱輸入焊接用鋼是國內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。
自 20 世紀(jì) 70 年代以來 , 日本和韓國幾家鋼鐵企業(yè)分別成功開發(fā)了適用于大熱輸入焊接用鋼 , 其中在船板和海洋工程用鋼方面取得了顯著進(jìn)展 , 見表 2。船板用鋼的熱輸入量可達(dá)到～ 680kJ/cm, 而海洋工程用鋼的熱輸入量則相對較低 , 約為 200kJ/cm。相比而言 , 我國對大熱輸入量焊接用鋼的開發(fā)和研究起步較晚。目前，鞍鋼可生產(chǎn)熱輸入量為100kJ/cm的船板。
展開 大厚板高效組合焊接工藝方法研發(fā)
單絲氣電立焊（EGW）作為一種高效率焊接方法，應(yīng)用較普遍。但一般最大適用板厚只能達(dá)到32~33mm，無法在上述大厚板上采用；
雙絲EGW方法的適用板厚一般可達(dá)70mm左右，但由于焊接熱輸入非常大，要保證焊接接頭的性能滿足規(guī)范要求，必須采用適應(yīng)大熱輸入焊接的鋼板。
所以，在未采用適應(yīng)大熱輸入焊接鋼板情況下，大厚板立對接焊縫只能采用FCAW多層多道焊，焊接效率低下。
本方法是針對上述特點(diǎn)，研究開發(fā)的一種既能將EGW應(yīng)用于大厚板焊接，充分發(fā)揮其高效率優(yōu)勢，又適應(yīng)實(shí)際鋼板特點(diǎn)的FCAW+EGW組合焊接工藝方法。即先在結(jié)構(gòu)面采用FCAW單面焊接，并實(shí)現(xiàn)背面成形，之后在非結(jié)構(gòu)面進(jìn)行EGW焊接的一種高效組合焊接方法。
2. FCAW+EGW組合焊接方法要點(diǎn)
（1）適用板厚
34~80mm：即下限為單絲EGW適用板厚的上限；對于上限，目前某大型集裝箱船舷側(cè)內(nèi)、外殼上列板采用的是大厚度鋼板，考慮不同產(chǎn)品鋼板厚度不同，所以確定為80mm。
（2）厚度劃分
焊接厚度的劃分原則，首先要充分發(fā)揮EGW焊接的高效率優(yōu)勢；同時(shí)必須兼顧兩種方法焊接熔敷金屬量不能相差過大，否則會(huì)較難控制焊接變形。
（3）組合焊接方法接頭形式設(shè)計(jì)
①坡口角度：FCAW側(cè)為避免坡口寬度過大，比正常FCAW單面焊坡口適當(dāng)減小，為X±5°；EGW側(cè)為了降低熔敷金屬量和不至于坡口過寬，根據(jù)板厚不同采用不同的坡口角度。板厚為30~50mm時(shí)為Y±5°，板厚為51~80mm時(shí)為Z±5°。
②根部間隙：需要同時(shí)適應(yīng)兩種焊接方法工藝要求，即G±2mm。
③適用襯墊形式：常規(guī)三角襯墊因角度問題無法滿足上述接頭形式要求，本組合焊接方法需要采用圓棒襯墊。直徑尺寸需要根據(jù)實(shí)際裝配間隙的數(shù)值選取（見圖1）。
展開 