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[ 本帖最后由 kanvic 于 2012-12-21 13:30 编辑 ]
公司制造的350t克令吊船体基座大量采用FH36-TM 高强度钢（属温度变形控制轧制钢）, 涉及δ60mm、δ70mm、δ90mm等多种规格高强度船用厚板材料。此种材料不但在公司没使用过，就是在船舶行业也很少使用，由于该级别及厚度钢板焊接技术要求高，根据GL规范该级别及厚度船体结构钢的要求，焊接材料等级最低应为5Y级焊丝；焊前预热需根据环境温度、母材等级及厚度、母材碳当量和焊缝金属的氢含量来确定预热温度。不同的焊接方法和焊接工艺参数，会有不同的焊接热输入值, 焊接热输入值的大小会直接影响焊接接头性能和低温冲击值。为了满足各种较厚高强度船用钢在本产品中的性能要求[1-3]，本文针对350t克令吊船体基座用FH36-TM高强度钢，板厚为60mm厚度进行了半自动焊药芯焊丝CO2 气体保护焊和单丝埋弧自动焊两种焊接工艺评定认可试验。 1 试验材料 1.1 本产品采用的60mm厚的FH36-TM 高强度钢的化学成分和力学性能参见表1、表2和表3、表4所示。 1.2 本产品采用的CO2药芯焊丝为天津三英焊业生产的SQJ551K2；埋弧焊焊丝、焊剂为日本神钢的US-36J、PF-H55AS；其化学成分和力学性能参见表5和表6所示。 2 焊接工艺 采用半自动焊药芯焊丝CO2气体保护焊（FCAW）平位置焊接，焊接坡口型式及尺寸如图1；焊前先对坡口及坡口边缘进行打磨，再采取加温预热，预热温度120℃；采用双面多层多道焊，层间温度在100~150℃，每层焊缝厚度约为4mm，气体流量20L/min；焊缝焊接顺序如图2所示。 为了有良好的焊接接头性能和低温冲击值，在其他参数一定的情况下, 选择合理的焊接参数，尽可能采用较小的焊接热输入。 焊接工艺参数参见表7所示。 采用埋弧自动焊平位置焊接，焊接坡口型式及尺寸如图3所示；焊前先对坡口及坡口边缘进行打磨，再采取加温预热，预热温度120℃；采用双面多层多道焊，层间温度应控制在100~ 150℃，每层焊缝厚度尽可能焊薄一些；焊缝焊接顺序如图4所示。 由于埋弧自动焊焊接线能量相对较大，焊接电流、层（道）间温度都会影响到焊缝的力学性能，同时坡口角度、装配间隙也影响到线能量的大小，造成焊缝力学性能的变化。在其他参数一定的情况下，随着焊接电流的增加，焊接热输入则会加大。所以在保证焊缝成形良好的情况下，尽可能采用小的焊接热输入，选择合理的焊接参数；另外，选用焊丝还应考虑熔合比和焊剂匹配，焊丝与焊剂最好是厂家匹配并经过焊接试验合格的焊接材料。焊接工艺参数参见表8所示。 3 焊前预热与层间温度 3.1 关于焊前预热的说明：以上两种焊接工艺焊前预热均采用电加热对施焊部位进行整体加热。根据EH1011-2 相关要求，如图5和图6给出了两种不同的单位长度焊缝输入的能量和焊接材料的氢含量HD以及不同碳当量CET 情况下建议的预热温度。如施焊在冬季时进行，环境温度较低情况下，此时应采取相应措施，如扩大初始加热和预热。 3.2 关于层间温度，由于钢板材料比较厚，散热面积大，焊接时温度降低, 尤其在冬季时，在加热停止后宜对温度继续进行监控，如果发现温度低于要求，应继续加热到预定温度后再进行焊接。 3.3 由于此项试验焊接在夏季进行，焊接试板结束后没有采取任何焊后处理方法，其焊接试板焊缝处于自然冷却；在冬季时，施焊后应适当对焊缝采取保温缓冷措施。 4 焊接接头性能试验 4.1 试验要求 根据材料的焊接接头要求，性能试验指标应符合如表9所示GL船级社规范[4]。 4.2 为了满足GL船级社规范，力学性能试验的抗拉强度试样分别从板厚整体上、中、下三个部位提取如图7所示；埋弧自动焊按起、收弧两部分截取两套试验试样；冲击试验除常规区域三组位置，增加一组焊缝根部位置。宏观金相与硬度试验均为起、收弧两部分，两种不同焊接工艺条件下焊接接头的性能试验（抗拉强度与各区域的冲击值）如表10、表11和表12所示。 拉伸、弯曲性能试验图片如图8 和图9所示。 5 结束语 通过对FH36-TM 高强度板厚为60mm 的钢板在不同焊接工艺的评定，可以得出上述两种焊接工艺的焊接接头性能指标基本均能和母材等强，焊接接头各项性能试验、宏观金相与硬度试验结果全部符合GL 船级社规范要求，实船焊缝检验也未发现缺陷，得到船东船检认可。
350t克令吊船体基座用FH36-TM高强度钢板焊接工艺.doc
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发表于 2012-12-21 12:51
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