EH36船用鋼板垂直氣電焊試驗(yàn)及分析

垂直氣電自動(dòng)焊工藝規(guī)范 舟山中遠(yuǎn)船務(wù) 2 前言 垂直氣電焊是一種高效、先進(jìn)的焊接方法，目前已普遍應(yīng)用于船體結(jié)構(gòu) 中舷側(cè)外板、隔艙壁立向位置的對(duì)接焊。我公司目前已經(jīng)引進(jìn)這種先進(jìn)的焊 接方法，為使垂直氣電焊工藝技術(shù)更趨規(guī)范化，特制定本工藝標(biāo)準(zhǔn)。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：何君華 3 垂直氣電自動(dòng)焊工藝規(guī)范 1范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了“垂直氣電焊”這一高效焊接方法的焊接材料匹配、焊前 坡口準(zhǔn)備、焊接參數(shù)選擇以及操作要領(lǐng)等工藝要素。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于以co2為保護(hù)氣體的單道氣電自動(dòng)立焊，焊接位置可為 垂直或傾斜（即鋼板表面與水平面呈45°～90°夾角）立向?qū)雍浮?2引用標(biāo)準(zhǔn) gb6052－85工業(yè)液體二氧化碳 cb／t3715－1995陶質(zhì)焊接襯墊 3垂直氣電焊方法提要及設(shè)備組成 3.1方法提要 垂直氣電焊是熔化極氣體保護(hù)焊原理與電渣焊焊縫成型方法相結(jié)合的 高效焊接方法。它采用渣－

集裝箱船的大型化和快速、經(jīng)濟(jì)的航運(yùn)要求,使集裝箱船船體結(jié)構(gòu)更多采用厚板高強(qiáng)度鋼。厚板高強(qiáng)度鋼高效焊接工藝研究成為3500teu集裝箱船關(guān)鍵建造工藝研究的重要課題。segarc法可以實(shí)現(xiàn)厚板立焊自動(dòng)單層高效焊接。采用合適的tmcp鋼、低溫焊接材料及適當(dāng)工藝措施,可以解決大熱輸入量segarc法焊接接頭韌性下降問題。

eh36鋼厚板廣泛應(yīng)用于造船行業(yè),文中采用多層多道雙面雙弧機(jī)器人mag自動(dòng)化立焊工藝焊接eh36鋼,具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和廣闊的應(yīng)用前景.打底焊是多層多道焊接中最重要的工藝過程,對(duì)接頭性能有著重要影響.文中對(duì)打底焊接頭組織和性能進(jìn)行了研究.結(jié)果表明,厚板雙面雙弧立焊打底接頭組織主要為針狀鐵素體和先共析鐵素體.在經(jīng)歷隨后的多層多道焊再熱作用后,打底焊縫組織得到細(xì)化.打底焊接頭熱影響區(qū)過熱組織為貝氏體組織和板條馬氏體組織.性能研究發(fā)現(xiàn),打底焊焊縫的硬度值相比后層焊道要低.接頭強(qiáng)度高于母材,斷口形貌呈現(xiàn)韌窩特征.

為了適應(yīng)近年來世界造船工業(yè)對(duì)造船用鋼的需求,首鋼遷安鋼鐵有限責(zé)任公司通過了九國船級(jí)社的認(rèn)證。根據(jù)各國船級(jí)社的要求,對(duì)d36級(jí)高強(qiáng)度造船用鋼板的焊接性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,分析了試驗(yàn)用鋼板焊接接頭的力學(xué)性能、沖擊性能、硬度以及顯微組織。試驗(yàn)結(jié)果表明試驗(yàn)用鋼板具有優(yōu)良的焊接性能,完全滿足各船級(jí)社對(duì)船板的嚴(yán)格要求。

船用鋼材 船用鋼材主要包括船用鋼板、型材（包括角鋼、h型鋼、t型鋼，工字鋼、 球扁鋼），以及船用鋼管等，其中鋼板是最主要的鋼材。就船舶本身而言，各種 鋼材主要用途如下： 種類用途 鋼板船體 角鋼、型鋼船體結(jié)構(gòu) 球扁鋼龍骨 鋼管輸液管道及壓力管道 一、船用鋼板基本知識(shí) 1、船用鋼板簡(jiǎn)介 船用鋼板歸類為中厚板，是按船級(jí)社建造規(guī)范要求生產(chǎn)的用于制造船體 結(jié)構(gòu)的熱軋鋼板。 船用鋼板首先良好的韌性是最關(guān)鍵的要求，此外要求有較高的強(qiáng)度，良 好的耐腐蝕性能、焊接性能，加工成型性能以及表面質(zhì)量。為保質(zhì)量和保 證有足夠的韌性，要求化學(xué)成分的mn/c在2.5以上，對(duì)碳當(dāng)量也有嚴(yán)格要 求，并由船檢部門認(rèn)可的鋼廠生產(chǎn)。 2、船用鋼板分類 船體用結(jié)構(gòu)鋼按照用途可分為一般船舶用和特種船舶用，一般船舶主 要使用一般強(qiáng)度和高強(qiáng)度鋼，特種船舶如液化氣船使用低溫韌性鋼，散裝 化學(xué)品船使用奧氏體不銹鋼和雙相

一般強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼分為a、b、c、d4個(gè)等級(jí)，這4個(gè)等級(jí)的鋼材的屈服強(qiáng)度（不小于 235n/mm^2）和抗拉強(qiáng)度（400～520n/mm^2）一樣，只是不同溫度下的沖擊功不一樣而 已； 高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼按其最小屈服強(qiáng)度劃分強(qiáng)度等級(jí)，每一強(qiáng)度等級(jí)又按其沖擊韌性的不同分為 a、d、e、f4級(jí)。 a32、d32、e32、f32的屈服強(qiáng)度不小于315n/mm^2，抗拉強(qiáng)度440～570n/mm^2， a、d、e、f分別表示其各自可分別在0°、-20°、-40°、-60°的情況下所能達(dá)到的沖擊韌性； a36、d36、e36、f36的屈服強(qiáng)度不小于355n/mm^2，抗拉強(qiáng)度490～620n/mm^2， a、d、e、f分別表示其各自可分別在0°、-20°、-40°、-60°的情況下所能達(dá)到的沖擊韌性； a

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以eh36高強(qiáng)度船板鋼為研究對(duì)象,通過拉伸和沖擊分析試驗(yàn)手段,對(duì)eh36船板鋼不同熱輸入埋弧焊接頭進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試,同時(shí)采用掃描電鏡對(duì)沖擊試樣斷口形貌進(jìn)行分析.結(jié)果表明,所有斷裂均發(fā)生在拉伸試樣的母材區(qū),eh36船板鋼在大焊接熱輸入條件下,焊縫和焊接熱影響區(qū)的強(qiáng)度好于母材,并沒有出現(xiàn)熱影響區(qū)軟化現(xiàn)象;隨著焊接熱輸入增加焊縫的沖擊韌性降低,從焊縫和熔合區(qū)斷口形貌來看,斷裂類型為韌性斷裂和準(zhǔn)解理斷裂的混合斷裂.隨著遠(yuǎn)離熔合線距離的增加,沖擊吸收功有增加的趨勢(shì),在距離熔合線4mm處的沖擊吸收功跟母材接近,說明該位置處韌性基本不受焊接熱循環(huán)的影響.

船用鋼板焊接變形及控制矯正 摘要船體鋼板在焊接過程中容易變形，且變形具有 復(fù)雜性，目前是國內(nèi)外焊接領(lǐng)域的一項(xiàng)技術(shù)難題。焊接變形 問題嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，只有對(duì)其進(jìn)行合理科學(xué)的分析，找 到控制變形的方法，才能解決焊接變形的難題。本文主要講 述了船體鋼板焊接中常見的焊接變形、焊接變形產(chǎn)生的主要 原因及焊接變形控制的原則以及焊接變形矯正的辦法，有效 解決鋼板變形的問題。 關(guān)鍵詞船用鋼板；焊接變形；控制矯正 中圖分類號(hào)u66文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼a文章編號(hào)1674-6708 （2011）56-0118-02 在船體建造過程中，焊接接頭變形對(duì)其性能有著較大影 響，使得船體構(gòu)件的強(qiáng)度、韌性下降,最終影響到船舶的建造 質(zhì)量。由于船體結(jié)構(gòu)的尺寸較大、形狀較復(fù)雜，因而不易采 取單項(xiàng)措施進(jìn)行處理。因此須對(duì)焊接變形產(chǎn)生原因及影響因 素進(jìn)行分析，針對(duì)船體建造中各階段的特點(diǎn)，采取不同的措 施進(jìn)行處理，以達(dá)到

采用co2保護(hù)焊+埋弧焊的混合焊接方法,對(duì)ah36薄板進(jìn)行焊接試驗(yàn),重點(diǎn)研究了不同的冷卻條件對(duì)其焊接接頭質(zhì)量的影響。結(jié)果表明,在所選擇的焊接方法和焊接工藝條件下,無論何種冷卻條件,焊接接頭所有區(qū)域的沖擊性能均滿足規(guī)范要求。微觀組織分析表明,適當(dāng)?shù)暮缚p背面霧化水冷,可以細(xì)化或改善焊接接頭組織,控制焊縫柱狀晶形態(tài),減少鐵素體生成量,適量增加珠光體含量,從而確保焊縫金屬具有良好的綜合力學(xué)性能。

本文介紹了首鋼355mpa級(jí)船板進(jìn)行ccs工廠認(rèn)可的試制情況,分析了各工藝要素對(duì)鋼質(zhì)量的影響,討論了355mpa級(jí)船板試制中存在的問題,提出了改進(jìn)質(zhì)量的建議。

某船級(jí)社在對(duì)一批ah36船用鋼板進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn),厚度為15mm鋼板的抗拉強(qiáng)度和延伸率不符合該船級(jí)社的技術(shù)要求,通過對(duì)材料化學(xué)成分、力學(xué)性能和金相組織的檢驗(yàn),認(rèn)為,材料存在帶狀組織是導(dǎo)致鋼板力學(xué)性能不合格的主要原因。

針對(duì)某鋼廠eh36鋼300mm厚連鑄板坯的角部橫裂問題,應(yīng)用gleeble—3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)研究了eh36鋼的缺口試樣在結(jié)晶器與二冷矯直區(qū)分別產(chǎn)生裂紋的差異.研究表明,結(jié)晶器產(chǎn)生的裂紋特征與二冷矯直區(qū)產(chǎn)生的裂紋特征在氧化程度上有著顯著差異,據(jù)此可以判定eh36鋼300mm厚連鑄板坯的角部橫裂產(chǎn)生位置,為調(diào)整工藝參數(shù)提供參考.

鋼板的普及知識(shí) 船用鋼板是對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求最高的鋼板，現(xiàn)在很多車輛上也有類似產(chǎn)品的影子，一般一 個(gè)國家的鋼鐵技術(shù)，都看他的船舶鋼板研發(fā)能力怎么樣。 現(xiàn)在介紹一下2戰(zhàn)以后各主要強(qiáng)國的船用高強(qiáng)度鋼板研發(fā)情況。 第二次世界大戰(zhàn)后，世界各軍事強(qiáng)國為了滿足艦船裝備的發(fā)展需求，研制開發(fā)了系列高 強(qiáng)度艦船用鋼。 如美國，戰(zhàn)后發(fā)展了355mpa(36kgf/mm2)級(jí)hts鋼、550mpa(56kgf/mm2)級(jí)hy80鋼、 690mpa(70kgf/mm2)級(jí)hy100鋼、890mpa(91kgf/mm2)級(jí)hy130鋼，并用于實(shí)船建造； 俄羅斯開發(fā)了屈服強(qiáng)度從390-1175mpa(40-120kgf/mm2)級(jí)的аб系列艦船鋼； 法國最新建造的“凱旋”級(jí)核潛艇耐壓殼體用鋼屈服強(qiáng)度已達(dá)到980mpa。 hy-80、hy-100、hy-130都是美國在

日前，山鋼集團(tuán)萊鋼寬厚板廠成功研發(fā)試制出6mm×2600mm超薄規(guī)格船用鋼板。經(jīng)檢驗(yàn)，產(chǎn)品性能、板型、質(zhì)量均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)不同冷卻速率下控軋控冷態(tài)e36船用鋼板的組織性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:在10~60℃/s范圍內(nèi),隨著冷卻速率的增加,鋼板屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度呈上升趨勢(shì);但當(dāng)冷卻速率在19.3℃/s時(shí),出現(xiàn)了韌性惡化,然后隨著冷卻速率的增加,-60℃的沖擊功升高,且鋼板的伸長率并無明顯惡化;冷卻速率超過40℃/s時(shí),隨冷卻速率的增加,鋼板強(qiáng)度增加不明顯。在冷卻速率為56.3℃/s時(shí),鋼板組織為粒狀貝氏體+針狀鐵素體,晶粒細(xì)小,鋼板綜合力學(xué)性能最佳。

分別對(duì)船用鋼板沒有分離、輕微分離、嚴(yán)重分離的拉伸斷口試樣進(jìn)行了全面分析。研究表明,船板分離現(xiàn)象的產(chǎn)生有其內(nèi)在原因,也有外來因素的影響。

為了尋求材料的沖擊韌性和斷裂韌性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,根據(jù)已有的夏比v型缺口沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了沖擊試驗(yàn)吸收能與試驗(yàn)溫度和韌脆轉(zhuǎn)變溫度之間的曲線關(guān)系,提出了不同強(qiáng)度不同質(zhì)量等級(jí)船用鋼板厚度、使用溫度和斷裂韌性三者之間函數(shù)關(guān)系,并結(jié)合p-s-n曲線的思想,引入了可靠度的概念,實(shí)現(xiàn)了確定任意可靠度下不同板厚和使用溫度所對(duì)應(yīng)的鋼板斷裂韌性的方法,為含裂紋損傷結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)評(píng)估提供依據(jù).

韓國2012年對(duì)重厚鋼板的總需求可能將下降0．21％至1462．57萬噸，而2011年該數(shù)字為1465．6萬噸。

為研究船用高強(qiáng)鋼eh36100mm厚拼板平對(duì)接焊焊接工藝,應(yīng)用埋弧自動(dòng)焊,選擇合適的焊接參數(shù),制定焊接工藝,對(duì)焊接接頭進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果證明,該工藝能滿足深水三用工作船對(duì)船體局部強(qiáng)度的要求,成功解決了船用高強(qiáng)鋼超厚板的焊接工藝難題。

超厚板(60—80mm)EH36高強(qiáng)鋼的焊接

興澄特鋼日前研發(fā)成功250mm厚度eh36鋼板,并成功應(yīng)用于國內(nèi)首個(gè)移動(dòng)式試采平臺(tái)"海洋石油162"。目前,如此大厚度、高技術(shù)要求的品種是國內(nèi)的首次生產(chǎn),興澄特鋼也是國內(nèi)唯一具備該產(chǎn)品保質(zhì)保量供貨能力的單位,實(shí)現(xiàn)了替代進(jìn)口。"海洋石油162"平臺(tái)項(xiàng)目對(duì)工程材質(zhì)的要求極高,附加技術(shù)條件十分復(fù)雜。所采用的250mmeh36鋼板提出了"鋼板的屈