福建省船舶检验局焊接工艺模板.doc

本焊接工艺适用各类船舶建造焊接施工

一、焊工要求
1.焊接人员应持福建省船舶检验局颁发焊工合格证上岗，从事和其证书相适应工作，证书应在使用期内。
2.碳弧其刨开坡口，应安排技术力量强，经验丰富人员上岗操作。
注：
持有Ⅰ类焊工证书，合格项目为SⅠF10焊工可从事厚度≤20㎜板结构平焊。
持有Ⅱ类焊工证书，合格项目为SⅡV10和SⅡH10焊工可从事厚度≤20㎜板结构平、立焊和横焊。
持有Ⅲ类焊工证书，合格项目为SⅢV10和SⅢO10焊工可从事厚度≤20㎜板结构全位置焊接。
二、设备要求
1.全部焊接设备使用性能应良好；
2.直流电源设备极性，应选择直流反接。
三、焊材要求
1.焊接材料管理，应符合《焊接材料库房管理制度》要求。
2.全部焊接材料在使用前，应进行焙烘，酸性焊条未受潮，能够不焙烘，凡领用焊条应置于保温筒或焊条盒内，随用随取。
3.本船焊接材料应使用CCS认可焊材，船体结构关键使用酸性焊条，J422（E4303），但下述部位必需使用低氢焊条J507（E5015）。
3.1艏柱、艏柱及其和外板和船体构件连接。
3.2主机座及其相邻构件连接。
3.3辅机座，轴舵系。
3.4桅杆、吊艇架、系缆桩、导缆钳、锚机座、系缆机座、掣链器座、舷梯、吊机等受力较要部位。
3.5纵桁材对接缝
4.焊条直径应依据板厚和焊接部位，分别选择φ3.2㎜、φ4㎜或φ5㎜焊条。
5.施工中，未用完焊材应即时交还焊材库，尤其是碱性焊条，一次领用时间不得超出5小时。
四、工序要求
1.全部下料，加工及安装，均应符合《船舶建造工艺》要求。
2.碳弧气刨开坡口时，选择碳棒直径7㎜，气刨电流360A－390A，压缩风机压力0.4－0.6Mpa，刨槽深度（H）－2/3〥（〥：板厚）刨槽宽度（B）＝1.2H，舭部圆弧（R）＝5－7㎜达成清根出白。
3.尤其注意若上道工序不符合本工艺要求，不得进入下道工序。
五、焊接方法
1.施工中，应注意正确装焊程序，焊接电流及其合理焊脚尺寸等，以免焊后产生较大焊接变形和焊接应力，影响船体外型光顺性及船体主尺度。
2.焊前准备
2.1调好焊接电流（以下为理论要求，依据实际情况，可作合适调整），焊条φ3.2㎜平焊位置115～120A，横焊位置230～250A,立焊位置220～230A。
2.2用有效工具将坡口及坡口两侧各20㎜铁锈、氧化屑、污泥、油迹清除洁净；焊缝区表面潮湿时，应给予烘干。
3.定位焊
3.1定位焊所用焊接材料应和正式焊接所用焊接材料相同。
3.2定位焊焊接质量和正式焊接质量相同关键，不许可有裂纹、焊瘤等缺点。
3.3角接间断焊定位焊，应交错或断续焊，其长度和高度均不得超出焊接规格表中要求；角接连续焊定位焊，长度30－50㎜；间距200㎜左右，焊脚尺寸K≤焊接规格表中要求。
3.4对接焊定位焊，长度40－60㎜，宽度6－8㎜，间距200－300㎜（特殊位置许可现场调整），定位焊应在船体外部。
4.角接焊
4.1本船体用角焊缝基础为双面连续焊，除焊接规格表另有说明外。
4.2双面间断焊，焊前应划出双面间断焊焊接长度和间距长度。
4.3主机机座纵桁腹板和水平面板角接处，腹板边缘应开坡口，并最大程度焊透。
4.4间断角焊缝下列部位，在包角焊缝要求长度内应采取双面连续焊：
a.型钢端部，尤其是短型钢端部削斜时，包角焊缝长度应为型钢高度或大于削斜长度；
b.在多种构件切口、切角和开孔端部和其相互垂直连接构件角焊缝处，板厚>12㎜时，包角焊缝长度≥75㎜，板厚≤12㎜时，包角焊缝长度≥50㎜。
4.5全部肘板和构件连接角焊缝均应双面连续焊；若构件和构件夹角<50º，其角焊缝达成双面连续焊有困难时，可一面满焊，但构件趾端包角焊缝长度应≥连接骨材高度，且大于75㎜。
4.6全部角焊缝（包含间断焊、连续焊）端部均应包角焊。
5.对接、搭接和塞焊
5.1不一样厚度钢板进行对接，当厚度差≥4㎜时，应将厚板边缘削斜至薄板厚度，削斜宽度≥厚度差4倍；当厚度差<4㎜时，可在焊缝宽度内焊过渡焊，使焊缝外形均匀过渡。
5.2除能确保完全焊透外，对接焊焊件边缘应开单面或双面坡口，坡口角度为40º～70º，进行封底焊前，用碳弧气刨对焊道进行清根见白，并清除焊渣和氧化屑后，再进行封底焊。
5.3若有些部位全焊透过封底焊无法进行时，可采取固定垫板进行对接焊，坡口角度为60º，坡口钝边0～2㎜，坡口根部间隙2～4㎜。
5.4若必需采取搭接焊时，搭接宽度为较薄板厚度3～4倍，但无须大于50㎜；搭接表面就紧密贴合，搭接两端施以连续角焊缝。
5.5若外板和其内侧型材腹板无法直接进行角焊时（如舵叶封板焊），可用扁钢衬垫在构件和外板之间，扁钢和构件腹板连续角焊，外板和扁钢可用连续熔透焊或长孔塞焊，塞焊孔长大于90㎜；孔宽大于板厚2倍；孔间距小于75㎜，孔端部呈半圆形，长塞焊孔通常无须在孔内填满焊肉。
5.6当构件贯穿水密或油密舱壁时，舱壁上贯穿孔应按标准要求设置密性补板，并在密性舱壁一侧贯穿构件上切割二分之一圆形小孔，半圆孔到舱壁处包角双面连续焊，图1所表示：

图1

6.主船体焊接程序尽可能采取从船舯向艏、艉和左、右方向对称焊接标准。
6.1对接缝
a. 当板缝错开时，先焊端接缝后焊边接缝图2所表示：

b. 当板缝未错开时，先焊边接缝后焊端接缝图3所表示：

c.全部对接缝，均应采取从中间向两边对称焊法，必需时可选择退焊法，严禁采取直通法。
6.2角接中，现有对接又有角接是，应先焊对接，后焊角接。
6.3考虑该船是正造散装，当肋骨框架结束后，铺设外板，此时焊接次序应先角接后对接。
6.4全部平面分段（如舱壁等）缺点如马脚、焊疤等，应处理完成，再上船台。
6.5如遇板厚差≥4㎜时，将厚板削斜长度L＝(&1-&2)×4,图4所表示：

6.6如遇有多道焊和单道焊时，应先焊多道焊后焊单道焊。
6.7焊接多道焊时，上道焊缝结束，应清理洁净道中熔渣及焊接缺点，方可施焊下道焊缝。
6.8全部胎板、马脚板严禁用锤击法去除，施工中造成构件表面缺点如缺损、焊瘤、飞溅等，均应立即补焊、打磨给予修整。
6.9每条焊缝结束，均应敲掉焊缝熔渣并进行自检、互检合格后，交专检。
7.未说明之处，根据焊接规格表实施。
六、环境要求
1.施工中，应做到安全文明生产；
2.该船在露天操作，焊接中均是带电作业，应预防触电事故发生；
3.冬天应注意防冻防滑，夏天应注意防暑降温；
4.舱室作业，应采取双人监护制；
5.施工现场照明应良好，脚手架应安全可靠。
七、检验要求
1.全部焊缝均应100％目视检量，必需时可借助≯5倍放大镜判决有争议焊接缺点；
2.对接时，焊缝增强高应控制在0－3㎜以内；角接时焊接尺寸K＝K×（0.9－1.1）以内（K见焊接规格表）；
3.多种切口、切角、开口包角焊应良好；
4.焊缝中咬边深度≯0.5㎜,长度≯焊缝总长度10％；如有尖锐咬边，即使咬边角度大于90°也要修整；
5.全部焊缝不得有裂纹；
6.严禁塞铁焊，不然以下岗论处；
7.严格实施报检交验制度；
8.焊缝无损探伤和舱室密性试验，按摄影关要求实施。
八、参考文件：
1.引用标准
1.1《材料和焊接规范》CCS1998
1.2《钢质海船入级和建造规范》CCS
1.3《中国造船质量标准》CSQS1998
2.链接文件
2.1《焊接规格表》
2.2《焊接材料库房管理制度》
2.3《船舶质量控制交验制度》
2.4《船体建造工艺》
2.5《无损探伤纲领》
2.6《密性试验纲领》

附：
一、说明
1.本工艺要求了船舶电焊工中焊接材料使用，焊接参数选定，焊前坡口处理及对焊接缺点和变形预防等等；
2.所使用焊接材料应符合“CCS”规范要求，焊接材料应含有要求焊接合格证书，焊接材料保管、使用应按要求措施实施；
3.参与焊接作业人员，应取得对应等级操作技术规格证书。
二、手工电弧焊条使用范围：
1.CJ507焊条
用于高强度钢AH36、DH36、EH36（355N/mm2 ）及AH32、DH32、EH32（315N/mm2 ）,其它相当强度等级钢材结构件焊接。
2.J427焊条
a. 一般钢和高强钢对接焊缝及角焊缝；
b. 主船体结构大接头焊缝；
c. 关键构件：各类纵桁、强肋骨、强横梁、强扶强材面板和腹板对接缝，腹板和甲板、舱壁角焊缝；
d. 关键受力构件：尾柱、舭龙骨、尾轴管、舵叶结构对接焊缝和角焊缝；
e. 关键基座、底座结构，如：主机基座、发电机基座、锚机基座、吊环眼板、带缆桩、拖桩、导缆滚轮等底座；
f. 铸钢件、锻件及其和钢结构焊缝。
3.J422焊条
用于通常购件对接、角接焊缝。对于薄板通常选择φ3.2焊条、中厚板（T＝12mm以上、20mm以下）选择φ4.0焊条，对于>20mm以上厚度，除打底外，选择φ5.0焊条（E36级及不锈钢除外）。
三、焊接电流选择
焊接电流关键取决于焊条直径，焊件长度、焊接位置和接头形式、电流大、电弧热量大、焊条熔化快、熔深大，生产效率高，但电流也对应不一样，立焊和横焊比平焊电流要减10～15％，仰焊比平焊电流降低5～10％，通常厚板电流可大些，不开坡口比开坡口电流要大些，角焊缝因为散热较快，所以电流比对接缝要大部分，装配间隙小时，电流应稍大部分，反之应减小，以免焊穿。
对于间断焊接，其构件端部必需连续焊，焊接长度最小为其构件腹板1.75倍，但可无须超出300mm。
四、合拢段焊接及其它焊接要求
1.准备：依据图纸和材料不一样，选择焊条、焊剂时一定要按要求除锈、油污等，并将坡口清理洁净，并在焊缝两端焊工艺板，工艺板尺寸通常长宽在100×100左右，厚度和焊件相同。
2.焊接时一定要保持焊接规范稳定性，为确保末端焊质量，熄弧时，先停止小车，然后再停止送丝，再切断电流，这么即可使电弧填满又不致使焊条和焊缝粘住，也不致于产生弧坑裂纹，焊缝加强高要符合焊接规格书及图纸要求要求。
3.焊接工艺
1） 无间隙或小间隙双面自动焊：
焊第一面焊缝时，熔深应达成焊件厚度40～50％，反面焊缝熔深应达成焊件厚度60～70％。
2） 手工封底单面焊：
因为焊件太大，不能翻身构件来说，而且板厚较厚，通常采取这种方法，假如条件许可，可采取CO2加垫板单面焊双面成型焊接方法。

3）焊接规范表见表一、表二
4.假如坡口因装配等原因间隙偏大，（如大于8mm）可作以下处理。
1）当5<a≤16mm时
a) 加背垫焊正面；
b) 去除背垫，打磨修整后，封底焊。

2）当6<a≤25mm时
a)加背垫，正面单侧焊补成型后，修整后再焊主焊缝；
b）去除背垫、修磨后，封底焊。

3） 当a>25时，部分材料应割掉重新装配（换板），换板部分应≥300mm

5.预防裂纹
1）焊接过程中，在焊普低合金钢、高强钢、铸铁和大厚度工件时，为了预防裂纹，全部应采取预热温度层间温度后热、保温等，分热裂纹和冷裂纹。
热裂纹，通常是指在高温时所产生裂纹。
冷裂纹，是指焊接时Ar3温度（200～300℃以下）冷却过程中或完全冷却后产生裂纹。
a)热裂纹预防
Ⅰ.选择适宜焊接材料尽可能降低焊缝金属中产生低熔点共晶体，通常来说，要降低焊缝条和焊割S.P含量，而提升其Mn含量，以保持焊缝金属中有一定Mn/s比值；
Ⅱ.采取合适焊接工艺参数，尤其焊速不宜过大避免形成，雨滴状溶池能够降低中心线裂纹；
Ⅲ.采取引弧板和熄弧板，将质量差和轻易产生热裂纹起焊点及弧坑引到正式焊缝之外，从而降低焊缝裂纹。
b)冷裂纹预防
Ⅰ.选择适宜焊接材料，通常选择低氧型焊条，以降低从填充材料带入氧；
Ⅱ.采取降低含量措放，碱性焊条必需要求烘干，焊缝坡口去油污和水分；
Ⅲ.采取预热、缓冷，控制焊道层间温度，合适提升焊接电流方法，这些方法可避免或减弱淬硬程度，降低热应力和组织应力，使氢逸出，降低扩散氢含量，缓冷方法分后热和保温（后热温度在200～300℃）。
6.焊接应力控制
a）选择合理焊接次序
Ⅰ.尽可能使焊缝自由收缩，对大型焊接结构来说，焊接应从中间向四面进行，以使其焊缝含有自由收缩，降低焊接应力；
Ⅱ.收缩量大焊缝应该先焊，因为收缩量最大焊缝，轻易产生较大焊接应力，同时也因为先焊焊缝收缩，通常比较自由些，所以结构上收缩量大焊缝先焊，就能够降低其中应力；
Ⅲ.焊接平面交叉焊缝时应先焊横向焊缝，在焊缝交叉点上产生焊接应力较大，所以，应采取合理焊接次序以降低焊接应力。
b)选择合理工艺参数
以降低焊件受热范围，从而降低焊接应力。
c) 预留焊缝能够自由收缩余量
7.变形和反变形控制
1）严格控制加工、装配工序；
2）留有收缩余量；
3）对于工件较小零部件，应采取变形法；
4） 刚性固定法，对于船体来说，通常见“马板”方法控制焊接变形；
5） 合理安排焊接次序，尽可能采取热量较为集中，热效率较高焊接。

带坡口焊件双面焊规范（表一）
焊件厚度
mm
坡口形式
焊丝直径mm
焊缝次序
焊接电流A
电弧电压V
焊接速度m/h
14

5
正
830～850
31～38
25
5
反
600～620
31～38
45

16
5
正
830～850
31～38
20
5
反
600～620
31～38
45
18
5
正
830～850
31～38
20
5
反
600～620
31～38
45
22
8
正
1050～1150
38～40
18
5
反
600～620
36～38
45

24

0
正
1100
38～40
24
5
反
800
36～38
28
30
6
正
1000～1100
36～40
18
6
反
900～1000
36～36
20

无间隙双面埋弧焊规范（表二）
焊件厚度mm
焊缝次序
焊丝直径mm
焊接电流A
电弧电压V
焊接速度m/h
15
正
5
800～850
34～36
38
反
850～900
36～38
26
17
正
5
850～900
35～37
36
反
900～950
37～39
26
18
正
5
850～900
31～38
36
反
900～950
38～40
24
20
正
5
850～900
36～38
35
反
900～950
38～40
24
22
正
5
900～950
37～39
32
反
1000～1050
38～40
24