co2气保焊陶瓷衬垫平对接底道焊裂纹成因及对策研究

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1、船舶工艺与标准1co2气保焊陶瓷衬垫平对接底道焊裂纹成因及对策研究张翼飞，朱建华，吴建(沪东中华造船傑团)有限公司，上海200129)摘要：着巫分析了CO?气保焊陶瓷衬址平对接底道焊接裂纹的产牛•机理和影响因素，对焊接材料、母材、焊接工艺参数等方而进行了分析。并从技能的角度，提出了防止和改进措丿施，有助于CO?气保焊陶瓷衬垫焊平对接底道悍的悍接质量的提高。关键词：CO?气体保护焊；药芯焊丝；陶瓷衬垫：平对接；底道裂纹中图分类号：U671.8文献标识码：B文章编号：1005-9962(2010)02-0064-02Abstract:Theformationmechanismanda

2、ffectingfactorsofthecracksinthebackingpassinC02shieldedceramicbackingbuttweldingareanalysedfromtheaspectsofweldingmaterials,basematerialandweldingtechnologicalparameters.Theimprovementmeasurestopreventthecrackgenerationbasedontechnicalabilityareputforward,thatwillbebenifittothepromotionofthew

3、eldingquality.Keywords:CO2shieldedwelding:flux-coredwire;ceramicbacking;buttwelding;crackinbackingpass0引言co?药芯焊丝作为一•种高效焊材已在国内外造船业广泛应用。约芯焊丝打实芯焊丝相比，前者有着焊道成型美观、电弧稳定、焊接飞溅小、全位置焊接操作丁艺性能好、焊接熔敷速度快、生产效率高等优点。对丁提高船舶建造速度，改进焊接质量,降低成本起了重要的作用⑴。随着船厂造船吨位的增加，人量的中厚度钢板的广泛使用，药芯焊丝在使用过程中也出现了许多问题，其中最为严重的就是产生于不同位置的各种

4、裂纹。裂纹是严格禁止存在焊缝屮的，特别是药芯焊丝在陶质衬垫平对接底道焊接时出现的大量纵向裂纹，它的危害性更大。本文根据多年从事焊接操作经验和技能的积累，从焊接材料、母材、焊接工艺参数等方面对裂纹产生的原因及防止方法作出分析研究。第一作者简介：张翼飞，男，1957年生，专家级焊接高级技师。1977年毕业于沪东造船厂技工学校焊接专业。现为沪东中华造船（集团）有限公司第一造船事业部施工技术科焊接顾问，上海市技师协会副会长。1裂纹成因分析1.1焊接材料常用的C02药芯焊丝呈酸性或偏酸性，为酸性氧化物渣系，少碱性渣系焊接材料相比，熔滴过渡颗粒细小，操作方便且具有抗水、锈等优点。在焊接过程屮

5、合金元素过渡相对较差，熔池屮的含氢最偏高，焊接接头的延伸率•冲击韧性略低。根据试验结果，3Y级药芯焊丝，其屈服强度在490〜510MPa、抗拉强度在550〜560MPa之间，曲强比值在0.85以上。但355〜390MPa等级船用钢板按要求曲强比值在0.65〜0.80Z间，因此药芯焊丝曲强比值略显高了。屈服强度与抗拉强度越接近，显示其材料没有足够的册性叫材料的抗裂性能越差,这是引起焊接裂纹的原因么一。1.2母材随曹母材厚度的增加，强度的提高，母材的刚性随之增强。在焊接过程中，一方面，电弧热产牛的不均匀受热和冷却使母材的内应力增大；另一方而，母材本身的刚性，抵御焊接熔池的收缩应力。而

6、焊缝金属又不具备足够的塑性，这是引起焊接裂纹的原因之二。1.3焊接工艺131焊接电流、电弧电压和焊接速度采用CO?药芯焊丝焊接陶瓷衬垫焊平对接焊缝底道焊时，为保证焊缝背面成型良好，当间隙过小,采用的焊接电流、电弧电压一定时，焊接速度增快。当焊接速度过快时，电弧对焊缝边缘加热时间过短，使熔池冷却速度快，悍缝边缘的母材加热不充分，且不均匀。熔池金属凝固收缩产生的应力受到母材刚性抵御，焊缝不容易被拉仲。体积缩小完全取决于熔池金属的塑性。而药芯焊丝曲强比值乂较高，这是引起焊接裂纹的原因之三。1.3.2焊接坡口角度和焊接位置CO?陶瓷衬垫焊方法在焊不同的位置时，焊缝金属形成的形状各不相同。

7、立对接焊时，屮间略凸;横对接焊时，中卜•部略凸；平对接焊时，焊缝形状—•般呈内凹状，也就是中间比较薄弱，见图1。结晶过程是与坡口边缘呈90。往中间结晶。当焊缝坡口角度过小时，形状系数变差。熔池的厚度增加宽度减小，结品过程中的氧化物夹朵都留在焊缝中间，造成焊缝偏析，使原来薄弱区域更显薄弱。这时，再加上母材的刚性，熔池由液态向固态转变时的收缩应力，使熔池薄弱区域在结品过程中被拉裂，这是引起焊接裂纹的原因之四。这也是底道裂纹一般都出在平对接上的原因。立对接平对接横对接图1悍缝形状1.4