海洋工程船用大厚板E级高强钢埋弧焊技术研究.pdf

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1、第14卷第5期中国水运VoI14No．52014住5月OhinaWaterTransportMay2O14海洋工程船用大厚板E级高强钢埋弧焊技术研究陈倩清(浙江国际海运职业技术学院，浙江舟山316021)摘要：海洋工程船中的某些船体结构是作为大负荷动载设备而设计，具有板材强度高、冲击韧性要求高、大厚度的特征。本船的EH36钢厚度达120mm，焊接中可能产生热裂纹、接头的机械性能特别是低温冲击韧性不易保证以及焊接变形等问题。该研究采用埋弧焊工艺，并选用c、S、P等含量均低于国标的焊丝，匹配适当的焊接线能量辅以预热，保证

2、了焊接接头力学性能，通过了CCS有关焊接工艺评定认可。利用反变形，结合专用装焊工艺，在实船建造中获得了质量良好的焊接接头和结构精度。关键词：海洋工程船；大厚板E级高强钢；低温冲击韧性；裂纹；埋弧焊中图分类号：U668．2文献标识码：A文章编号：1006—7973(2014)05—0120—03前言坡口：为保证焊缝的致密性又减小焊接熔敷量和焊接变随着我同造船行业的迅速发展，各船厂相续建造各种大形，考虑到工厂现有加工能力而设计适当的坡口形式，见下型海洋工程船。所渭大型工程船，叮以看成是“建在水上的图1。工，‘’’，其中大

3、动载工作没备的基座便是船体结构意义上的纵焊接材料：焊接材料的匹配无疑是保证焊接接头机械性横隔、纵桁、肋骨、甲板等，而这些船体结构普遍具有钢能特别是低温冲击韧性的先决条件。据工厂技术积累匹配为板材质强度高、冲击韧性要求高、大厚度的特征。HO8Mn2E+sJ101而非国标匹配的H10Mn2+SJ101，其从焊接角度看：首先应防止对大厚板高强钢的焊接易出化学成分比对见表1。现的热裂纹、夹渣缺陷，其次焊接接头的机械性能主要是低表1化学成分温冲,ti韧性和塑性必须满足标准要求，然后作为焊件它既是工作没备的基座又是船体结构，其建

4、造的几何尺寸精度要求是高于船体结构嘤求的，所以还要保证焊件的焊接变形。筒而言之，对这些高强钢厚板的船体结构的焊接，既要保证焊表中H08Mn2E为企业标准值，H10Mn2为国家标准接接头的质量和性能特别是焊接接头的低温冲击韧性满足相值。关标准要求，同时还必须保证船体结构的精度要求。比对表1可见H08Mn2E的C含量(实测值0．076％)一、焊接工艺认可试验远低于H10Mn2国标，文献【2】认为关于控制焊缝金属成分最某工作船主甲板厚度为120mm、材质为EH36一Z35高关键的是选择适用的焊接材料，结构钢焊缝中的w(c)

5、最强度船体结构用钢。按CCS(中国船级社)材料与焊接好限制小于0．10％，不要超过0．12％。当钢的焊缝中含碳量2009版第3章要求⋯，进行焊接工艺认可试验，其流程为编增加时，会促进s的偏析，增加它的危害性。有学者进一步制“焊接工艺计划书”(pWPS)一一焊接工艺试验报告认为：多数低合金钢焊缝金属中，为了保证焊缝金属的韧度，(WPQR)——焊接工艺规程(WPS)。通常将碳质量分数Wc控制在0．015％～0．15％之间，且多数焊接工艺计划书包括了焊接工艺规程中所有的技术参数情况下熔敷金属的碳含量均控制在下限附件，碳含量

6、低，可及条件：抑制碳化物和马氏体的形成。碳含量低时，即使形成马氏体埋弧焊：对于平直的大厚度拼板焊接，采用埋弧焊对于也是韧性较好的低碳马氏体】。焊接接头质量、减小焊接变形、提高功效当然是不二的选择。特别强调的是H08Mn2E的S、P含量均低于H10Mn2的国家标准值，对于焊缝金属中的成分偏析，P和c是最容易偏析的元素，焊接过程中要严加控制】。所谓严加控制的唯一方法是在焊接材料的选用时把P、S含量控制在尽可能低的水平。综上所述，所以选用C、P、S含量较低的H08Mn2E焊丝以保证焊缝金属的低温冲击韧性。预热：众所周知，对

7、高强钢的焊接预热是防止裂纹的有图1焊缝坡口型式及要求效方法，虽然EH36钢的Ceq=0．39但考虑到钢板屈服强度收稿El期：2014—03—09作者简介：陈倩清(1964一)，女，宁波人，浙江国际海运职业技术学院，副教授，工学硕士，主要从事钢结构焊接技术研究与教学。第5期陈倩清：海洋工程船用大厚板E级高强钢埋弧焊技术研究121为345MPa级、厚度120ram，参考美国金属学会金属手册熔敷金属机械性能见表4第6卷确定预热温度确定为兰150~C，这个预热温度值同时表4熔敷金属机械性能也符合CCS有关要求1。焊接参数：焊

8、接参数对焊缝金属的W(N)有明显影响。对于电弧焊而言，增加电弧电压即增加电弧长度而熔滴时间坡口两侧20~30mm打磨至金属本色。同时增长，加大了唯一存在于空气中氮与熔滴的作用，而使焊前预热150~200E电加热方式。道间温度150~200焊缝的W(N)增加。有资料表明：氮会在焊缝中形成稳定℃。的针状氮化物而使焊缝金属的强度增高，塑性和韧性下降，