造船分段焊接原则工艺样本.docx
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造船分段焊接原则工艺样本
分段焊接
原则工艺
编制:
.
校核:
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审批:
.
本原则工艺对船体分段、上层建筑装焊各个环节的质量控制、建造要求等作原则阐述,以确保工程质量满足设计要求。
一.生产前期准备
1.1生产设计
生产前,分段、上层建筑图纸必须经过生产设计细化,配备:
制作胎架图、样板表、零件图（板材、型材;并对是否冷加工加以区分）、平面板架图、拼版成型图、曲面板架图、框架图、元件成型图、分段制造工作图、分段总装图、各类套料图、零件清单、材料清单等配备齐全。
1.2技术交流
开工前,车间应与有关设计人员协调,落实解决生产施工中的图纸以及施工中可能预见的各种装焊工艺上的技术问题、质量控制点的控制办法,以保证产品的质量和生产的连续。
1.3材料准备
工程材料清单配备材料,并对材料的材质、数量、平整度等进行核对检查,避免偏差。
二.制作要领
2.1预处理及制作加工准备
2.1.1钢板在下料切割前,应进行矫平等预加工处理,钢板矫平后不得出现折皱、翘曲等影响质量的现象,表面不应有明显的凸痕和其它损伤,必要时应进行局部整修或打磨、整平。
2.1.2号料前应清除钢材表面油污、氧化皮等污物,并进行车间底漆预处理（板材预处理方由合同规定）。
2.1.3号料前应检查钢板的牌号、规格、质量,确认无误合格后,方可号料。
2.1.4号料所划的切割线必须正确清晰,号料尺寸偏差满足规范。
2.1.5各类钢结构部件的零件,应采用气割切割,并优先考虑数控切割和自动、半自动气割。
手工气割只能用于次要零件或切割后仍需边缘加工的零件。
2.1.6气割前应将料面上的浮锈及脏物清除干净,钢料应放平、垫稳,割缝下面应留有空隙。
2.1.7气割零件尺寸允许偏差应符合下列规定:
2.1.7.1不同厚度板材拼接削斜要求
根据船规的要求,不同厚度钢板进行焊接时,其厚度差大于3mm,则应将厚
板的边缘削斜,使其均匀过渡（见图）。
如厚度差小于等于3mm,则不削斜。
A:
无坡口要求（薄板）
d﹥3mm时,则L≧3d,且Lmin＝20mm
图1无坡口
B:
有坡口要求.
d﹥3mm时,则L≧3d,且Lmin＝20mm
图2坡口开在板厚差一侧
d﹥3mm时,则L≧3d,且Lmin＝20mm
图3坡口开在板厚差一侧
C:
FCB法接头参见图3
d﹥2mm时,则L≧6d,且Lmin＝30mm,Lmax＝Max（3d,45mm）
D:
垂直气电焊（CV）对坡口削斜要求:
与采用垂直气电焊焊接接头相交的对接接缝,如其拼接接头存在板厚差而削
斜,则应在现场对靠近垂直气电焊对接接缝坡口边缘100mm范围内区域进行打
磨,使此局部削斜过渡的斜坡满足L≧5d。
2.1.7.2对切割质量的要求
船体建造中的切割加工精度应满足《中国造船质量标准》中第三篇、第1.3节的要求。
气割表面粗糙度按下表
mm
项目
标准范围
允许极限
备注
构
件
自
由
边
重要部分
自动、半自动气割
0.10
0.20
（1）型钢的机械
切割按手工
气割;
（2）除去自由边
毛刺
手工气割
0.15
0.30
重要部分
自动、半自动气割
0.10
0.20
手工气割
0.50
1.00
焊
接
接
缝
边
重要部分
自动、半自动气割
0.10
0.20
手工气割
0.40
0.80
重要部分
自动、半自动气割
0.10
0.20
手工气割
0.80
1.50
气割缺口按下表
mm
项目
标准范围
允许极限
备注
构
件
自
由
边
在舯0.6L区域内舷顶列板的上缘,强力甲板以及外板上所有开口的边缘,特别重要的纵材及悬梁臂
－
无缺口
（1）”缺口”是指大于该
表面粗糙度3倍的
凹口。
（2）修补方法:
a.用砂轮磨平;
b.必要时可采用堆焊
法修补,但必须避
免短焊缝
重要的纵横强力构件
－
﹤1.0
其它
－
﹤3.0
焊
接
接
缝
边
对
接
焊
缝
舯0.6L区域内的外板、强力甲板
－
﹤2.0
用砂轮或焊补修整缺口。
L为船长
其它
－
﹤3.0
角焊缝
－
﹤3.0
气割尺寸偏差按下表
mm
项目
标准范围
允许极限
备注
板边缘
直线度
自动焊缝
≦0.4
≦0.5
半自动焊缝及手工焊缝
≦1.5
≦2.5
坡口面
尺寸
坡口面角θ
±2º
±4º
过渡段长度l
±0.5d
±1.0d
坡口深度d
±1.5
±2.0
构件
尺寸
主要构件
±2.5
±4.0
例:
双层底肋板、桁材等要求较高的构件
次要构件
±3.5
±5
面板宽度
±2.0
+4.0
－3.0
刨、铣边偏差按下表
mm
项目
标准范围
允许极限
备注
边缘直线度
≦0.5
≦1.0
以10mm长计
坡口面角度
±2º
±3º
2.1.8零件边缘加工后,应无杂刺、渣、波纹、崩坑等,缺陷应修磨匀顺,刨铣时应避免油污污染钢板。
2.1.9零件和部件加工精度应符合《中国造船质量标准》的有关规定。
2.2零件和部件的矫正和弯曲
2.2.1表面最高加热温度
AH32～EH36高强度钢表面最高加热温度（火工矫正温度）规定
冷却方式
碳当量Ceq
加热后
立即水冷
加热后
空气冷却
加热后空气冷却后在水冷
备注
Ceq＞0.38％
AH～EH
650℃
900℃
900℃以下,空气下降到
500℃以下水冷
Ceq=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15
Ceq≤0.38％
AH～DH
1000℃
1000℃
Ceq≤0.38％
EH
900℃
900℃
TMCP钢的碳当量Ceq≤0.38％,注意分辨TMCP钢的车间底漆色标。
2.2.2外板弯曲偏差
单曲度板曲面与样板偏差≤2.5mm
三角样板检验线的直线度≤2.5mm
双曲度板拉线与样板上基准线的偏差±2mm
肋位方向与样箱的空隙≤4mm
长度方向与样箱的空隙≤3mm
2.2.3零件冷作弯曲后边缘不得产生裂纹和撕裂,不得直接锤击钢材表面,矫正后零件表面不应有明显的凹痕和其它损伤。
2.3零部件的组合拼装
2.3.1组装必须在相应的平台或胎架上进行。
2.3.2零部件组拼的允许偏差应符合<中国造船质量标准>规定。
十字接头错位≤1/4板厚
角接接头的间隙≤2毫米
搭接间隙偏差≤2毫米
对接接头错边偏差≤0.1倍板厚,且≤3mm
对接接头平面度偏差≤2毫米
2.3.3零部件成型后必须检验,所有偏差应加以校正,不合格件不允许进入下道工序,以免积累误差的产生。
2.4胎架设置
严格按照工艺文件中的胎架图设置胎架。
2.4.1确认胎架形式（平胎架、曲面胎架等）,明确肋位、用料、尺寸等要素。
2.4.2按图表示划出格子线,在胎架边缘外侧划出胎架中心线、肋骨线;竖立角钢,在胎架中线与前后端缝交点处挂线。
角钢必须与地脚焊牢。
2.4.3如无强制说明,胎架高度一般为800mm。
2.4.4胎架四周,中线及中肋位用扁钢或型钢绑牢并用斜撑加固。
2.4.5胎架与分段接触面必须精密测量,修整到位。
2.5分段的拼装
2.5.1分段的拼装应考虑必要的防止构件变形的措施。
2.5.1.1应编制合理的焊接工艺和焊接程序,使构件或分段组装时的变形和焊接收缩尽量小,并应适当考虑减少结构的焊接拘束应力。
2.5.1.2在有较大拘束条件下进行焊接时,焊缝应尽量连续施焊。
2.5.1.3构件焊接前,可适当设詈反变形和收缩余量。
2.5.1.4设置胎架要足够的刚度,而且每节段组装完成后需进行复测和调整。
以保证分段的线型。
2.5.1.5立体分段组装时构件安装必须到位,定位焊必须满足焊接工艺要求,对纵向、横向的隔板件及大型零件安装时,必须保证安全,相关部位必须设置限位、支撑等设施,需电焊的必须满焊,杜绝漏焊、假焊等情况。
2.5.2各分段的零件、部件应标记清楚。
2.5.3各构件、分段拼装端口,应在自由状态下对准,进行测量、矫正,严禁直接用捶打,卡压等强制手段使各分段接口,零部件、匹配件强制就位。
2.5.4施工过程严格按焊接工艺规程进行操作,不得随意更改。
2.5.5施工过程如有疑问,及时与设计部门取得联系,避免出现返工。
2.5.6外型尺寸、构件对接尺寸、分段接口处吻合度、边缘精度等加强检测,符合设计要求,满足规范。
2.5.7按图纸（设计）要求设置吊攀。
2.5.8上层建筑或分段由于客观因素,局部区域需要结构加强的,按设计要求进行构件加强。
2.5.9结构经检验合格后,严格按设计出具的涂装工艺卡进行涂装处理。
三.焊接
3.1焊接方法主要包括:
CO2气体保护焊、手工电弧焊、双丝单面埋弧自动焊、单丝双面埋弧自动焊、气体垂直自动焊、CO2陶瓷衬垫单面焊及下行焊（CO2）。
焊接部位、方法、焊接材料由设计部门按不同船只分别加以明确。
3.2使用的焊接材料必须经相应的船级社认可,进厂应有质保证书,并经检验部门验收。
3.3焊工资格
3.3.1.担任船体建造焊接的焊工（含外来焊工及外包焊工）,必须经焊工考试合格,并持有GL/CCS船检验船师签发的焊工合格证,方可担任相应的焊接工作。
3.3.2船体装配工担任定位焊工作,亦应经过定位焊工考试,并持有船检验船师签发的定位焊工考试合格证。
3.4 主要焊接坡口形式
3.4.1. 双面埋弧自动焊坡口表六
序号
坡口名称
坡口图例
坡口参数
板厚（mm）
1
Ι型坡口
C=0～1
t=5～14
2
Y型坡口
a=500～600
C=0～1
P=5～11
t=15～24
3
X型坡口
a=500～900
C=0～1
P=5～8
t≥25
3.4.2. FCB法坡口
序号
坡口名称
坡口图例
坡口参数
板厚（mm）
1
Y型坡口
a=500～600
C=0～1
P=4～7
t=13～25
3.4.3. CO2焊及手工电弧焊坡口
序号
坡口名称
坡口图例
坡口参数
板厚（mm）
1
Ι型坡口
C=0～2
t≤5
2
Y型坡口
a=450～600
C=0～3
P=0～3
t=6～23
3
X型坡口
a=500～600
C=0～4
P=0～2
t≥24
4
不对称
X型坡口
ɑ1=500～600
ɑ2=500～600
C=0～4
P=0～2
h1＝3/5t
t≥24
（主坡口ɑ1
先焊）
5
带垫板
V型坡口
ɑ1=150～250
C=5～8
t≥6
6
V型坡口
（横向）
ɑ1=400～500
ɑ2=50～150
C=0～3
P=0～3
t≥6～23
（横焊位置）
序号
坡口名称
坡口图例
坡口参数
板厚（mm）
7
对称
X型坡口
（横向）
ɑ1=400～500
ɑ2=50～150
C=0～3
P=0～3
t≥24
（横焊位置）
8
K型
角接坡口
ɑ=450～550
C=0～3
P*=0～2
*代表深熔焊时
P=1/3t
t≥10
9
单边V型
角接坡口
ɑ=450～550
C=0～3
P=0～2
t≥10
3.4.4. CO2衬垫单面焊及气电垂直自动焊坡口
序号
坡口名称
坡口图例
坡口参数
焊接方法
1
带衬垫
V型坡口
ɑ=150～240
C=5～10
t≥8
陶质衬垫
单面焊
2
带衬垫
V型坡口
ɑ1=300～400
ɑ2=50～150
C=5～10
t≥8
横向位置
陶质衬垫
单面焊
3
带衬垫单面
V型坡口
ɑ=350～450
C=4～8
t=11～32
角焊缝
陶质衬垫
单面焊
序号
坡口名称
坡口图例
坡口参数
焊接方法
4
气电垂直
自动焊
V型坡口
ɑ=100～250
C=5～10
t=10～50
CO2气电垂直
自动焊
3.4.5. 坡口切割加工阶段原则
3.4.5.1. 对接接口具体坡口加工要求按图纸要求加工。
3.4.5.2.凡板材边缘无余量者,在构件下料时坡口切割好（包括该处的结构件）,凡板材边缘带余量者下料时不开坡口。
3.4.5.3.船台大合拢焊缝,先上船台分段一侧坡口先开,后上分段一侧坡口在望光、划线后切割。
3.4.5.4.在同一接缝存在不同坡口加工角度要求时,应按从小到大的原则,先切割（加工）较小角度要求的边缘,再切割（加工）较大角度要求的边缘;大、小角度相交处边缘需（切割或打磨）和顺过渡,过渡段长度不小于20mm。
3.5焊接前准备工作
3.5.1焊条及焊剂烘焙
3.5.1.1.低氢碱性焊条如SH507.01,使用前须经350℃～400℃烘焙二小时,然后放入100℃～150℃恒温箱中贮存待用。
3.5.1.2、低氢碱性焊条领用时,一次领用量应以四小时内用完为限,以防止焊条再次受潮,否则须重新交库烘焙;若有被水或油玷污过的低氢焊条,应从现场拿走,报废处理.
3.5.1.3、埋弧自动焊剂SH43、SH331、PFH-55E、PF-50使用前须经250℃～300℃烘焙二小时,SJ101焊剂使用前须经350℃～400℃烘焙二小时,然后在100℃～150℃的恒温箱中存放。
真空包装的焊剂可直接使用,如真空包装打开时间过长,则需烘焙。
（FCB衬垫焊剂PF1-50R不能烘焙,用时拆封。
）
3.5.2清洁工作及施工环境
3.5.2.1、焊接施工前须检查接头装配,坡口加工等正确性,如不符合工艺要求须修正后方能施焊。
3.5.2.2、做好接缝的清洁工作,要求清除氧化铁渣、铁锈、水汽、油污和杂物等,清洁范围应在接头两侧各20毫米。
3.5.2.3采用碳弧气刨扣槽的焊缝坡口,焊前应用砂轮打磨,去除氧化铁渣、粘碳等,碳刨坡口角度应符合要求,否则要修正。
3.5.2.4、在外场焊接时,应防雨雪、防风,如果周围风速过大,应采取临时遮挡措施,防止焊缝气孔等缺陷产生。
3.5.2.5、冬季气温在0℃以下（高强度钢焊缝要求参见3.7.7.条）时,对船体重要焊缝,除非采用可靠的工艺措施,否则应停止施焊。
当环境温度低于-10℃时,不得施焊。
3.5.3、定位焊
3.5.3.1定位焊前需要做好焊接处清洁除锈工作,进行埋弧自动焊的接缝需将整条接缝端面或坡口用砂轮打磨后,在开始定位焊。
3.5.3.2定位焊用焊材等级应与该焊缝所用焊材等级一样,焊条直径Φ3.2～4.0毫米。
高强度钢母材的定位焊不得使用酸性焊条（如SH422.01）。
3.5.3.3定位焊用低氢碱性焊条应经烘焙干燥,并存放在通电的焊条保温筒中,随用随取。
不得使用冷焊条定位。
3.5.3.4焊接接头焊前有预热要求时,其接头的定位焊焊前也应预热,且定位焊预热温度应高于主焊缝要求的最低预热温度约20℃。
定位焊预热能够采用燃气火焰进行局部加热。
3.5.3.5定位焊缝的长度:
对一般强度钢（A～D）为～30毫米;E级钢为50～60毫米;对于高强度钢（AH32～AH36）为50～60毫米。
定位焊间距200毫米,角接焊缝定位焊焊脚为3～5毫米。
3.5.3.6定位焊不宜焊在焊缝相交处,要求定位焊距焊缝相交处100～150毫米左右。
3.5.3.7定位焊尽可能在坡口背面,定位焊不应有裂缝、气孔、夹渣等缺陷,定位焊缺陷应在焊前清除。
3.6焊接工艺要点
3.6.1手工引弧……引弧应在坡口或角焊焊道范围内进行,不应该在坡口之外的钢板上引弧。
3.6.2、手工熄弧……焊缝熄弧时,应将弧坑填满,避免熔池凹陷,多道焊时各道间焊缝接头应互相错开30～50毫米。
3.6.3、引弧板及熄弧板…一般引弧板及熄弧板的厚度、坡口与焊件一致。
一般焊接接头端部应设置长度不小于50㎜的引（熄）弧板。
单丝埋弧自动焊时,应在焊缝两端设置引弧板及熄弧板,其尺寸为100×100毫米。
FCB焊时,其尺寸为300×250毫米。
气电垂直自动焊时,应设置150×150毫米的熄弧板。
3.6.4焊缝端部的特别处理要求。
在某些不能设置引弧板或熄弧板的焊缝端部（如气电垂直自动焊的引弧处,船体内底板、主甲板大合拢埋弧自动焊的端部,等）,以及因采用不同焊接方法而有显著坡口变化的交接处（如单面焊与双面焊交接、半自动焊与气电垂直自动焊在厚板处的交接,等）。
为保证对接焊缝端部和交接处的焊接质量,须进行特别处理。
在这些焊缝端部或交接处100㎜范围,采用碳弧气刨过渡处理,并采用CO2焊或手工焊焊妥。
3.6.5、焊缝清渣……每道焊缝焊后应仔细清除焊渣、飞溅等,发现气孔、夹渣、裂纹等缺陷应及时清除。
3.6.6、包角焊……各种构件端部及的构件切角、开口处,均须有饱满良好的包角焊。
3.6.7、装配时要避免强行组装,以减小内应力,防止焊接时出现裂纹。
定位焊的质量应与施焊的焊缝质量相同,且符合3.5.3的规定。
3.6.8、对两块不同韧性和不同强度水平钢材间的接头焊接,选取与两者中较低强度水平和较高韧性水平钢材相适应的焊接材料。
如
1）强度相同、韧性不同的一般强度船体用钢A与D相连接的焊缝,焊接材料的选用应符合GL-2要求（如船级社不同,则以相应船级社要求执行,后同）。
2）强度相同、韧性不同的高强度船体用钢AH36与EH36相连接的焊缝,焊接材料的选用应符合GL-3Y要求。
3）相同韧性级别的一般强度船体用钢D与高强度船体用钢DH36相连接的焊缝,焊接材料的选用应符合GL-2要求。
4）不同韧性级别的一般强度船体用钢A与高强度船体用钢DH36相连接的焊缝,焊接材料的选用应符合GL-2要求。
3.6.9、对船体重要构件应采用低氢焊接方法*,其范围如下:
A）船台大合拢接缝及其纵桁材的焊接;
B）艏艉柱结构及其船壳、板的焊接;
C）水密（油密）构件周界;
D）吊艇架、系缆柱、桅杆、克令吊车底座的焊接;
E）主机机座及其相连接的构件;
F）挂舵臂、舵叶及铸钢件的焊接;
G）集装箱脚、眼环、箱脚导轨、中间甲板支撑及其与相连接构件的焊接;
H）与高强度钢连接接头的焊接。
*低氢焊接方法包括:
低氢碱性焊条手工焊、低氢药芯焊丝CO2气保焊、埋弧自动焊方法、FCB法埋弧自动焊以及CO2气保气电垂直自动焊。
3.6.10、碳弧气刨可用作背面焊缝清根、刨削过渡薄头、刨批马脚。
3.6.11、对有焊透要求的焊缝（除单面焊方法）,在焊接背面焊缝前,应采用碳弧气刨方法进行出白或清根,清根后应具有适当的坡口形状,以便进行封底焊。
3.6.12角焊缝的焊脚尺寸应按照相关区域”焊接规格表”文件和有效施工图纸（如分段总装图）上标注的要求。
3.7高强度钢的焊接
3.7.1、用于焊接板厚≤50㎜AH32～DH36高强度钢的焊接材料,其等级须至少符合GL-2Y级要求（如船级社不同,则以相应船级社要求执行,后同）。
例:
手工焊焊条:
SH507.01
CJ501FeZ（仅用于平角焊）
CO2焊焊丝:
GL-YJ502（Q）,或DW-100,SF-71,Supercored71H,DW-100E,SF-70MX,或MX-200（仅用于平角焊）
气电垂直自动焊焊丝:
DWS-43G,或DWS-1LG
埋弧自动焊焊丝、焊剂:
H10Mn2G/SH331,H10Mn2/SJ101
FCB法焊丝、焊剂、衬垫焊剂:
US-43/PFI-50/PF1-50R
3.7.2、用于焊接板厚50㎜＜板厚≤70㎜AH32～DH36高强度钢的焊接材料,其等级至少须符合GL-3Y要求。
例:
CO2焊焊丝:
DW-100E,或Supercored71H,Supercored81-K2埋弧自动焊焊丝、焊剂:
H10Mn2G/SH331
3.7.3、用于焊接板厚70㎜＜板厚≤100㎜AH32～DH36高强度钢的焊接材料,其等级至少须符合GL-4Y要求。
3.7.4、用于焊接板厚≤50㎜EH32、EH36高强度钢的焊接材料,其等级须至少符合GL-3Y级要求。
例:
CO2焊焊丝:
DW-100E,或Supercored71H,Supercored81-K2
气电垂直自动焊焊丝:
DWS-1LG
埋弧自动焊焊丝、焊剂:
H10Mn2G/SH331,H10Mn2/SJ101
3.7.5、用于焊接50㎜＜板厚≤100㎜EH32、EH36高强度钢的焊接材料,其等级须至少符合GL-5Y级要求。
例:
CO2焊焊丝:
Supercored81-K2
3.7.6、EH32、EH36高强度钢的使用范围:
主机座纵桁、上甲板、舷顶列板、纵舱壁顶列板、舱口围等结构（以分段结构图为准）。
3.7.7、AH32～EH36高强度钢焊接前的预热（包括高强度钢的定位焊）按图号S1110H900214R--《高强度结构钢焊接预热工艺规程》的规定执行。
1）当环境温度在5℃以下但不低于0℃,需预热50℃～85℃;当环境温度在0℃以下,需预热至75℃～110℃。
2）除环境温度要求外,高强度钢焊接的最低预热温度要求应根据板厚和焊接方法决定,详见下表要求:
钢材交货状态
板厚㎜
温度
焊接方法
30
32
36
40
44
45
TMCP
FCAW/SMAW
85℃
90℃
98℃
104℃
110℃
121℃
SAW
49℃
53℃
61℃
68℃
73℃
84℃
非TMCP
FCAW/SMAW
115℃
120℃
128℃
134℃
140℃
151℃
SAW
83℃
87℃
95℃
102℃
108℃
118℃
3）预热温度应满足1）和2）中之高者。
4）焊接不同板厚的接头,其预热温度应按较厚板的要求确定。
5）定位焊、短焊缝、临时焊缝、修补焊缝等焊接预热温度,应比相应板厚所要求的预热温度高2
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