船体焊接工艺.docx
《船体焊接工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《船体焊接工艺.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
船体焊接工艺
船体焊接原则工艺规范
1范围
本规范规定了船体建造过程中船体焊接的焊接前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。
本规范适用于船体建造焊接工艺。
编写其他各类焊接工艺文件时，亦可参照使用。
2焊接前准备
2.1原则要求
2.1.1本规范所提供的焊接材料和焊接方法，均应取得国内外船级社认可。
2.1.2应用CO2气体保护半自动和自动焊、重力焊、下行焊、垂直气电焊及各类衬垫单面焊双面成型等高效焊接方法，应在产品相关工艺文件和施工图中加以明确。
2.1.3本规范所提供的船体各种规格的板厚，材料级别以及所应用的焊接方法，焊接材料，焊接接头的坡口型式和尺寸、焊接位置等方面的内容，均应获得船级社认可。
2.2钢种等级与焊接材料的选配
钢种等级与焊接材料的选配，见表1。
表1钢材等级与焊接材料的选配
序号
焊接方法
焊接材料
钢材等级
适用范围
1
手工电弧焊
E4315.01（SH427.01）
A、B、D
构架对接
全位置角焊
外板对接
E5015.01（SH507.01）
其它等效焊材
AH32～DH36
E5015.02（SH507.02）
其它等效焊材
EH32、EH36
外板对接
构架全位置角焊
2
埋弧自动
双面焊
焊丝：
H08A
焊剂：
SHJ431
其它等效焊材
A、B、D
拼板
焊丝/焊剂
H10Mn2/HJ101（CHJ101）
H10Mn2G/HJ331（SHJ331）
其它等效焊材
AH32AH36
DH32DH36
EH32EH36
3
CO2气体保护半自动焊
E71T-1（DW-100）（2Y）
E70T-1（MX-200）
E71T-1（SM-1F）（2Y）
E71T-1（KFX-712C）
E501T-1（YJ-502）（Q）
E71T-1（TWE-711）
其它等效焊材
A、B、D、
AH32
AH36
DH32
DH36
EH36
外板及构架对接，构架与板平角，立角焊
表1（续）钢材等级与焊接材料的选配
序号
焊接方法
焊接材料
钢材等级
适用范围
4
CO2气体保护单面焊
焊丝：
E71T-1（TWE-711）
E71T-1（KFX-712C）
衬垫：
TC-1
JN-4
其它等效焊材
A、B、D、
AH32AH36
DH32DH36
EH32、E36
中、大组立板材对接及总组立中合拢对接缝
5
手工衬垫单面焊
焊条：
E5015.01（SH507.01）
衬垫：
JN-1
其它等效焊材
A、B、D
AH32AH36
DH32DH36
中、大、总组立中板材对接及合拢对接缝
6
高效铁粉重力焊
E4313（CJ421FeZ）
其它等效焊材
A、B、D
中、大组立中的构件平角焊缝
E5024（CJ501FeZ）
其它等效焊材
AH32AH36
DH32DH36
7
手工下行焊
E5015（CJ507Fe）
其它等效焊材
A、B、D
AH32DH32
船体构件合拢垂直角焊缝
8
垂直气电焊
焊丝:
EG70T-2（DWS-43G）
衬垫:
KL-4GT
其它等效焊材
A、B
AH32、AH36
DH32、DH36
总组立合拢旁板，纵、横舱壁的垂直对接焊
焊丝:
EG70T-2（DWS-43G）
衬垫:
JN-10
其它等效焊材
A、B、D
AH32DH32
AH36DH36
9
FCB三丝埋弧自动单面焊
焊丝：
Y-A
表面焊剂：
NSH-50
底面焊剂：
NSH-IR
其它等效焊材
A、B、D
AH32DH32
AH36DH36
平面分段流水线中板材的对接焊
2.3典型结构用焊接材料和焊接方法的规定：
2.3.1当采用手工电弧焊接时，下列结构的焊接必须选用低氢型焊条焊接。
a）船体总组立时的环形对接缝和纵桁对接；
b）具有冰区加强级的船舶，船体外板端接缝和边接缝；
c）主、辅机座、桅杆、吊货杆、拖钩架、系缆桩等承受强大载荷的舾装件及其所承受高拉力的零部件；
d）要求具有较大刚度的构件。
如首框架、尾框架、以及其与外板和船体骨架的接缝。
2.3.2在中、大及总组立的焊接中，下列结构不允许采用立向下行焊（包括手工电弧焊和CO2气体保护半自动焊）。
a）船体中所有板材的立对接拼缝；
b）具有冰区加强级的船舶，冰刀区域内的所有立对接拼缝和所相关联的立角焊缝
c）受强大载荷或具有较大刚度的构件立角焊缝。
如：
主、辅机座，吊货杆等；
d）位于0.5L区域内属于横向构件连续，纵向构件不连续的部位角焊。
2.4焊接材料的焙烘、保管及使用
2.4.1一般焊接材料的焙烘、保管及使用，按G16-SWS004《焊接材料保管要求》执行。
2.4.2特殊焊接材料的焙烘、保管及使用，应编制专用工艺文件。
3工艺要求
3.1焊接坡口型式及加工尺寸应按Q/SWS40-001.2-2003《船体结构焊接与坡口型式选用》规定进行。
安装精度应符合Q/SWS60-001.2-2003《船舶建造质量标准建造精度》要求。
3.2焊前，焊工必须对焊接坡口及坡口两侧各宽20mm范围内，角焊缝在焊接宽度方向两侧各宽20mm内，清除氧化物，水份，油污等。
3.3当焊缝清理后未能及时焊接并因气候或其他原因影响而积水，受潮、生锈时，在焊接前应重新清理。
3.4定位焊所用焊材应与正常焊接所用焊材相一致，定位焊中不允许有裂纹、气孔、夹渣存在、当定位焊中有焊接缺陷存在时，在施焊前，必须予以剔除重新定位焊接。
一般强度钢的定位焊长度为30mm以上；高强度钢的定位焊长度不小于50mm。
3.5施焊规范和要求，应严格按工艺规范要求执行。
3.6当焊接采用多道或多层焊时，焊工在每一焊道焊后须清除焊渣与飞溅，每焊道的接头应相互错开至少（30～50）mm。
3.7当焊接环境温度低于-5℃施焊一般强度钢的船体结构（船体外板和甲板等）和环境温度低于0℃施焊高强度钢时，均需进行预热，预热温度一般大于80℃左右。
对有特殊要求的钢种或大厚板（t≥50mm）的构件，焊接时应编制焊接专用工艺，并严格按要求执行。
3.8当采用自动埋弧焊焊接时，焊缝起始端与末端（自由端）必须安装引、熄弧板。
其大小尺寸为（150×150）mm，厚度与焊件相同。
当采用单面焊时，引、熄弧板应按特殊要求选用。
3.9当采用手工电弧焊或CO2自动、半自动焊时，焊缝起始端与末端必须安装引、熄弧板。
其大小尺寸为（100×100）mm，厚度应符合表2要求。
表2引熄弧板选用的厚度mm
拼板
板厚
14≤t
≤16
16＜t
≤18
18＜t
≤20
20＜t
≤22
22＜t
≤24
24＜t
≤26
26＜t
≤28
28＜t
≤30
引熄
弧板
16
18
20
22
24
26
28
30
3.10船体分段在焊接中，分段两端的纵向构件应留有300mm长度的距离暂不焊接。
待分段与分段合拢后再进行焊接。
3.11在拼板上安装构件时，由于拼板焊缝余高的存在而影响构件与拼板的安装紧密，在构件安装前，应对构件与板缝交接处的板缝余高批平，长度应不小于构架板厚。
随后安装构件，或将跨过对接焊缝的构件腹板边缘开通焊孔，以使构件与板材安装紧密，保证焊接质量。
当该处采用单面角焊或间断焊时，则在构件与板缝的交接处采用双面焊接，焊缝长度大于75mm。
3.12焊缝末端收弧处应填满弧坑，通焊孔或止漏孔应具有良好的包角。
3.13合金钢的焊接则按其专用工艺执行。
4工艺过程
4.1船体焊接顺序的原则
4.1.1应考虑起始焊接时，不能对其他焊接形成强大的刚性约束。
4.1.2每条焊缝焊接时，尽量保持其一端能自由收缩。
4.1.3当采用手工焊接，焊缝长度＞2000mm时，应采用分中逐步退焊法焊接。
4.1.4分段构架焊接，焊工应成双数由中间向四周分散焊接。
4.1.5焊接顺序举例
a）长方形或圆形工艺孔封板焊接顺序,见图1。
图1长方形或圆形工艺孔封板焊接顺序
b）拼板焊接顺序,见图2。
图2拼板焊接顺序
c）总段环缝焊接顺序,见图3。
图3总段环缝焊接顺序
d）分段焊接顺序，见图4。
先焊外板与外板之间的拼板焊缝，然后焊构架之间的对接焊缝，再焊构架与构架间的角焊缝，最后焊构架与外板之间的角焊缝。
图4分段焊接顺序
4.2船体焊接优先采用的焊接方法
4.2.1小、中组立优先采用的焊接方法，见图5和表3。
图5中、小组立工程中的主要焊接接头
编号
制造工程
部件和接头
焊接方法
备注
1
小组立
平板对接
CO2单面焊
埋弧自动焊
自动
2
加强筋角焊
CO2自动角焊
CO2半自动焊
自动
半自动
3
纵骨的角焊
HS-MAG法双面双头CO2自动角焊
CO2半自动焊
4
大拼板对接
FCB法三丝焊
自动
5
纵骨的角焊
HS-MAG法双面双头CO2自动角焊
6
中组立
横向构件槽口角焊
CO2半自动焊
半自动
7
双层底舱内部
8
曲面拼板对接
CO2单面焊
9
曲面肋骨肋板角焊
CO2半自动焊
表3小、中组立优先采用的焊接方法
4.2.2总组立优先采用的焊接方法
双底双壳船舶，见图6和表4。
图6双层底舱中的主要焊接接头表
表4双底双壳船舶总组立优先采用的焊接方法
编号
分段接头
焊接位置
焊接方法
备注
1
船体外板对接
平位置
CO2陶瓷衬垫焊
半自动
2
内底板对接（纵向）
CO2衬垫焊+埋弧焊
半自动/自动
3
内底板对接（横向）
CO2衬垫焊+埋弧焊
4
傍板对接
立向
垂直气电焊
自动
5
肋骨隔板对接
CO2衬垫焊或垂直气电焊
半自动自动
6
舱底边隔板对接
CO2衬垫焊
半自动
表4（续）双底双壳船舶总组立优先采用的焊接方法
编号
分段接头
焊接位置
焊接方法
备注
7
上甲板对接（纵向）
平位置
CO2衬垫焊+埋弧自动焊
半自动+自动
自动
8
上甲板对接（横向）
CO2衬垫焊+埋弧自动焊
半自动+自动
9
内底板上与之相关联的角焊
水平位置
CO2自动角焊
CO2半自动焊
自动
半自动
10
纵骨对接
平、立位置
CO2衬垫焊
半自动
高强度结构用钢焊接施工工艺规范
1范围
本规范规定了船用高强度结构用钢（简称高强钢）焊接施工中的焊接前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。
本规范适用于钢种牌号为AH32、DH32、EH32和AH36、DH36、EH36等，且板厚≤50mm。
应用于各类船体建造及其他焊接件的生产。
2焊接前准备
2.1高强钢材料
高强钢含合金元素总量≤5%，屈服强度为（300～450）MPa的船用低合金结构钢，具有强度高、综合机械性能好、加工性和焊接性好的特点。
2.2焊接材料
2.2.1高强度钢的焊接材料选配，见表1。
表1高强度钢的焊接材料选配
钢材等级
焊接方法
手工
电弧焊
CO2气体
保护焊
垂直
气电焊
埋弧
自动焊
CO2
单面焊
AH32
AH36
DH32
DH36
EH32
EH36
E5015
CJ501Fe
E5024
TWE-711
KFX-712C
焊丝：
DWS-43G
衬垫：
JN-10
焊丝：
US-36
H10Mn2G
H10Mn2
焊剂：
HJ331
J101
PFI-55
焊丝：
TWE-711
SF-3
KFX-712C
衬垫：
JN-4
2.3焊接坡口
高强度钢全熔透焊缝的坡口形式按《焊缝坡口型式》要求。
3工艺要求
3.1切割、装配要求
3.1.1装配定位焊所用的焊条、焊丝，应与被焊母材材质相匹配。
3.1.2装配定位焊焊缝长度不得小于50mm，定位焊之间间距300mm左右。
有坡口的定位焊焊缝高度不得高于坡口深度的一半。
3.1.3高强度钢在装焊过程中，不允许在钢板上随意引弧或电弧闪击，若不慎发生后，应进行焊接修补,焊缝修补长度不小于50mm并磨平。
3.1.4装配工在拆除“吊马”、“装配马”或胎架时，应先在“吊马”、“装配马”或胎架角钢的根部距钢板约10mm处切割，然后采用碳弧气刨将剩余部分刨平、磨光。
若发现钢板表面由于切割受损时，应进行焊接修补、磨平。
3.1.5对于使用砂轮进行磨削修整焊缝时，其磨削处不得形成凹坑
3.2高强度钢所用焊接材料的使用要求
3.2.1高强度钢所用的焊接材料使用前，需按规定进行烘焙、保温，烘焙、保温时间应记录在册。
3.2.2领用焊条时必须带好保温筒储放，焊接过程中，若焊条冷却或环境温度低于零度，保温筒必须接上电源。
3.2.3每次领用焊条以4小时的焊接用量领用，尽可能做到随用随取。
每次工作结束后需将多余的焊条或焊丝、衬垫、焊剂送回焊条间保存。
3.3高强度钢施焊前，焊工应仔细检查焊缝的坡口、间隙等情况，并认真做好焊缝的清洁工作。
3.4对接焊缝的起始和终端是自由端的，焊前应先装好引、熄弧板。
3.5钢板厚度≥40mm的高强度钢，焊前应预热，预热温度为（100～150）℃。
焊接过程中，应保持（100～150）℃的层间温度。
3.6当焊接环境温度低于0℃时，所有被焊部件均应进行预热，预热温度应大于80℃
3.7预热时，应在坡口两侧各50mm的范围内保持一个均热带。
加热尽可能在焊缝背面进行。
预热和层间温度的测量，应在距坡口（30～50）mm处进行。
4工艺过程
4.1对于较长的焊缝，焊接时应采用逐步退焊法焊接。
即把整个焊缝划分为若干个等分的焊段，每段长约2m左右，各焊段的焊接尽可能对称进行，焊接速度尽量协调一致。
4.2当采用多层多道焊时，除打底层外，其他各层的厚度应控制在（2～4）mm内。
4.3为防止打底层开裂，焊接打底层焊道时，可采用重叠焊或减慢焊接速度，以加厚打底层焊道。
4.4为增强焊缝自回火能力，减少焊趾的应力集中，改善焊缝热影响区的组织和性能，盖面层应采用退火焊道。
（退火焊：
即盖面层焊缝采用较窄焊道，多道焊接）
焊缝返修通用工艺规范
1范围
本规范规定了焊缝的外表及内部质量在不符合标准要求时，对焊缝进行局部或整体返修的焊接前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。
本标准适用于一般碳钢和船用高强度结构钢（以下简称高强钢）材质的焊缝返修。
2焊接前准备
2.1焊缝返修条件
2.1.1无论是何种形式接头的焊缝，其外表质量不符合CB/T3802-1997《船体焊缝表面检验要求》时，则必须对该焊缝进行返修。
2.1.2无论是何种位置、何种焊接方法焊接的拼板对接焊缝，当焊缝经无损探伤后，其焊缝内部或表面存在超过该产品无损检查要求的焊接缺陷时，则必须对该对接焊缝进行返修。
2.2焊接方法
2.2.1对焊缝的返修，可采用手工电弧焊或CO2气体保护焊焊接。
2.2.2当采用特殊焊接方法进行焊缝的修补，该焊接方法需得到船级社或有关检验部门的认可。
2.3焊接材料
2.3.1焊接材料的选用必须为公司内焊接工艺认可试验合格的焊材。
2.3.2常用手工电弧焊及CO2气体保护焊，选用的焊接材料见表1。
表1手工电弧焊、CO2气体保护焊的焊接材料
焊接方法
焊接材料牌号
适用钢材牌号
手工电弧焊
SH507.01CHE507（E5015）
A、B、D、AH32、AH36、DH32、DH36
SH507.02（E5015）
EH32、EH36
CO2气体保护焊
TWE711、KFX-712C、AT-YJ-502（Q）
A、B、D、AH32、AH36、DH32、DH36、EH32、EH36
2.4焊前清理
2.4.1焊前，焊工必须对返修部位的焊缝及焊缝两侧各宽20mm范围内清除氧化物、水份、油污等。
2.4.2当焊缝清理后未能及时进行返修，并因气候或其它原因影响而受潮、生锈等，在返修前应重新清理。
3工艺要求
3.1普通碳钢的焊缝返修
3.1.1焊缝表面存在的焊接缺陷，可采用砂轮去除而对整体焊缝也能满足标准要求的则可不需焊接，直接采用砂轮去除焊接缺陷。
3.1.2一般角焊缝的焊接缺陷可直接采用焊接方法进行修补，但对于直接修补仍无法满足要求的焊接缺陷，如密集气孔等，则需要采用砂轮或碳弧气刨剔除缺陷后方能进行焊接修补。
3.1.3对于水密的角焊缝，其焊缝表面存在气孔、夹渣等焊接缺陷，则需用砂轮或碳弧气刨剔除缺陷，然后焊接修补。
3.1.4修补焊缝表面缺陷时，修补长度不得小于50mm，严禁点焊修补气孔和咬边等缺陷。
3.1.5焊缝内部存在超标的焊接缺陷时，需采用碳弧气刨剔除缺陷，然后焊接修补。
3.1.6焊缝修补后应保证修补焊缝与正式焊缝圆滑过渡，突变的部位需打磨光顺。
3.2船用高强度结构钢的焊缝返修
3.2.1对高强钢的焊缝外表及内部缺陷的返修，在满足普通碳素钢返修工艺要求的前提下，还需按以下要求执行。
3.2.2对于对接焊缝表面缺陷长度＞50mm或修补焊缝内部缺陷时，焊接前需对焊缝修补范围进行局部预热，预热温度（80～100）℃并保持焊接过程的层间温度达到预热温度以上，焊接需连续一次完成。
3.2.3对于拘束较大的“十字接头”、“丁字接头”对接焊缝的修补，预热温度应提高到120℃以上。
3.3FCB法拼板焊缝始终端的裂纹返修。
3.3.1当拼板焊缝在采用FCB法焊接后，对焊缝始、终端550mm范围内必须进行超声波检查，确认是否有焊接裂纹存在。
如有裂纹存在，操作人员必须对裂纹存在部位注明标记，以便明确修补范围。
3.3.2当超声波检查中发现始、终端550mm范围以外尚有裂纹存在时，必须扩大该整条焊缝的检查，并及时上报公司有关技术部门，专题分析，讨论裂纹的产生原因及修补要求。
3.4无论采用何种焊接方法，拼板对接焊缝两端点存在焊接缺陷时，修补前必须安装引熄弧板，同时，在引熄弧板上采用碳弧气刨开启坡口，并保证引熄弧板上的坡口与拼板焊缝返修部位连续。
4工艺过程
4.1当采用碳弧气刨剔除焊缝中的缺陷时，需保证缺陷已剔除后，方能进行焊接。
4.2对接焊缝中的缺陷在采用碳弧气刨剔除，当碳刨深度达到2/3板厚时仍未发现焊接缺陷，则需在第一面焊接修补后，对焊缝背面继续采用碳弧气刨进行查找，直至缺陷完全剔除后，方能焊接完成。
4.3焊缝中存在裂纹缺陷时，当裂纹长度不超过20mm，深度不超过5mm，可用碳弧气刨剔除裂纹，在确认裂纹已清除干净后，再进行焊接修补。
当裂纹长度超过以上尺寸时，首先应在裂纹两端点用钻头或气刨打上止延孔，防止裂纹延伸，然后用碳弧气刨一层层地刨去裂纹，再用着色探伤检查裂纹是否已全部清除，在着色探伤检查证实裂纹已全部清除后，再进行补焊。
4.4对接焊缝的修补，应严格控制焊接规范。
修补过程中尽可能采用多层多道焊，收弧时填满弧坑。
管子焊接工艺规范
1范围
本规范规定了CO2气体保护焊和钨极氩弧焊用于管子焊接的焊接前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。
本规范适用于管子与管子、管子与附件之间的对接和角接接头，焊接时，可采用纯CO2气体或CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接，也可采用钨极氩弧焊。
焊接位置为管子水平转动位置和管子水平固定位置。
2焊接前准备
2.1CO2半自动或自动焊焊丝选用，见表1。
表1CO2半自动或自动焊焊丝选用
母材材质
焊丝牌号
规格（mm）
碳钢管
H08Mn2SiA、DW-100
TWE-711、YJ502
KFX-712C
φ0.8
φ1.0
φ1.2
不锈钢管
1Cr18Ni9Ti
1Cr18Ni9Ti
φ1.0
φ1.2
316L
316L（实芯）
316L（药芯）
317L
317L（实芯）
317L（药芯）
2.2钨极氩弧焊焊丝的选用，见表2。
表2钨极氩弧焊焊丝的选用
母材材质
焊丝牌号
规格（mm）
碳钢管
J50
φ1.6
φ2.4
不锈钢管
1Cr18Ni9Ti
1Cr18Ni9Ti（棒状）
316L
316L（棒状）
317L
317L（棒状）
2.3保护气体
无论是CO2半自动或自动焊所用的CO2气体、CO2+Ar混合气体，还是钨极氩弧焊所用的纯Ar气体，均应符合气体质量使用标准，其纯度达99.9%。
2.4焊接设备
使用的焊机应严格进行定期检测维修，确保良好的操作性能。
2.5焊接坡口
2.5.1壁厚t≤2mm时，管子对接拼缝均不开坡口焊接，见图1。
2.5.2壁厚t＞2mm的管子对接拼缝，均应开坡口，坡口为机械加工，见图2。
2.6焊前清洁
2.6.1焊工必须对焊缝坡口面和坡口两侧各宽20mm范围内（角接焊缝在焊接面两侧各宽20mm范围内）作清理，并去除油、锈等污物。
2.6.2对于碳钢管的锈蚀，应用砂轮打磨，直至露出金属光泽。
不锈钢管应用丙酮进行清理。
2.6.3坡口加工残留毛刺应除去，并应重新清理。
3工艺要求
3.1装配要求
3.1.1装配工在安装管子对接时，首先要检查管子接口同心度，防止安装错边。
3.1.2管子对接定位可选用定位“马”固定，或在焊缝内作定位焊固定。
3.1.3装配间隙，见表3。
表3装配间隙
管子规格
（管子直径φ，壁厚t）
坡口型式
间隙（mm）
t≤2（φ无限制）
I型
1.6～2
φ≤90或2＜t≤4
V型
2～2.4
φ≥90或t＞4
V型
2.4～3
3.2对于要求单面焊双面成型的管子拼缝，焊前，管子内应充氩气保护，并采用钨极氩弧焊（TIG焊）打底。
3.3船上安装要求单面焊双面成型的管子拼缝，因无法进行充气保护，焊接中应仔细观察熔池，以确保背面焊缝质量。
对于不锈钢管，焊后，管内要作钝化处理。
3.4焊接参数
为确保管子的焊接质量，焊接时应参照表4的焊接参数进行。
表4焊接参数
焊接方法
管子规格（mm）
（直径φ
壁厚t）
层数
焊丝
直径
（mm）
钨棒
直径
（mm）
焊接
电流
（A）
电弧
电压
（V）
气体流量
（L/MIN）
焊接气流量
保护气流量
CO2
半
自
动
或
自
动
焊
t≤2
（Φ不限制）
1
0.8
1.0
—
70～130
16～21
1～20
—
Φ≤90或
2＜t＜4
1
2
90～150
18～22
Φ＞90或
t≥4
1
1.0
1.2
70～130
16～21
2
90～150
18～22
3
100～160
18～24
钨
极
氩
弧
焊
t≤2
（Φ不限制）
1
1.6
2.4
45
11
12
4
Φ≤90或
2＜t＜4
1
50～55
13～14
15
升级会员 