船体结构焊接工艺1.docx
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船体结构焊接工艺1
一、概述：
1.本工艺适用于118000T散货船船体钢结构的焊接。
有关本工艺中未涉及的内容，请按《船体结构焊接原则工艺》（ZJSS-CT002-97）浙江船厂工厂标准执行。
2.从事船体结构作业的焊工必须通过GL或由GL确认的焊工资格测试，并拥有GL签发或由GL认同的焊工资格证书。
3.焊接材料如焊条、焊丝必须采用具有GL证书的厂家生产的产品。
焊接材料的管理按浙江船厂工厂标准《焊接材料的验收、存放和使用》（ZJSS-CT001-97）执行。
4.为保证船体焊接过程能顺利进行，焊接设备必须能正常工作，电网电压、保护气体的压力及流量必须保持稳定。
采用CO2焊接时，若周围环境的风力在2-3级以上时必须采用防风措施。
5.施焊时，尽量采用二氧化碳气体保护焊，或采用较小的焊接电流、较细的焊条（直径≤4mm），以减少船体结构的焊接变形。
6.采用埋弧自动焊时，在焊接接头的两端应装焊工艺板（收弧、引弧），工艺板的尺寸应不小于100X100，其厚度和被焊工件相同。
7.焊道的接头应避开焊缝的交叉点，不允许在焊道转角处或交叉处引弧或熄弧。
8.在手工双面对接焊时，背面焊缝根部应彻底清根，然后进行封底焊。
9.反面无法施焊或施焊较困难的部位：
①对接焊缝采用垫板焊，坡口型式见《焊接基本规程》（ZJC426-KC3-6H201002HB）。
②角接焊缝采用反面衬垫焊。
坡口型式见《焊接基本规程》（SDA-BC118KC3-110-（006~010））。
10.焊接区域的铁锈、氧化皮、油污、水分和其他污物，必须在焊前清除干净。
11.当构件贯穿水密或油密舱壁时，舱壁上的贯穿孔应按有关标准设置密性补板，并应按下图所示，在密性焊缝二侧的贯穿构件上切割一小半圆孔，从半圆孔到舱壁处应为包角双面连续焊，以确保舱壁的密性,小半圆孔应在焊后堵死。
二、船体结构的焊接工艺：
1.部件的拼装
1.1T型材的拼装
1.1.1焊接方法：
如无特殊情况，尽量采用CO2焊，焊脚高度参照船体焊接规格》（SDA-BC118KC3-110-（006-010））
1.1.2焊接材料：
GL认可的CO2气体保护焊专用焊丝,保护气体：
CO2气体的纯度不低于99.5%。
1.1.3焊接顺序:
先焊面板和腹板的对接焊缝,然后将其横倒于平台上,再焊接角焊缝。
纵向两端留出长约300mm的接缝暂缓焊接，待合拢装配时面板和腹板对接接头焊好后再施焊。
1.2肋骨框架拼装
1.2.1焊接方法:
尽量采用CO2气体保护焊。
1.2.2焊接材料:
ZQ.YJ501-1或KFX-712C（φ1.2）等，CO2气体（纯度不低于99.5%）
1.2.3焊接顺序:
施焊前，框架应平正地放置在平台上，并作加强拘束，以防止其变形，焊接时，应按先焊中间部分、再焊两端的顺序进行。
1.3板材拼接
1.3.1焊接方法：
采用双面埋弧自动焊,坡口型式参照《焊接基本规程》（ZJC426-6H201002HB）。
1.3.2焊接材料:
焊丝H08MnA或H10Mn2（φ4.8），焊剂SJ101
1.3.3焊接顺序:
板材的拼接工作在拼板平台上进行,用埋弧自动焊焊接,在对接接头两端须加装引弧和熄弧板。
一面焊完后，翻身用碳刨清根再焊另一面。
若板列上既有端接缝，又有边接缝，应先焊端接缝，后焊边接缝的顺序进行。
为保证焊缝质量，应严格控制对接接头的间隙，选用合适的焊接规范。
1.4型材和板材的拼装
1.4.1焊接方法：
尽量采用CO2保护焊。
焊脚高度参照《焊接规格表》（SDA-BC118KC3-110-（006-010））
1.4.2焊接材料:
ZQ.YJ501-1或KFX-712C（φ1.2）等，CO2气体（纯度不低于99.5%）
1.4.3焊接顺序:
1纵向隔舱壁:
隔舱板拼板按板列对接缝的焊接顺序进行，型材和板材的角接焊可采用间跳法施焊，以减少焊接变形，其焊接顺序如图1-1所示：
2横向隔舱壁：
横向隔舱壁的对接缝焊接顺序同拼板顺序。
板材和型材的角接焊缝由双数焊工从船体中心线向左右两舷对称地焊接，其施焊的顺序如图1-2所示：
3其它形式的板材和型材的拼装和①②类同。
2.分段的焊接工艺：
2.1焊接方法:
2.1.1内底板、甲板板、纵舱壁、斜板等较大规格板材的拼板焊缝:
采用双面埋弧自动焊。
2.1.2外板接缝:
平直部分的外板拼接缝,采用双面埋弧自动焊。
非平直部分的外板接缝,除采用手工电弧焊进行焊接外，有条件的尽量采用二氧化碳衬垫焊。
2.1.3平面纵、横舱壁拼板焊缝；槽型舱壁的垂向焊缝:
采用双面埋弧自动焊。
2.1.4内底板、纵舱板、甲板板、外板平直部分、斜板、横舱壁等拼板工艺程序：
开坡口（＞12mm板）→拼板→埋弧焊→加强→翻身→碳刨→埋弧焊→定位。
2.1.5角焊缝应尽量采用CO2气体保护焊,减少手工电弧焊。
2.1.6外板和铸钢件的对接：
采用手工电弧焊或CO2气体保护焊进行焊接，反面无法施焊的部位采用垫板焊。
2.2焊接坡口要求:
2.2.1对接焊缝：
坡口要求按《焊接基本规程》（ZJC426-6H201002HB）执行。
2.2.2角接焊缝：
①不开坡口的按《焊接规格表》（SDA-BC118KC3-110-（006-010））执行。
②开坡口的角焊缝按《焊接基本规程》（ZJC426-6H201002HB）执行。
2.2.3搭接焊缝、垫板焊、塞焊缝见《焊接基本规程》、《焊接规格表》。
2.3焊接材料及焊接辅助材料:
2.3.1手工电弧焊:
碱性焊条如E5015/CJ507等用于较重要结构。
部位参见《焊接规格表》（SDA-BC118KC3-110-（006-010））,酸性焊条如E4303或J422等用于一般结构或补焊。
CO2气体保护焊:
ZQ.YJ501-1或KFX-712C（φ1.2）等，CO2气体（纯度不低于99.5%）
2.3.2埋弧自动焊:
焊丝H08MnA/H10Mn2（φ4.8），焊剂SJ101等
2.3.3单面CO2气体保护衬垫焊:
焊丝KFX-712C（φ1.2）等。
衬垫：
JN系列；
CO2气体（纯度不低于99.5%）
2.4焊接顺序:
分段装配完成后，施焊时应遵循下列焊接顺序原则：
2.4.1保证钢板和焊接接缝一端有自由收缩的可能性。
2.4.2先焊对其他焊缝不起刚性拘束的焊缝。
2.4.3在构架和板接缝相交的情况下,既有对接缝,也有角焊缝,此时,应先焊对接缝,然后再焊角焊缝。
角接焊缝按先焊立角焊缝后焊平角焊缝的顺序进行。
2.4.4尽可能由双数焊工从分段中部逐渐向左右、前后对称地施焊。
2.4.5靠近大接头两端构件的角焊缝应留200-300mm缓焊，待合拢后再焊；靠近大接头的外板和甲板板的角接焊缝，应在大接头施焊结束后进行施焊。
3.组装合拢
3.1焊接方法：
3.1.1内底板的焊接：
采用CO2衬垫焊打底，埋弧自动焊盖面
3.1.2外板的焊接：
采用CO2衬垫焊或手工衬垫电弧焊.
3.1.3内底、外底纵骨的焊接：
采用手工焊或CO2气体保护焊
3.1.4桁材的焊接：
采用CO2气体保护焊
3.2焊接坡口要求：
同2.2
3.3焊接材料及焊接辅助材料：
3.3.1手工电弧焊:
CJ507等。
3.3.2埋弧自动焊：
焊丝H08MnA/H10Mn2（φ4.8）,焊剂SJ101等.
3.3.3CO2衬垫焊：
焊丝ZQ.YJ501-1、KFX-712C（φ1.2）等。
保护气体CO2气体（纯度不低于99.5%）。
衬垫:
JN系列。
4.大合拢
4.1焊接方法:
（见第12页附图）
4.1.1外板对接缝:
平行中体垂直部分采用CO2衬垫焊或气电垂直焊,舭部转圆处采用手工电弧焊,底部采用单面CO2衬垫焊,横向焊缝采用单面CO2衬垫焊非平行中体部分，有条件的尽量采用单面CO2衬垫焊。
4.1.2纵舱壁对接缝:
采用CO2衬垫焊。
4.1.3内底板对接缝:
采用单面CO2衬垫焊打底,再用埋弧自动焊盖面.
4.1.4主甲板对接缝:
采用单面CO2衬垫焊打底,再用埋弧自动焊盖面
4.1.5球扁钢对接:
采用单面CO2衬垫焊
4.1.6顶/底边舱斜板对接:
采用单面CO2衬垫焊
4.1.7底边舱斜板和内底板的焊接:
采用CO2气体保护焊
4.1.8横舱壁和内底板的角接缝：
采用CO2气体保护焊
4.1.9纵骨、桁材对接：
采用手工焊或CO2焊。
4.1.10所有角焊缝应尽量采用CO2焊,减少使用手工电弧焊.
4.2焊接坡口要求:
同2.2.
4.3焊接材料及焊接辅助材料:
4.3.1手工电弧焊:
J507等。
4.3.2埋弧自动焊：
焊丝H08MnA/H10Mn2,焊剂SJ101等
4.3.3CO2衬垫焊：
焊丝ZQ.YJ501-1、KFX-712C（φ1.2）等。
保护气体:
CO2气体（纯度不低于99.5%）,衬垫:
JN系列。
4.4焊接顺序:
大合拢接头的焊接在船台上进行，先从龙骨板向左右舷两侧施焊直至舭部，焊好外板接头，随后焊内底板。
底部施焊结束后，再焊主甲板和中间甲板，最后对称地施焊舷侧外板的大接缝。
为控制船体在船台上的变形，在船台大合拢定位焊后，大接头焊缝暂不焊。
待下一个大合拢定位焊结束后，再烧焊。
注意：
上边舱底板、下边舱顶板和外板之间靠近大接缝的角焊缝、BL15纵桁和外底板的角焊缝等到大合拢后再焊接。
三.焊接检验
船体结构的焊接检验应包括下列内容：
1.焊接检验应贯穿焊接生产全过程，包括焊前检验、焊接过程检验和焊后成品检验。
2.对焊缝进行外观检查。
3.对焊缝内部质量检查应按规定进行，可采用射线、超声波或由GL认可的其他方法进行检验。
4.角焊缝的焊脚尺寸应按《焊接规格表》（SDA-BC118KC3-110-（006-010））执行。
5.船体结构的焊缝探伤按《船体结构焊缝探伤要求》（ZJC426-914-001）执行。
四.焊接施工中的若干问题：
1.下雨时焊接施工的管理：
1.1焊接作业在遮避风、雨、雪的条件下进行，将尽量多的构件在室内或在遮蔽的环境下焊接。
1.2雨水直接降落在坡口一侧时,应禁止施焊。
1.3外面降雨时在舱室里面焊接应严格加以控制。
下列情况不应施焊：
1.3.1板厚小于8mm；
1.3.2E级钢；
1.3.3高强钢的T型接头
1.4降雨时应加强焊接材料的管理,如限制焊条的领用时间,使用焊条保温筒等。
2.低温环境中的焊接：
在低温下施焊时，由于焊缝和热影响区的冷却速度快，金属的硬化倾向增大，容易产生焊接裂缝。
因此必须采用适当措施保证焊接质量。
2.1钢种和允许的低温环境温度之间的关系：
允许的低温环境温度（℃）对应的钢种
≥5 σs≥355Mpa的高强度钢、铸钢
≥0 船用碳素钢和高强度钢
≥-5一般低碳钢
2.2低温环境下施焊应注意的事项：
2.2.1预热
预热温度通常取100-150℃,预热范围为焊缝两侧各100mm。
测量点离焊缝75mm的位置以上处。
2.2.2连续焊接,一次完成。
2.2.3清根应仔细,缺陷应去除干净。
2.2.4必要时应采取挡风措施。
2.2.5焊后应保温缓冷。
2.2.6焊接材料应注意防潮。
3.高强度钢施焊注意事项:
3.1了解高强钢使用范围,注意辨别高强钢和普通钢的区别，普通钢底漆为灰色，高强钢的底漆为黄色或蓝色；零件编码标记颜色为白色。
3.2禁止强力装配,高强钢上下不能强力敲掉各种装配马,使用氧-乙炔焰割刀割去马脚,再修补、批平、磨光。
3.3禁止电弧闪击,如果碰电,则在闪击处补焊一段长度≥50mm的焊道,然后磨平,搭焊长度≥50mm。
3.4火工矫正温度小于900℃,浇水温度小于500℃。
3.5高强钢使用的焊材：
手工焊：
J507等
单面CO2衬垫焊：
ZQ.YJ501-1、KFX-712C（φ1.2）等、CO2（纯度≥99.5%）
埋弧焊：
H08MnA
气电垂直焊：
DWS-43G、JJL-O等。
3.6当高强钢和普通钢焊接时,选用焊材遵循低匹配的原则,手弧焊用J507，埋弧自动焊用H10Mn2+SJ101
3.7高强度钢的预热要求:
3.7.1当环境温度在5℃以下但不低于0℃,需加热50℃~85℃;当环境温度在0℃以下时,需加热至75℃~110℃.
3.7.2除环境温度要求外,高强度钢焊接的最低预热温度要求根据板厚和焊接方法决定:
板厚mm
最低预热温度℃
焊接方法
30
32
36
40
44
55
手工焊、CO2焊
115
120
128
134
140
151
自动焊
83
87
95
102
108
118
3.7.3预热温度应满足3.7.1和3.7.2中之高者。
3.7.4焊接不同板厚的接头,其预热温度应按较厚板的要求确定。
3.7.5定位焊、短焊缝、临时焊缝、修补焊缝等焊接预热温度，应比相应的板厚所要求的预热温度高20℃左右。
3.7.6预热范围:
须在接缝两侧进行预热,预热范围为接头较薄板厚度的4倍（但不大于100mm）。
3.7.7预热温度的测温点:
距焊缝中心75mm以上。
3.7.8预热方法:
凡板厚大于等于30mm的高强度钢焊接接头的预热,均采用电加热器预热.对板厚小于30mm的高强度钢焊接接头,当环境温度低于5℃时,可采用氧-乙炔火焰预热;当环境温度低于0℃时,须采用电加热器预热.定位焊、临时焊缝（各种“马”、引弧板、熄弧板等焊接）、修补焊缝可采用氧-乙炔火焰预热。
4.大接头坡口根部间隙超差处理办法:
4.1大接头焊缝采用手工焊时：
当G＞3时视为超差，处理办法如下：
（1）3＜G≤（25或3t/2小者）：
两边或单边堆焊到G≤（16或t/2小者），加垫板进行焊接，正面焊完后去除垫板，反面封底焊。
（2）G＞（25或3t/2小者）：
换板，要求所换板的宽度大于300mm。
4.2大接头焊缝采用CO2衬垫焊或垂直气电焊时：
当G＞8时视为超差，处理办法如下：
（1）8＜G≤25：
两边或单边堆焊到G≤8，之后按CO2衬垫焊或垂直气电焊的规程进行焊接。
（2）G＞25：
换板，要求所换板的宽度大于300mm。
5.焊接材料的选用
当没有本焊接工艺中要求的焊接材料时,可采用其它焊接材料代替,其基本要求是:
（1）取得和本工艺中要求的焊接材料相同的船级（GL）认可
（2）其强度和本工艺中要求的焊接材料相当.
6.补焊
6.1每道工序中发生的焊接缺陷应及时焊补，焊补完毕后经检验才能进入下道工序。
6.2焊补用焊条等级应和原施焊接头要求的焊材等级要求相同（酸性焊条如SH422焊条不允许用于高强度钢接头的补焊），焊条直径使用
φ3.2-4.0mm,焊接电流不宜过大.
6.3高强度钢焊接接头等修补焊缝长度不得小于50mm.
6.4焊补前根据焊接缺陷情况,用碳弧气刨刨出根部光顺圆弧的坡口,缺陷金属应仔细刨净,直至露出致密金属.
6.5气温在0℃以下（高强度钢在5℃以下）,在焊补处加热至100℃~150℃,然后施焊。
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