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热输入是指熔焊时

热输入是指熔焊时,由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。

热输入等于焊接电流、电弧电压、热效率的乘积和焊接速度的比值。

热效率:TIG焊=0.5 焊条电弧焊=0.7~0.8 埋弧焊=0.8~0.95

焊接过程中输入的热量,计算公式是电流乘以电压再乘以系数除以焊接速度,单位要看好,系数根据焊接方法选择,一般在0.8到0.9

焊接线能量和焊接热输入量还是有区别的。焊接线能量就是平时所说的电流×电压×时间/焊接速度,单位是J/m。但是焊接线能量在焊接过程中有一部分是要消耗掉的,并不是所有的线能量都输入到工件上。所以焊接热输入量的计算公式应该是

Q =U * I* κ / ν,其中的k表示能量吸收因子,不同的焊接方法其值是不同的,如MIG焊的k值是0.8,记得有一个国际标准的,但是想不起来了,想起了再说。

焊接热输入和焊接线能量是一回事,都要考虑热效率。依据如下:

《焊接工程师手册》(陈祝年著)第107页:熔焊时,热源以一定速度移动。一般用热输入(线能量)来衡量热源的热作用。热输入被定义为每单位长度焊缝从移动热源输入的能量。电弧焊时,热输入的表达式为:E=UIη/v,式中E为热输入(J/cm),U为电弧电压(V),I 为焊接电流(A),v为焊接速度(即电弧移动速度,cm/s),η为热效率。实际上,热输入是热源的总有效输入功率W(J/s)与热源移动速度v(cm/s)之比,它综合了焊接主要工艺参数对焊件热的影响。

熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量,又称为线能量。线能量的计算公式:q = IU/υ 式中:I—焊接电流A U—电弧电压V υ—焊接速度cm/s q—线能量J/cm参考资料:中国焊接网_焊接常识

事工程—材料与焊接规范—质管

金属材料

认可与检验

对制造船舶或海上设施用的材料、零部件、产品、设备等的工厂,应根据船级社或船东建立的适用的程序,进行型式认可或工厂认可。

船用产品证书除列出产品名称、制造厂等内容外,如有其他限制条件或/ 和装船后需补作的试验要求等也应注明。

材料的标记

合格的材料和产品均应打上船级社规定的标志。如某些材料无法打上硬印时,可采用型板喷刷、油漆或电蚀等方法。用油漆标记合金钢时,油漆中应不含铅、铜、锌或锡等有害成分。对于用箱、桶或类似容器包装的相同类型和尺寸的小型产品以及捆扎在一起的棒材和型材,可只在每捆或每一包装表面上标以明显印记,或者牢固地系上一只耐久的标签。

凡经检验合格的材料或产品,除打上船级社的标志外,还应备有船级社颁发的产品证书或由验船师( 或验船师代理人) 签署的制造厂的产品合格证书,以证实材料或产品符合规范、制造工艺规程和检验程序的要求。

制造厂应检查所用的原材料、零部件有否船级社的标志。当需要时,制造厂应向验船师提供

原材料或零部件的合格证书和标记。

高强度船体结构用钢--钢材等级

高强度船体结构用钢按其最小屈服强度划分强度级别,每一强度级别又按其冲击韧性的不同分为A、D、E、F4 级。本节规定适用于厚度不超过100mm 的A32、D32、E32、F32、A36、D36、E36、F36、A40、D40、E40、和F40 等级的钢板和宽扁钢;本处规定还适用于上述等级的厚度不大于50mm 的型钢和棒材。

热处理

高强度船体结构用钢的交货状态表一

— 1 —

— 2 —

注:①交货状态:A:任意;N:正火;CR:控制轧制;TM(TMCP):温度- 形变控制轧制;QT:淬火加回火;AR*:经CCS 特别认可后,可采用热轧状态交货;CR*:经船级社特别认可后,可采用控制轧制状态交货。

②括号中的数值表示冲击试样的取样批量( 单位为t)。每一批量应取1 组3 个夏比V 型冲击试样。

适应高热输入焊接的船体结构钢

本处规定的具有高热输入焊接适应性的钢材是适应采用最高热输入超过50kJ/cm 焊接工艺的船体结构钢。

具有高热输入焊接适应性的钢材是在某一等级船体结构钢( 称为母级钢) 的基础上,经化学成分少量调整处理的钢材。因此除本节规定外,还应符合其母级钢的所有要求。

标记

具有适应高热输入焊接的钢材的标记是在母级钢标记后加上适应最高热输入的标记。最高热输入的标记为W 加上适应最高热输入值。如标记A32-W60 即表示为适应最高焊接热输入为60kJ/cm 的A32 级高强度船体结构钢。

焊接性能

船体结构钢所适应的最高焊接热输入应由钢厂根据其研制的情况提出,并经焊接试验证明。

高热输入焊接试验通常仅在钢材产品认可时进行。在日常生产中,验船师可根据常规检验时的冲击试验显示的情况,要求抽样进行高热输入焊接试验。

焊接时采用的线能量应为制造厂建议的最高热输入,在平焊位置上进行焊接。

除本规范规定外,还应增加对距熔合线5mm 和不超过10mm两处热影响区的冲击试验。

所有试验结果应符合对母级钢的有关规定。

钢管

规定适用于锅炉管和过热器管以及建造锅炉、受压容器和压力管系所用的钢管。

在高温下工作的钢管,应将其高温力学性能资料提交船级社或船东认可。

Ⅲ级管系用的钢管,可按公认的有关标准进行制造、试验和验收。

海底管系用的钢管,可按公认的有关标准进行制造、试验和验收。

— 3 —

质量

无缝钢管的内、外表面应无裂缝、折叠、分层、结疤、轧折、发纹等缺陷存在。如有上述缺陷则应清除,且被清除部位的壁厚应不小于最小壁厚。

焊接钢管的内、外表面不允许存在裂缝、结疤、错位、毛刺、烧伤、压痕和深的划道等缺陷。但允许存在深度不超过壁厚允许偏差范围的小压痕、轻微的错位、辊印线、薄的氧化铁皮以及打磨与清除外毛刺的痕迹等缺陷。

钢管的外观应平直。钢管末端的切口应无毛刺,并应与该管轴线垂直。

钢管的品种规格和尺寸公差应符合公认的有关标准。

标记

制造厂应在已验收钢管的端部清晰地标上船级社的标志及下列标记:

(1) 制造厂名称及商标;

(2) 钢管的规格和钢级标记;

(3) 炉罐号或供查阅钢管全部生产过程的识别标志;

(4) 负责最终检验的验船师的印章。

钢印应用油漆框出,以求明显易认。

合格证书

制造厂应出具包括下列内容的钢管产品合格证书:

(1) 订货方的名称和合同号;

(2) 钢管发货、收货地址;

(3) 钢管规格及钢级;

(4) 钢管技术条件;

(5) 炉罐号和化学成分;

(6) 力学性能试验结果和晶间腐蚀试验结果( 如进行该项试验);

(7) 交货状态。

如制造厂使用由炼钢厂提供的钢材时,则炼钢厂应出具证明,说明炼钢方法、炉罐号和化学成分,且该炼钢厂应经船级社认可。

—无缝压力管—

本处规定适用于碳钢、碳锰钢和低合金钢制成的铁素体钢无缝压力管。

热处理

钢管的热处理应符合下列规定:

— 4 —

(1) 对碳钢、碳锰钢无缝钢管应作正火或正火加回火处理,但如热轧的终轧温度足以使钢管软化时,则可以采用热轧状态交货;

(2) 对合金钢无缝压力管应按表4.2.3.1(2) 进行热处理。

合金钢无缝压力管表二

焊接压力管

本处规定适用于碳钢、碳锰钢和合金钢制造的铁素体钢焊接压力管。

如采用纵向埋弧焊焊制钢管时,应将其详细资料提交船级社认可。

(1) 对碳钢和碳锰钢钢管,应作正火处理,制造厂也可自行决定进行正火加回火处理;

(2) 对合金钢钢管,应作正火加回火处理。

焊接

通则/ 一般规定/ 适用范围

本处适用于船体结构、海上设施结构、锅炉、受压容器、潜水器、管系和重要机械构件的焊接、焊工资格考核以及焊接材料的认可。

本处的规定适用于手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电渣焊的焊接方法。若选用其他方法应提供相应的适用性证明材料,经船级社批准后方可采用。

在船舶或海上设施建造中,若选用本规范规定以外的焊接材料( 包括新焊接材料),应将其化学成分、力学性能和试验方法等有关技术资料提交船级社批准后方可采用。

焊接材料、设备和操作环境

焊接材料( 包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体) 应符合有关规定,并应经船级社认可。

焊接材料的贮存、运输、焊前处理(包括焊条和焊剂烘干、焊丝除锈、气体干燥)和使用应符合焊接材料制造厂使用说明书的要求。

焊接用的设备和装置应适用于拟定的用途,并始终保持良好的工作状态。同时,应对其妥善地加以布置,以保证有良好的焊接操作条件。(使用具有良好加热/保温功能的焊条保温桶)— 5 —

焊接材料制造厂应向验船师提交焊接材料的试验报告,试验报告应包括下列内容:

(1) 试验日期、环境条件、焊接材料预处理状态;

(2) 焊接材料认可等级、牌号、型号、尺寸;

(3) 试板材料( 牌号)、等级、力学性能、化学成分( 包括细化晶粒元素);

(4) 焊接位置;

(5) 焊接采用的电流、电压、焊接速度和设备型号、保护气体成分;

(6) 各项试验的结果。

各级钢焊接材料认可试验用的试板可根据表选取,也可选取韧性级别低于表中要求的材料。结构钢焊接材料熔敷金属试验用试板可以选用任何级别结构钢。当一般结构钢用于含镍低合金结构钢焊接材料熔敷金属试验时,建议在坡口区域用所试的焊接材料先堆焊一至二层,再装配试件。

认可试验用钢材级别表三

试板边缘一般应采用机加工或等离子切割的方法加工。钢材还可采用氧- 乙炔及其他合适的自动切割方法加工。当采用热加工方法时应清除在坡口处的氧化物。

试验时所用的焊接电流、电弧电压和焊接速度等应按焊接材料制造厂所推荐的参数进行。若一种焊接材料对交、直流电均适用时,则焊制试件时应采用交流电。

标志和说明书

凡经船级社认可的焊接材料,应在每盒或每包上明显地标上船级社认可的标志。

对已认可的焊接材料应在每一包装盒中附上 1 份使用说明书。该说明书应包括制造厂对该焊接材料所推荐的贮存、焙烘和使用的参数。

— 6 —

电弧焊焊条

结构钢焊接材料

结构钢焊接材料按其屈服强度可以分为9 个等级;各个等级又按其缺口冲击韧性可进一步划分为若干个级别。各级焊接材料的表达方式见表三所示;冲击韧性以数字1 至5 表示,高强度焊接材料以字母Y 表示;若焊接材料的屈服强度大于400N/mm2,则在字母Y 后接

以数字40 至69。含镍低合金钢焊接材料则以其钢中镍合金的含量分为0.5Ni、1.5Ni、3.5Ni、5Ni 和9Ni 共5 个级别。

对每一等级的结构钢焊接材料,凡符合较高韧性级别要求者,可以认为该材料也符合较低级别的要求。

凡符合本文表四力学性能要求,并经测氢试验符合要求的焊条,在其级别符号后加缀“H15”、“H10”或“H5”,以表示其为符合测氢要求的低氢焊条。

结构钢焊接材料的力学性能表四

— 7 —

注:

①手工焊条应符合2Y 级及以上要求。

②1、1Y 级焊接材料的冲击试验温度为20℃;2、2Y、2Y40 级焊接材料的冲击试验温度为0℃;3、3Y、3Y40、3Y42、3Y46、3Y50、3Y55、3Y62、3Y69 级焊接材料的冲击试验温度为-20℃;4Y、4Y40、4Y42、4Y46、4Y50、4Y55、4Y62、4Y69 级焊接材料的冲击试验温度为-40℃;5Y42、5Y46、5Y50、5Y55、5Y62、5Y69 级焊接材料的冲击试验温度为-60℃。

③自动焊熔敷金属冲击试验的平均冲击功,对ReH <400 N/mm2 的焊接材料应不低于34J;对Re H ≥ 400 N/mm2的焊接材料应不低于39J。

④立焊及自动焊对接接头冲击试验的平均冲击功,对ReH <400 N/mm2 的焊接材料应不低于34J;对Re H ≥ 400N/mm2的焊接材料应不低于39J。

⑤除5Ni 和9Ni 钢试件用直径为4 倍板厚的压头对试样进行弯曲试验外,压头直径应符合本篇1.2.4.2 的规定。

⑥冲击试验的单个值应不低于规定值的70%。

⑦当材料无明显屈服点时,则应为规定非比例延伸强度RP0.2。

⑧当抗拉强度超过上限时,由船级社另行考虑。

不同级别焊条的扩散氢含量至少应符合下表的要求。

焊接材料的含氢量要求表五

具有深熔特性的结构钢焊条,在其级别符号后加缀“DP”以示区别。仅1 级焊条可认可为深熔焊条。

凡利用自动重力式工具或类似的焊接工具所进行焊接的焊条,应根据制造厂推荐的工具和方法,参照普通手工焊条的要求进行各项试验。

埋弧自动焊的焊丝- 焊剂

对用于双面单道焊工艺的焊丝- 焊剂,在其级别符号后面加缀字母“T”。λ

对用于多道焊工艺的焊丝- 焊剂,在其级别符号后面加缀字母“M’。λ

对兼用于多道焊和双面单道焊工艺的焊丝焊剂,在其级别符号后面加缀字母“TM”λ

施焊项目

1. 对用于多道焊工艺的焊丝- 焊剂应进行熔敷金属试验和对接焊焊接。

— 8 —

2. 对用于双面单道焊工艺的焊丝- 焊剂应进行双面单道焊工艺对接焊焊接。

3. 对兼用于多道焊和双面单道焊工艺的焊丝- 焊剂应对每一种工艺都进行焊接。

4. 对用于多丝埋弧焊的焊丝- 焊剂,要单独进行认可试验。通常可按本文要求进行。

5. 对用于屈服强度大于或等于420N/mm2 淬火加回火高强度钢的焊接材料,应按船级社认可的方法进行测氢试验。其结果应符合本文表五的要求。

多道焊工艺熔敷金属试验规范

多道焊工艺熔敷金属试验的焊件应制备2 块母板和1 块垫板。试板的厚度为20mm,宽度约200mm,长度应足够提供截取规定数量和尺寸的试样。试板接头边缘开10°的斜角。垫板的厚度为12mm,宽度为50mm,与试板等长。

试件应按左下图所示装配,并在平焊位置进行焊接。每一焊道的焊接方向应从试板的一端开始改变方向。每焊一道后,除去焊剂和熔渣,并将试板放置在静止空气中使焊缝冷却到250℃以下,但不必低于100℃( 温度在焊缝中心处的表面上测量),再焊下一道。每一焊道的厚度应不小于焊丝直径,且至少为4mm。

按图左下所示,从试件上截取2 个纵向拉伸试样和1 组3 个夏比V 型缺口冲击试样,进行拉伸和冲击试验。试验结果应符合表四的有关要求。试样的截取位置与右下图的规定相同。每一试件的焊缝熔敷金属的化学成分报告( 包括所有重要合金元素的成分) 应提交船级社审查。表六表七

— 9 —

双面单道焊工艺对接焊试验

双面单道焊工艺对接焊试验应根据认可焊丝- 焊剂的不同级别用相应强度的试板制备两副不同厚度的试板。一副为适用的最大厚度,另一副约为前一副厚度的2/3。每块试板的宽度应不小于150mm,长度应足够提供截取规定数量和尺寸的试样。

与最大焊丝直径配合的板厚和试件坡口形式应符合表八的规定。坡口尺寸允许存在较小的偏差。

双面单道焊对接试板的板厚与坡口型式表八

每个试件的两面各焊一条焊道。第一面焊完后,除去焊剂和熔渣,并将试件置于静止空气中冷却,待焊缝冷却到100℃以下( 温度在焊缝表面中心处测量) 再焊第二面焊道。

— 10 —

半自动、自动焊的焊丝与焊丝- 气体

各种焊丝与焊丝- 气体配合可按工艺适用性作如下划分:

(1) 对用于多道半自动焊的焊丝与焊丝- 气体配合,应在其级别符号后面加缀字母“S”;

(2) 对用于多道自动焊的焊丝与焊丝- 气体配合,应在其级别符号后面加缀字母“M”;

(3) 对用于双面单道自动焊的焊丝与焊丝- 气体配合,应在其级别符号后面加缀字母“T”;

(4) 对兼用于双面单道和多道焊的焊丝与焊丝- 气体配合,应在其级别符号后面加缀字母“TM”:

(5) 对兼用于半自动焊和自动焊的焊丝与焊丝- 气体配合,应在其级别符号后面加缀字母

“SM”。

实芯焊丝或药芯焊丝应按船级社认可的方法进行熔敷金属的测氢试验,其结果应符合本文下表九的要求。符合低氢要求的焊接材料可在其等级符号后再加缀相应的低氢等级符号。各级焊接材料的低氢要求可参见本文表五

认可所采用的保护气体的成分按表九规定分组。

保护气体的成分表九

注:①其中氩气含量的95% 可由氦气所代替。

②使用氦气时,其含量应大于或等于氩气的含量。

不锈钢焊接材料

本节规定适用于奥氏体不锈钢和奥氏体- 铁素体双相不锈钢( 以下除专门指明外,简称“不锈钢”) 用焊接材料。

不锈钢焊接材料根据其认可时采用的不锈钢母材进行分级。适应不同焊接工艺的不锈钢焊接材料应分别在等级符号后加上表示其工艺适用性的后缀。

— 11 —

不锈钢焊接材料的分级及其认可试验采用的材料表十

焊接工艺认可

适用范围

本文适用于船舶、海上设施和船用产品的制造厂焊接生产前的焊接工艺认可。

本文关于铝合金焊接工艺认可的要求仅适用于铝合金熔化极惰性气体保护焊(MIG)、钨极惰性气体保护焊(TIG) 和等离子焊等焊接方法。

认可

在开工建造前,工厂应结合本厂的技术条件和生产经验,制定产品建造焊接工艺计划表交验船师认可。计划表中应针对建造中焊缝出现于重要结构与结点的不同位置、形式和尺寸,列出拟使用的焊接工艺规程的名称和编号。

对于未曾批准过的工艺,工厂应制定详细的工艺规程并提交船级社认可。经工艺认可试验合格后方可使用。

提交认可的焊接工艺规程应包括下列内容:

(1) 母材的牌号、级别、厚度和交货状态;

(2) 焊接材料( 焊条、焊丝、焊剂和保护气体) 的型号、等级和规格;

(3) 焊接设备的型号和主要性能参数;

(4) 坡口设计、加工要求及衬垫材料( 如有时);

(5) 焊道布置和焊接顺序;

(6) 焊接位置( 平、立、横、仰焊等);

(7) 焊接规范参数( 电源极性、焊接电流、电弧电压、焊接速度和保护气体流量);

(8) 焊前预热和道间温度、焊后热处理及焊后消除应力的措施等;

(9) 施焊环境:现场施焊或车间施焊;

(10) 其他有关的特殊要求。

通常在采用新材料、新工艺时,应进行工艺认可试验,以证实该焊接工艺的适用性。

— 12 —

对认可试验的焊接工艺,应在验船师在场时进行试验。试验结束后应将试验结果记入工艺认可试验报告,随认可工艺规程一起提交船级社认可。

如焊接工艺业经船级社认可,则以后按此工艺施工时,可免做焊接工艺认可试验。当工厂对已批准的焊接工艺规程进行改动时,应将所有改动的细节向船级社报告。船级社根据改动的具体内容决定是否重做焊接工艺认可试验。

认可焊接工艺的适用范围

钢材焊接工艺

(1) 钢材和焊接材料的适用范围一般为认可试验时所采用的相同等级钢材和焊接材料。但韧性级别高的材料工艺试验通过后,若能证明焊接工艺参数对焊缝性能无明显影响,经船级社同意后,可将此工艺用于韧性级别较低的材料。

(2) 当采用多道焊工艺时,钢板厚度的适用范围为试验所用钢材厚度的50% ~200% ;对于海上设施,钢板厚度的认可范围为75% ~125%。当采用单道焊工艺时,钢板厚度的适用范围为试验所用钢材厚度的80% ~110%。

(3) 钢管直径的适用范围为试验所用钢管直径的50% ~200%,管壁厚度认可范围按钢板的厚度范围认可。

钢质海上设施结构的对接焊工艺试验项目

钢质海上设施结构的对接焊工艺试验一般应按图十一所示从试件上切取如下试样:

(1) 板材厚度大于20mm 的对接焊试验,取2 个焊缝横向拉伸试样和1 个熔敷金属拉伸试样;厚度小于20mm 的试件只取1 个焊缝横向拉伸试样;管子对接焊,取2 个焊缝横向拉伸试样。

(2) 试件厚度小于50mm 时,冲击试样应取自焊缝的最后焊层且距上表面2mm。如图十一(2)所示,4 组试样( 每组3 个) 的V 型缺口位置分别为焊缝中心、熔合线、距熔合线2mm 及5mm 的热影响区。试件厚度大于或等于50mm 时,除按上述要求取样外,还要在焊缝根部取样2 组,缺口位置分别在焊缝中心和熔合线。

(3) 当母材碳当量小于或等于0.43%时,硬度试验按船体结构工艺试验的要求进行;当母材碳当量大于0.43%时,应进行第一道焊缝区域的硬度试验,如图十一(3) 所示,沿“1”箭头

方向,每隔0.5mm 分别测试焊缝、热影响区及母材的硬度。再根据测出的最高硬度区域,沿“2”箭头方向测试硬度,符合要求才允许焊后继焊道。

(4) 弯曲试验4 个( 正弯2 个,反弯2 个)、焊缝断面宏观检查2 个及附加试验按船体结构工艺试验的要求进行。必要时验船师可要求进行断裂力学试验。

— 13 —

图十一(1 )

图十一(2 )

图十一(3 )

— 14 —

T 形、K 形与Y 形板构件全焊透工艺认可试验

钢质海上设施结构的T 形、K 形和Y 形板构件全焊透工艺认可试验应按不同的焊接方法和不同的焊接位置分别进行。

T 形板构件焊缝试验可代替K 形及Y 形板构件的试验。

所选用的钢材和焊接材料应与实际施工所采用的钢材和焊接材料同等级别。

T 形板构件的试件如图所示。试板厚度根据构件尺寸相应确定。焊缝长度为400mm。

焊缝坡口形式、装配及焊接等要求均应与工艺规程的规定相同。

图十二

试件除舍去部分外应作下列检查:外观检查、着色或磁粉及超声波检测。焊缝表面应成型均匀,无裂纹、无明显的焊瘤和咬边等缺陷。无损检测应符合公认有关标准的要求。试验结果要求除另有规定外,一般应按图十二所示从试件上切取试样。

夏比V 型缺口冲击试验的试验温度应符合表十三(a) 的规定,其试验结果应符合表十三(b) 的规定。

冲击试验的温度要求表十三(a )

冲击试验的韧性要求表十三(b )

— 15 —

注:①立焊和埋弧自动焊时平均冲击功可为34J。

②立焊和埋弧自动焊时平均冲击功可为41J。

焊缝断面宏观检查应显示焊缝完全焊透、无裂纹。若焊缝出现夹渣或气孔时,应将这类缺陷的数量、大小、位置和密集程度提交船级社认可。

硬度测试的结果一般应不超过HV325。若超过HV325,应将结果提交船级社认可。

无损检测结果的评定应符合公认的有关标准的要求。

倾斜或T 形管节点全焊透工艺认可试验

钢质海上设施的倾斜或T 形管节点全焊透工艺认可实验应按不同的焊接方法和不同的焊接位置分别进行。

管节点立柱、倾斜撑杆直径、壁厚和倾角等有关参数应根据结构相应确定。一般倾角为30°~45°,或选用结构可能出现的最小倾角。倾斜撑杆的最小长度取撑杆的直径300mm。坡口设计、加工、装配及焊接工艺应符合实际结构的要求。

若管节点立柱直径大于600mm,可用厚度与管壁相同的同级钢板代替,但要有足够的尺寸。

管节点分车间焊接( 转动) 和现场焊接( 固定) 两种情况,各焊1 试件。试验焊缝长度应为整个节点焊缝长度。当整个节点焊缝长度为800mm 时,试验焊缝可取节点焊缝长度的一半。图十四

焊缝应作磁粉或着色及超声波检测。

冲击试验4 组( 每组3 个)。如图所示,试样在邻近“9”点的部位截取,其缺口位置分别为焊缝中心、熔合线、距熔合线2mm 和5mm 的热影响区。V 型缺口垂直于倾斜管管壁。

焊缝断面宏观检查2 个,分别在管节点”6”点和”12”点部位截取。

— 16 —

船体结构的焊接

焊前准备

构件的坡口加工、装配次序、定位精度及装配间隙应符合认可的工艺规程的要求。并应避免强制装配,以减少构件的内应力。若因焊缝坡口或装配间隙过大必需修正时,其修正方法应征得验船师的同意。

焊缝坡口区域的铁锈、氧化皮、油污和杂物等应予清除,并保持清洁和干燥。

涂有底漆的钢材,如在焊接之前未能将底漆清除,则应证明该底漆对焊缝的质量没有不良的影响,相关资料应交船级社备查。

当焊接需要在潮湿、多风或寒冷的露天场地进行时,应对焊接作业区域提供适当的遮蔽和防护措施。

在下列情况下应考虑对焊件采取适当的预热和( 或) 缓冷措施,以防焊件内产生过大的应力或不良的组织。

(1) 施工环境的温度低于0℃时;

(2) 材料的碳当量Ceq 按下式计算数值较大时;

(3) 结构刚性过大、构件板厚较厚或焊段较短时。当碳当量Ceq 大于0.45% 时,应进行预热,并考虑进行焊后热处理。

焊接工艺

船体结构的焊缝应按已认可的焊接工艺规程施焊。对较长的焊缝应尽可能从焊缝中间向两端施焊,以减小结构的变形和内应力。

定位焊的数量应尽量减少,定位焊缝应具有足够的高度。其长度,对一般强度钢,应不小于30mm;对高强度钢,应不小于50mm。定位焊的质量应与施焊的焊缝质量相同。有缺陷的定位焊应在施焊前清除干净。

焊缝末端收口处应填满弧坑,以防止产生弧坑裂纹。如采用自动焊,一般应使用引弧板和熄弧板。进行多道焊时,在下道焊接之前,应将前道焊渣清除。

除船级社特别同意外,对有焊透要求的焊缝,在焊接第二面焊缝前应进行清根,清根后应具有适当的坡口形状,以便进行封底焊。

在去除临时焊缝、定位焊缝、焊缝缺陷、焊疤和清根时,均不应损伤母材。

— 17 —

船体构件的焊接

除确能保证完全焊透者外,对接焊焊件边缘应开单面或双面坡口,坡口角度一般在

40°~60°之间;若焊件边缘拟加工成其他坡口形式时,则应征得船级社的同意。

若全焊透对接焊缝因结构原因而无法进行封底焊时,经验船师同意,允许加固定垫板进行对接焊。此种接头的坡口形式及装配间隙应保证熔敷金属与垫板能完全熔合。

船体构件的角焊缝和板材的对接缝在交叉处,应符合下列规定:

(1) 应将交叉处的对接焊缝的余高铲平,或将跨过对接焊缝的构件腹板边缘挖孔( 通焊孔),以使构件与板材能贴紧,保证焊接质量;

(2) 连续角焊缝的构件腹板上如有对接焊缝时,应先焊好对接焊缝,并将角焊缝处的余高铲平,然后进行连续角焊接。

小夹角处的角焊缝

在船体的结构设计中,应考虑到不使角接缝造成较小的夹角,以避免施焊困难。在个别情况下,若构件的夹角小于50°时,应按下列形式进行焊接:

(1)内底边板与舷侧外板的角接焊缝,其坡口角度应不小于45°,如图十五所示。若小于45°,则可将内底边板的边缘开坡口。并在该坡口处进行多道单面连续角焊,其底层焊道应选用较小直径的焊条施焊;

图十五

(2)肘板的角接缝若遇到上述小夹角情况时,可在钝角位置的一面施焊,但在肘板的趾端应有足够长度的包角焊缝。

高强度钢焊接

焊接高强度钢材时,应采用与母材相适应的并经船级社认可的低氢型高强度焊接材料。焊接时,应考虑预热并注意控制线能量和道间温度。

在船体结构中采用高强度钢时,其焊缝的外形应光顺,不应有过高的焊缝余高。

若船体构件( 如首柱、尾柱、舵叶等) 是由高强度钢板组焊而成的,则施焊后应考虑对其进行退火处理,以消除焊接时的残余应力。退火温度应达临界温度之上,然后缓慢冷却。— 18 —

铸钢和锻钢船体结构件的焊接

当船体结构件( 如首柱、尾柱、舵杆和尾轴架等) 的材料为铸钢或锻钢时,其焊接应符合下列要求:

(1) 如焊件的含碳量达到0.23%或刚性较大时,则在焊接前、后均应采取相应的预热和保温措施;

(2) 采用手工焊、CO2 气体保护焊进行焊接的首柱、尾柱、舵杆和尾轴架等应在焊后进行回火处理。采用电渣焊方法焊接而成的首柱、尾柱和舵杆,在焊后应进行正火、回火处理。

若首柱、尾柱、舵杆和尾轴架等构件的尺度较大,整体热处理条件不足时,允许采用有效的局部热处理方法。

舷顶列板与强力甲板边板的焊接

舷顶列板与强力甲板角接时,在船中的0.5L 区域内,强力甲板的边缘应开坡口,并一般应完全焊透。坡口形式可按施工情况而定。

舷顶列板与强力甲板的连接,若采用圆弧形结构对接时,对接焊缝处应开坡口并保证完全焊透。当圆弧形舷顶列板在近船首、尾处改为直角形式与甲板连接时,应有足够长度的圆弧形过渡区。过渡区内舷顶列板与甲板的对接焊缝应完全焊透。

柴油机主机基座的焊接

主机基座纵桁腹板厚度大于或等于14mm 时,水平面板与纵桁腹板的角接处,应在该腹板的边缘开坡口,达到最大限度的焊透。两侧角焊缝的外形尺寸应均匀对称。

与主机基座相连接的其他各构件( 如船底板、肋板、肘板、隔板等) 的角焊缝,其焊缝厚度应不小于0.44 tp (tp 为构件的最小厚度,指角焊缝连接构件中较薄一块板的厚度)。

起重桅( 柱) 的焊接

支持吊杆的起重桅( 柱),其焊缝应符合下列要求:

(1) 由钢板弯制成的起重桅( 柱),其柱体的纵向接缝和横向接缝均应为单面坡口的对接缝,

且应完全焊透;

(2) 若桅( 柱) 之根部不贯穿甲板,且直接焊于强力甲板上时,则根部边缘应开单面坡口,且第一层焊道应选用较小直径的焊条,确保完全焊透;

(3) 若桅( 柱) 贯穿强力甲板时,则与桅柱连接处的强力甲板应开双面坡口,并采用双面连续角焊。桅的根部应开单面坡口,并应采用单面连续角焊。以上焊缝均应焊透。

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焊缝检验与修补

本文规定适用于钢质船体结构的焊缝检验与修补。船体以外的钢结构的焊缝检验与修补应经船级社批准后方可执行。

焊缝质量检查

船体结构施焊完工后,应对所有焊缝进行外观检查。焊缝表面应成型均匀、致密、平滑地向母材过渡,无裂纹和过大的余高以及不应有的焊瘤、弧坑和咬边等缺陷存在。

焊缝的内部质量可采用射线、超声波或其他适当的方法进行无损检测。无损检测的工艺和评定标准应经船级社同意。船体焊缝无损检测的数量和位置可根据实际情况由船厂和船级社验船师商定。

船中0.6L 范围内强力甲板和外板的射线拍片数量n,一般可按下式计算:

n = 0.25(i + 0.1WT + 0.1WL) 张

式中:i——船中0.6L 范围内纵、横向对接焊缝交叉处的总数;

WT——船中0.6L 范围内横向对接焊缝的总长,m;

WL——船中0.6L 范围内分段合拢的纵向对接焊缝的总长,m。

射线检测的布片密度应按钢材的材料级别从高到低递减,钢材的材料级别请参见船级社有关规定。

纵横向对接焊缝交叉处的布片方向应平行于横向对接焊缝。

船底、舷侧和甲板纵骨的对接接头,在船中0.4L 范围内每10 个检查1 个,0.4L 范围外每20 个检查1 个。

除本文的规定外,装运危险化学品的船尚应对下列部位进行无损检测:

(1) 液货舱舱壁板上所有的焊缝十字交叉处;

(2) 液货舱周界焊缝应探测裂纹,探测的长度应至少为液货舱周界焊缝总长度的10%;

(3) 当舷侧和船底纵骨以及纵舱壁水平扶强材在横舱壁处中断时,除本条(2) 要求以外,上述构件与横舱壁连接的焊缝应探测裂纹。探测的长度应至少为骨材与横舱壁连接焊缝总长度的10%;

(4) 当纵向构件和纵舱壁水平扶强材连续地通过横舱壁时,除本条(2) 要求外,其与横舱壁连接的焊缝应探测裂纹。探测的长度对舷侧和船底纵向构件至少为总长度的30%,对纵舱壁水平扶强材至少为总长度的20%;

(5) 当横向构件连续地穿过液货舱纵舱壁时,该构件与周界连接焊缝应探测裂纹。探测的焊缝长度至少为总长度的10%。

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当无损检测发现焊缝内部有不允许存在的缺陷,并认为该缺陷有可能延伸时,则应在其延伸方向( 一端或两端) 增加检测的范围,直至达到邻近合格的焊缝为止。

无损检测的位置和结果应记入报告,并应提交验船师认可。

缺陷修补

若检查表明焊缝缺陷超过标准允许值时,应在船体完工试验前,对缺陷处进行修补。

外观检查发现的缺陷,通常应在无损检测前修补完毕。表面微小缺陷可用砂轮磨去。

所有需要焊补的缺陷,应在焊补前彻底清除干净。必要时可用无损检测的方法进行检查,以证实缺陷确已清除。

焊缝经修补后应对该处进行外观检查和相应的无损检测。焊缝质量应符合验收标准的要求。

对于散装运输液化气体船舶的补充要求

对于设计温度为-20℃或以下的A 型独立液货舱和半薄膜液货舱以及任何设计温度的B型独立液货舱,其所有舱壁板的全焊透对接焊缝均应被进行100%的射线检测,其中:

(1) 若设计温度高于-20℃,则对液货舱结构焊缝交叉处的所有全焊透对接焊缝以及至少10%剩余的全焊透焊缝均应进行射线检测;

(2) 船级社认为必要时,在所有情况下,可对其余液货舱结构的焊缝包括扶强材以及其他附件和连接件的焊缝进行磁粉或着色检测;

(3) 船级社认为必要时,可增加射线检测的范围和数量。除正常的射线检测外,也可增加超声波检测。

(4) 适用时,船级社可接受已被认可的超声波检测替代射线检测。

出对C 型独立液货舱、处理用受压容器、整体液货舱、薄膜液货舱和支持内部绝热液货

舱结构的内层壳体结构,无损检测应按公认的有关标准进行。

船级社认为必要时,可对次屏壁进行射线检测。若船体的外壳为次屏壁的一部分,则对所有舷侧顶列板的对接焊缝以及舷侧外板上的所有对接焊缝的交叉处进行射线检测。

所有无损检测结果应符合船级社接受的有关标准要求。

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不锈钢及其复合钢板的焊接

本文规定适用于奥氏体不锈钢和奥氏体/ 铁素体双相不锈钢( 除另有明文指定外,以下统称为“不锈钢”) 及其复合钢板的焊接。其他复层金属材料的复合钢板的焊接将由船级社另行考虑。

焊接材料

奥氏体不锈钢通常选用其熔敷金属的化学成分与母材基本相当的焊接材料。

奥氏体/ 铁素体双相不锈钢宜选用其熔敷金属的金相结构中奥氏体组织多于铁素体组织的焊接材料,或直接选用相适应的奥氏体不锈钢焊接材料。

不锈钢复合钢板的焊接材料应分别适用于相应的基材和复层材。

当焊接含氮不锈钢时,可考虑采用含有适量氮气的惰性保护气体。

焊前准备

奥氏体不锈钢及其复合钢板的接头设计和焊接工艺的编制,应尽量减少焊接应力的产生。面向腐蚀介质一侧的焊道通常在最后焊接。

焊前板材表面应彻底清除油、漆、污物和杂质。

邻近焊缝的不锈钢板或复合板复层材的表面应有适当的保护措施,以防焊接过程中飞溅或其他物体沾污或擦伤板材表面。

不锈钢板及其复合板的坡口应采用机加工或磨削的方法制备。避免采用火焰切割。

复合钢板的坡口的形状应予以特别考虑。加工后应检查坡口表面( 包括钝边部分),不应有裂纹和复层脱开现象。

复合钢板的对接应以复材为基准对齐,定位焊应焊在基层材上。

焊接

不锈钢宜采用能量集中的焊接方法进行焊接( 如熔化极惰性气体保护焊、非熔化极惰性气体保护焊、等离子弧焊等)。

不锈钢焊接层间温度应尽可能低,建议不超过100℃,且最高不超过150℃;焊接工艺参数应遵循认可的焊接工艺,通常应以低热输入、短电弧的方法进行焊接。焊接时应使电弧稳定而快速地直线移动,避免两边摆动。

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在复合钢板的基材焊缝与复材焊缝之间,建议采用合金元素含量高于复层材的奥氏体不锈钢焊接材料焊制1 至2 层过渡焊层。紧靠过渡焊层的基材焊道应采用低氢或超低氢的基材焊接材料焊接。

焊接复合钢板的过渡层及随其后1 层的焊道应采用小直径的焊接材料和小电流施焊,以保持最小的焊缝稀释率。

不应在面向腐蚀介质的钢板表面引弧或随意焊接安装临时构件。

焊后处理

不锈钢板及复合板两侧的表面应避免使用铁锤矫正。

为使不锈钢板及其复合板的焊接区域具有良好的耐腐蚀性能,必要时可按照原材料制造厂的使用说明进行焊后处理( 酸化或钝化)。

焊缝检验

所有焊缝应进行外观检查。焊缝表面应成型均匀,并平缓地向两侧过渡,焊缝表面不应有裂纹、气孔、未填满、焊瘤和咬边等缺陷。

焊缝的内部质量应经无损检测方法检查。无损检测的范围、数量及其所采用的工艺和标准应符合船东船级社接受的标准的要求。

缺陷修补

建议采用机加工的方法清除焊缝中的缺陷。缺陷的焊补方法应取得验船师同意。

焊工和焊接工艺

为保证焊接质量,各船舶、海上设施或船用产品的制造厂的焊工应按有关规定参加焊工资格考试。只有持有船级社颁发或承认的《焊工合格证书》的焊工方可从事与其证书相应的焊接工作。

焊接工艺规程应按有关规定提交船级社批准后方可采用。

管理与无损检测人员

1. 船体各分厂应具有健全的质量保证管理机构,并能有效地运行。重要焊缝应由有经验

的焊接检验员监督施焊,以确保焊接质量。

2. 无损检测人员应持有船级社颁发的或接受的《无损检测人员资格证书》,并从事与证书的种类和等级相符的无损检测工作。

— 23 —完—

不良施工习惯及纠正

1.超类别施焊:焊工应按照考取的焊工等级施工,角焊缝可以提高一个等级,如:I类板焊工可以烧立角焊,II类板焊工可以烧仰角焊。

2.装配间隙超差、不开坡口施焊:装配间隙超差,但不需要换板时,要开坡口角度至标准间隙后再施焊。

3.合拢装配间隙超差,切割结构:需经技术人员同意后,采取下一步措施。

4.不同厚度板材对接,施工时要对厚板按板厚差的四倍进行削斜处理。

5.焊前还要清除坡口表面的铁锈、油污、水份,目的是提高焊缝金属强度,减少焊缝产生气孔、夹渣、裂纹的倾向。

6.跟据不同的板厚、不同的焊接位置、不同的焊接材料,选择合适的焊接参数。

焊工自身素质的要求

一.刻苦钻研业务,认真学习专业知识,重视岗位技能训练,努力提高劳动者素质。只有不断地积累经验,并逐渐掌握熟练的操作技能,才能焊出合格的产品。

二. 严格执行焊接工艺文件和刚位规章,重视安全生产,保证产品质量。要有用戸至上、服务社会的质量意识,及树立良好的职业道德操守。

三. 一个合格的焊工,要养成良好的焊接习惯:如焊后清渣、自行检查和补焊;焊条头不要夹在焊钳上,焊条头不可乱丟;焊前和焊后对焊接场地安全检查;工具、夹具的安全检查;及焊后打扫工作场地,防止火患的发生。

四. 坚持文明生产,文明施工(不要野蛮施工),创造一个清洁、文明、适宜的工作环镜,塑造良好的企业形象

焊缝外观质量——焊工自检基本要求

一. 对接焊缝的外观质量要求

1. 整条焊缝的宽度均匀一致,余高平整均匀,焊条电弧焊平焊的余高为0~3mm

2. 焊缝表面不允许有气孔和裂纹

3. 焊缝两侧无飞溅物

4. 焊缝表面焊波均匀,焊缝两侧咬边深度小于0.5mm ,咬边总长不超过设

计要求

5. 焊缝接头处不应有明显的凹凸现象,焊缝表面无明显的焊瘤

6. 多层多道焊缝焊接时,每道焊缝表面的焊波应保持均匀

7. 焊缝的不直度要在规定的范围內

二. 角焊缝外观质量要求

1. 焊脚尺寸大小均匀一致,焊脚边缘无明显的焊缝边线不齐现象

2. 焊脚尺寸满足设计要求,无明显的凹陷

3. 有密封性要求的角焊缝表面不允许存在气孔

4. 角焊缝的咬边深度小于0.5mm ,咬边长度应在设计要求之內

5. 角焊缝表面不允许存在裂纹

6. 立角焊焊缝表面不应有明显的焊瘤

7. 多层多道焊缝焊接时,焊缝叠加平整均匀

8. 角焊缝两侧无飞溅物残留