打底焊和盖面焊
由于船体结构的板材较厚,在采用CO2单面焊双面成型工艺时,通常采用多层多道焊。使用多层焊时,应重点掌握打底焊和盖面焊的操作技能。打底焊是CO2单面焊的关键,因为它关系到接头的背面成型。虽然接头反面有衬垫托住铁水,使铁水不致流失,但也必须有准确的操作方法,才能保证焊缝正反面都有良好的成型。尤其要防止焊缝反面下垂过多或者夹渣,焊缝正面不能形成中间高、两边低的形状,以免为随后的焊接造成困难。对于结构约束度大的焊缝(如大合拢焊缝),打底焊层要连续一次性完成,并应完成第二甚至第三层焊道的焊缝(视板厚而定),保证焊缝有足够的强度。不允许打底焊后长时间放置,以免在焊接应力的作用下,引起焊缝的纵向裂纹。每层的焊接应保持焊分发连续性,不允许焊一段好一段,造成每道卡码出的断头、焊瘤等缺陷。
盖面焊时应调整好焊接电流、电压和焊接速度等规范参数,确保焊缝外观的良好成型,减少补焊、打磨的工作量,真正提高焊接生产率。焊缝的余量控制在3㎜以下。对于长焊缝,可采用逐段退焊法、跳焊法或分中施焊法。采用分中施焊法时,尽量采取对称施焊以减少焊接变形。在焊接低合金钢、铸钢和高强度钢时,应采取必要的预热措施。具体要求可按照相关的焊接工艺。
合理的焊接工艺参数,是保证焊接质量的重要指标,焊接时应严格按照焊接工艺参数焊接,打底电流应小于200A,禁止大电流操作。
焊后热处理
焊接完毕,应立即将温度加到200~250℃,进行低温回火处理,回火完毕后,用防火岩棉覆盖,使其缓冷,保温时间按板厚确定但不少于2小时。通过多次对铸钢件的横焊、立焊位置FCAW 焊接工艺试验,选择以上合理的控制流程,该工艺能够满足生产和船级社标准的质量要求。
焊后检验
外观检验
焊接完工 48 小时后对焊缝外观质量进行检验,焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷,取下陶瓷衬垫对筒体背面焊缝进行检验,观察是否存在烧穿及下塌等缺陷,对超出筒体内表面的焊缝使用磨光机进行打磨处理,保证焊缝与筒体内表面平齐。
无损检测
此外,部分内部缺陷通过肉眼无法识别,只能通过无损检测对焊缝内部质量进行检验,本文中的伸臂筒体盖板对接焊缝采用的是射线探伤,按 JB/T4730.2-2005 标准 II级合格执行 , 探伤结果满足上述标准要求。
焊接质量控制
利用陶瓷衬垫以及自动化焊接技术能够很好地保证焊缝质量,既能保证焊缝的熔透性,又能提升生产效率。但是在具体的生产过程中还要注意以下几点:
(1)环境相对湿度大于 60%,应进行适当的焊前预热处理,如大于 90%,则停止焊接;
(2)环境温度低于 20℃时,应采取适当的预热,当环境温度低于 0℃时不允许进行焊接;
(3)作业区风速应控制在 2M/S 以内,否则应采取防护措施;