一种船舶建造中的高效焊接方法

摘要

本发明公开了一种船舶建造中的高效焊接方法，首先在拼板区，采用双丝埋弧自动焊双面焊接技术和FCB埋弧自动焊单面焊双面成型技术进行焊接；然后在小组装区，采用半自动平角焊接小构件和T型材自动装焊矫一体焊接T排；接着在船体纵骨制造处，采用装、焊一体化的纵骨安装焊接技术，一次完成4-8根纵骨、8-16道焊缝焊接；最后在船舶大合拢工艺，采用垂直气电焊接实现立对接自动化。与传统的焊接技术相比，本发明的船舶建造中的高效焊接方法，不但具有高效特点，而且执行了节能，环保先进理念，在生产实践过程中效提高船舶的焊接质量，节约成本，提高效率，具有很好的实用性，能够产生很好的经济效益和社会效益。

说明书

技术领域

本发明涉及焊接方法，具体涉及一种船舶建造中的高效焊接方法。

背景技术

二十世纪七十年代以来，科学技术的迅猛发展，推动了造船技术的全面进步。 世界先进的造船国家为了在激烈的市场竞争中，保持领先的地位，倾全力研究开 发新工艺、新技术、新设备，改革、改造陈旧落后的造船方法和管理，提出了“壳、 舾、涂”一体化的现代造船模式等新概念、新思路，并取得了显著地经济效益。 船体建造工程是造船的基础和前道工程，也是最具造船特色和反映造船技术质量 水平、能力的重要环节，其工作量占整个造船工程的一半以上。而在船体建造中， 焊接又是其中的关键和技术支撑，焊接工时和成本各占船体建造工时和成本的 30％-50％，焊接的质量是反映船体建造质量优劣的重要指标。因此，研究开发机 械化、自动化的高效焊接技术不仅是企业提高造船质量、提高生产效率、降低建 造成本、缩短造船周期的有效途径，而且是实现船舶总公司提出的现代造船模式 转换的技术进步增长点。高速和高效化焊接是现代焊接的发展方向，是实现现代 化焊接的必由之路。

发明内容

发明目的：针对现有技术中针对现有焊接方法效率不高，无法满足现代生产 需要，本发明的目的是提供一种船舶建造中的高效焊接方法，以实现建立高效、 节能、环保的现代船舶高效焊接技术。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种船舶建造中的高效焊接方法，首先在拼板区，采用双丝埋弧自动焊双面焊接 技术和FCB埋弧自动焊单面焊双面成型技术进行焊接；然后在小组装区，采用 半自动平角焊接小构件和T型材自动装焊矫一体焊接T排；接着在船体纵骨制 造处，采用装、焊一体化的纵骨安装焊接技术，一次完成4-8根纵骨、8-16道焊 缝焊接；最后在船舶大合拢工艺，采用垂直气电焊接实现立对接自动化。

双丝埋弧自动焊接采用双面焊接成型技术，双丝埋弧自动焊接技术采用现有的埋 弧自动焊丝(牌号H08MnA/H08A)作为焊接材料，使用熔点相对较高，松装 比较小的烧结型焊剂(例如SJ101)，对其进行焊接。FCB三丝埋弧自动焊采用单 面焊双面成型技术，采用日本神钢进口焊材：焊丝Y-A，表面焊剂NSH-50，底 面焊剂NSH-IR。

先进的船舶高效焊接技术涉及到船舶制造中的工艺设计、小合拢、中合拢、 大合拢、平面分段、曲面分段、平直立体分段、管线法兰焊接、型材部件装焊等 工序和工位的焊接工程。本发明根据船体结构主要采用低碳钢这一特点，板材厚 度在12-32mm，焊接性能良好，首先在拼板区，采用双丝埋弧自动焊接和FCB 高效焊接技术逐步取代传统的单丝双面焊接技术，实现多丝单面焊接技术；在小 组装区，T型结构较多，焊缝长度较长，大多采用平角焊接位置，采用CO₂半自 动角焊接小结构的平角位置，T排制作采用双面自动角焊技术；船体纵骨采用先 进的装，焊一体化的纵骨安装、焊接(16电极自动角焊)技术，同时焊接4纵 骨8条缝。在大合拢位置上采用高效的垂直气电焊接技术，实现了立对接位置的 自动化，缩短了大合拢周期，提高了生产效率，完全实现高效焊接。

有益效果：与传统的焊接技术相比，本发明的船舶建造中的高效焊接方法， 不但具有高效特点，而且执行了节能，环保先进理念，在生产实践过程中效提高 船舶的焊接质量，节约成本，提高效率，具有很好的实用性，能够产生很好的经 济效益和社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释。

实施例1

本发明根据船体结构主要采用低碳钢这一特点，板材厚度在12-32mm，焊 接性能良好，首先在拼板区，采用双丝埋弧自动焊接和FCB高效焊接技术取代 传统的焊丝双面焊接技术，实现多丝单面焊接双面成型技术；在小组装处，T型 结构较多，大多采用平角焊接位置，而且焊缝长度较长特点；采用CO₂半自动 角焊接小结构中平角位置，T排制采用T型材自动装焊矫一体焊接技术；体纵骨 采用先进的装，焊一体化的纵骨安装，、焊接(16电极自动角焊)技术，同时焊 接4纵骨8条缝。在船舶大合拢工艺流程上采用高效的垂直气电焊接技术，实现 了立向对接位置的自动化，缩短了大合拢周期，提高了生产效率，完全实现高效 焊接。

双丝埋弧自动焊接和FCB高效焊接为：双丝埋弧自动焊接采用双面焊接成 型技术，FCB三丝埋弧自动焊采用单面焊双面成型技术。双丝埋弧自动焊接技 术采用现有的埋弧自动焊丝(牌号H08MnA/H08A)作为焊接材料，使用熔点 相对较高，松装比较小的烧结型焊剂(例如SJ101)，对其进行焊接。而FCB三丝 埋弧自动焊单面焊双面成型采用日本神钢进口焊材：焊丝Y-A，表面焊剂 NSH-50，底面焊剂NSH-IR。

在拼板区，多丝埋弧自动焊接技术主要焊接船体的甲板，外板等平直的板材， 采用以下焊接工艺：双丝双面焊接成型22mm以下板材不加工坡口，正面一次性 完成，反面不批缝或少量批缝，然后一次性盖面。24-32mm开V坡口，留6mm 钝边正面一次性完成，反面不批缝或少量批缝，然后一次性盖面。FCB三丝埋 弧自动焊24mm板材厚度以下，采用Y接头形式，50度坡口留3mm根部，24 以上的根部加达到5mm。

根据最大熔池深度，确定坡口形式，根据不同板材厚度选择确当焊接参数(焊 接电流，电弧电压，行走速度，多丝之间的距离)，达到所要求的力学性能。为 了保障焊缝外型美观，要求拼板装配精度在0-2mm。

为了配合高效埋弧焊接技术，以前的板材采用行车搬运方法，现在对埋弧区传输 进行改进，采用机械化滚轮运送技术，使得生产节奏加快，对高效焊接起到一定 帮助。

多丝单面焊接双面成型技术效率较传统单丝双面焊接技术生产效率提高2-3 倍；为了提高单面焊接双面成型的质量，预处理采用铣边工艺提高装配精度，同 时在下一流程增加反面修补工艺。

实施例2

在焊接过程中，焊接参数对焊缝的成型有直接的影响，与单丝焊接相比较， 多丝高效焊接技术受到以下参数影响较大：

前丝电极电流，电压大小对背面成型有直接的关系：电流过大，背面成型过高过 宽；电流过小，背面成型窄小内凹甚至会形成根部未熔合，而当电弧电压过高则 背面焊缝成型过宽；电弧电压过低则背面焊缝成型窄而低，甚至成型不良，所以 在多丝单面焊工艺中，背面焊缝成型状况是前电极焊接电流，电弧电压选用合适 与否的重要依据。

后电极电流，电弧电压的选择对焊缝的结晶，正面焊缝良好成型有一定的影 响，电流过小则填充金属不够，造成焊缝边缘未熔合，夹渣，焊缝凹陷；过大则 会对前丝焊缝重熔，破坏背面焊缝成型，能否得到良好的机械性能，后电极焊接 电流，电弧电压选用合适与否是重要依据。

在焊接过程中，由于过高热量的输出，熔池凝固时间较长，焊缝可能出现晶 粒粗大，影响焊缝的力学性能，同时在单熔池形式中也可能出现气孔现象。适当 的热输出控制对焊缝组织性能影响成了关键因素。

多丝之间的距离，在焊接过程中对成型起到很大的影响，过长的电极距离容易出 现‘拉渣’现象，过短的距离，前电极焊缝在很高温度的情况下又叠加后电极的 电弧作用，此时后电极熔深迅速增加，造成前电极焊缝过多重熔直到影响到背面 焊缝成型，长时间的高温度停留对接头的机械性能不利，正确的电极之间距离， 对焊层之间的温度有一定影响。

综合上述各种因素，在双丝自动焊接时，优选使用表1中的技术参数进行焊 接，在FCB高效焊接时，优选使用表2的技术参数进行焊接。

表1双丝自动焊接主要技术参数

表2 FCB埋弧自动焊接技术参数