高強度結構用鋼在船舶與海洋工程結構中的應用

摘要：隨著船舶與海洋技術的發展，高強鋼在其應用中所占的比重越來越大。特別是在海洋鉆井設備的應用中，高強鋼所站的比重已遠遠大于普通船用鋼。

關鍵詞：高強鋼；焊接

1.概述

本文探討的是船用高強度結構用鋼（簡稱高強鋼）焊接施工中的焊接前準備、人員、工藝要求、工藝過程和檢驗。適用于鋼種牌號為AH32、DH32、EH32和AH36、DH36、EH36等，且板厚≤50mm。應用于各類船體建造及其他焊接件的生產。

2. 焊接前準備

2.1.高強鋼材料

高強鋼含合金元素總量≤5 %，屈服強度為（300～450）MPa的船用低合金結構鋼，具有強度高、綜合機械性能好、加工性和焊接性好的特點。

2.2. 焊接材料

2.2.1. 高強度鋼的焊接材料選配 ，見表1。

表1 高強度鋼的焊接材料選配

2.3. 焊接坡口

高強度鋼全熔透焊縫的坡口形式按G16-SWSH001 《焊縫坡口型式》要求。

3. 人員

3.1. 凡參與高強度鋼焊接的焊工，必須是經過專業培訓和考試，在取得有關船級社資格證書后，方能參與相應等級的高強度鋼焊接。

4. 工藝要求

4.1. 切割、裝配要求

4.1.1. 裝配定位焊所用的焊條、焊絲，應與被焊母材材質相匹配。

4.1.2. 裝配定位焊焊縫長度不得小于50mm，定位焊之間間距300mm左右。有坡口的定位焊焊縫高度不得高于坡口深度的一半。

4.1.3. 高強度鋼在裝焊過程中，不允許在鋼板上隨意引弧或電弧閃擊，若不慎發生后，應進行焊接修補，焊縫修補長度不小于50mm并磨平。

4.1.4. 對于使用砂輪進行磨削修整焊縫時，其磨削處不得形成凹坑

4.2. 高強度鋼所用焊接材料的使用要求

4.2.1 .高強度鋼所用的焊接材料使用前，需按規定進行烘焙、保溫，烘焙、保溫時間應記錄在冊。

4.2.2. 每次領用焊條以4小時的焊接用量領用，盡可能做到隨用隨取。每次工作結束后需將多余的焊條或焊絲、襯墊、焊劑送回焊條間保存。

4.3. 高強度鋼施焊前，焊工應仔細檢查焊縫的坡口、間隙等情況，并認真做好焊縫的清潔工作。

4.4. 對接焊縫的起始和終端是自由端的，焊前應先裝好引、熄弧板。

4.5. 鋼板厚度≥40mm的高強度鋼，焊前應預熱，預熱溫度為（100～150）℃。焊接過程中，應保持（100～150）℃的層間溫度。

5.工藝過程

5.1.對于較長的焊縫，焊接時應采用逐步退焊法焊接。即把整個焊縫劃分為若干個等分的焊段，每段長約2m左右，各焊段的焊接盡可能對稱進行，焊接速度盡量協調一致。

5.2. 當采用多層多道焊時，除打底層外，其他各層的厚度應控制在（2～4）mm內。

5.3. 為防止打底層開裂，焊接打底層焊道時，可采用重疊焊或減慢焊接速度，以加厚打底層焊道。

5.4. 為增強焊縫自回火能力，減少焊趾的應力集中，改善焊縫熱影響區的組織和性能，蓋面層應采用退火焊道。（退火焊：即蓋面層焊縫采用較窄焊道，多道焊接）。

6. 檢驗

6.1. 焊后檢查

6.1.1. 高強度鋼焊后應加強自檢、互檢和專檢制度。

6.1.2.高強度鋼焊接焊縫外觀和內在質量檢查要求按CB/T3802-1997《船體焊縫表面質量檢驗要求》執行。

6.2. 焊后修補

焊縫的返修按Q/SWS42-010-2003《焊縫返修通用工藝規范》執行。

參考文獻：

[1]CB/T3802-1997 船體焊縫表面質量檢驗要求

[2]Q/SWS42-010-2003 焊縫返修通用工藝規范

[3]G16-SWSH001 焊縫坡口型式

作者簡介：

張銀洲（1981.5-），男，助理工程師，學士，2007 年畢業于哈爾濱工程大學船舶與海洋工程專業，現從事船舶結構設計研發工作。