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船舶船体焊接工艺

一、总则：

1、要求施工者严格按照《焊接规格表》进行施工；

2、船体艏艉外板的对接缝（非自动焊拼板部分）应先焊横向焊缝，后焊纵向焊缝；

3、在建造过程中，先焊对接焊缝，后焊角焊缝；

4、整体建造部分和箱体分段等应从结构的中央向左右和前后逐格对称的进行焊接，由双数焊工对称施焊；

5、凡超过1m以上的收缩变形量大的长焊缝，应采用分段退焊法或分中分段退焊进行焊接缝；

6、在焊接过程中，先焊收缩变形量大的焊缝，再焊变形量小的焊缝；

7、 边箱分段、内底分段、甲板分段、艏艉分段分层建造，在合拢口两边应留出200~300mm的外板缝暂不接焊，以利合拢时装配对接，且肋骨、舱壁及平台板等结构靠近合拢口一边的角焊缝也暂不焊接，等合拢缝焊完后再焊；

8、靠舷侧的内底边板与纵骨、底外板与纵骨至少要留一条纵骨暂不焊接，避免自由边波浪变形太大，不利于边箱合拢；

9、二层底分段艏艉分段大合拢，边箱分段合拢的对接缝要用低氢型（碱性）焊条或用相同级别的711、712的CO₂焊丝对称焊接，一次性连续焊完；

10、构件、分段、分片等部件各自完工后要自检、互检、报检，把缺陷修补完毕，把合格品送下一道工序组装，没有拿到合格单的部件不能放到下一道工序组装。

二、焊接材料使用范围的规定

（一）焊接下列船体结构和部件应采用低氢型焊条（碱性焊条）或相同级别的711、712系列的CO₂焊丝。

1、船体环型对接焊缝，中桁材对接缝，合拢口处骨材对接焊缝；

2、主机座及其相连接的构件；

3、艏柱、艉柱、艉轴管、美人架等；

4、桅杆座及腹板、带缆桩、导缆孔、锚机座、链闸及其座板等；

5、艉拖沙与外板结构等；

6、上下舵杆与法兰，舵杆套管与船体结构之间的连接。

（二）普通钢结构的焊接用酸性E4303焊条焊接或JM-56系列CO₂焊丝焊接；

（三）埋弧自动拼板，板厚≥8mm,用Ф4.0mm焊丝焊接，板厚5~8mm，用Ф3.2mm焊丝焊接；

三、间断焊角接焊缝，局部加强焊的规定

1）组合桁材、强横梁、强肋骨的腹板与面板的角焊接缝在肘板区域内应为双面连续焊；

2）桁材、肋板、强横梁、强肋骨的端部加强焊长度应不小于腹板的高度，但间断的旁桁材端部可适当减小但要≥300mm；

3）纵骨切断处端部的加强焊长度应不小于1个肋距；

4）骨材端部削斜时，其加强焊长度不小于削斜长度，在肘板范围内应双面连续焊；

5）用肘板连接的肋骨、横梁、扶强材的端部的加强焊，在肘板范围内应双面连续焊；

6）各种构件的切口、切角、开孔（如流水孔、透气孔、通焊孔等）的两端应按下述长度进行包角焊；

①当板厚＞12mm时，包角焊长度≥75mm；

②当板厚≤12mm时，包角焊长度≥50mm；

7）各种构件对接接头的两侧应有一段对称的角焊缝其长度不小于75mm；

四、其他的规定：

1）锚机座、链闸、系缆桩底座、桅杆底座等受力部位的甲板与横梁、纵骨等是间断焊缝的应改为双面连续角缝。

2）中段底板外板缝，在平直位置的拼装焊缝采用手工焊或CO₂半自动焊打底焊至平，然后埋弧自动焊盖面。

3）如果构件的角焊缝大量采用双面间断焊，但对于少量的短构件无法均匀分布焊缝时，可采用单边连续焊，另一边包头焊，包头长度≥150mm，原来焊脚高度不变。

4）主机座腹板与面板开K型坡口，角度50-55⁰，中间留钝边1-2mm，左右对称施焊，焊前要打磨清理坡口。

5）中段箱体甲板边板与舷顶列板的角焊缝采用单边开坡口，留钝边0~3mm。保证全熔透或深熔焊（按设计要求）。

6）为了减少舷侧板因角焊缝引起的变形，因此艏艉甲板与舷侧旁板、艉封板的平角焊缝暂不焊接，等上层舷侧板装好，焊好对接缝后才焊平角焊。

7）间断焊的角焊缝要求在施焊的部位点焊，不施焊的部位不能乱点焊。

五、焊接材料的要求

1、船上使用的焊接材料必须具备相应船级社认可证书，使用前必须是经检验合格的产品。如果焊条受潮则必须经烘干后方能使用：酸性焊条烘干温度为150℃×1h；碱性焊条烘干温度为350℃×2h。

2、点焊、补焊所使用的焊材要与原焊缝所用的焊接材料一致，吊环焊接必须使用低氢型（碱性）焊材。

3、使用碱性焊条施焊时，焊条必须放于100～150℃保温筒中保温，不能露天放置，用完一支取一支。

4、使用CO₂气体保护焊时，气体纯度应达到99.5%以上，使用前应进行放水处理，气瓶余压保持在10kgf/cm²以上，气体流量在12～18L/min之间。气瓶余压降至10kgf/cm²时，要更换气瓶。

5、埋弧自动焊的焊剂使用前必须经过200～250℃×1h烘干后方可使用；焊丝必须是干净无杂物、油污、无锈的合格品。

六、各种焊接方法使用范围。

1、单丝埋弧自动焊（板厚≥5mm）。

1）内底板、平直船底板、平行舯体舷侧外板、甲板、纵横舱壁板、平台板、上层建筑甲板、内外围壁板及其它平直板材拼板对接缝。

2）分段合拢后处于水平位置的对接缝的盖面焊。

2、CO₂气体保护自动角焊或半自动角焊（设备待购）。

1）纵骨与内底板、平直外板。

2）甲板与纵骨、舱壁与扶强材、上层建筑（反装）甲板与横梁。

3）舷侧外板（平直）、纵壁与纵骨。

4）各类平直T型构件。

3、CO₂气体保护半自动焊（陶瓷垫片单面焊双面成型）。

1）所有环型大合拢对接焊缝。

2）左右分段拼装合拢的纵向对接缝。

3）其余外板平、立位置对接缝。

4、CO₂气体保护半自动焊。

1）有线型的角焊，长度和位置不适合进行自动焊的角接焊缝，对接焊缝、吊环等。

2）肘板与内底板、外板的角焊缝，纵舱壁与内底板、甲板、横舱壁及横舱壁与内底板、甲板等的角焊缝。

3）艏、艉段纵横向外板对接焊缝。

4）艏、艉段纵横构件的角焊缝。

5）上层建筑的平、立位置的对接缝及角焊缝。

5、手工电弧焊

1）全船仰位置的角接焊缝及少量的对接缝。

2）局部困难位置和不能体现CO₂气体焊优点的所有焊缝。

七、焊工资格及施焊要求

1、本船属入级船舶，从事该船焊接施工的焊工必须具备相应船舶社认可的证书（相应位置认可资格证书）；并且施工范围不能超出证书规定的工作范围（焊接位置，焊接方法）；施工时要求持证。随时接受质检员及生产主管、验船师的检查。生产主管及质检员做好现场焊接生产工艺纪律的监督，及时向技术部门反映现场生产中存在的焊接问题。

2、焊工进入该船施焊过程中，必须严格执行《焊接工艺认可评定》。

3、焊缝具体规格要求按《焊接规格表》执行。

4、施焊过程必须调校好所使用的电流、电压；保证焊缝与母材的熔透并不会出现“咬边”现象。

5、角焊缝“焊脚”必须均匀对称，焊缝表面平滑、熔透性能好。

6、CO₂气体保护多道焊的焊接。

1）打底焊的厚度控制在3~4mm（CO₂气体保护单面焊双面成形打底层焊道工艺参数应偏小点），连接焊道的弧坑应打磨，如果在焊接过程中焊机故障或其他原因需中断焊接时，则必须把弧坑打磨成斜坡，斜坡角度应小，斜坡末端要薄，以利与焊缝的连接，避免焊缝接头处过高的缺陷。

2）焊填充层焊道，焊前先清理打底层的焊渣，并检查打底焊道余高。如果焊道高凸则可用砂轮磨平，填充层焊道的工艺参数应大于打底层焊道；施焊时特别注意，不要让填充焊道凸起太高，以免造成两侧死角而产生夹渣和未熔合缺陷，填充层焊道高度离钢板表面距离约2mm，并要注意不要把坡口的边缘熔化掉。

3）焊盖面层焊道，焊前清理焊渣杂物，并查看填充焊缝宽和高度，如局部过小可焊上相应尺寸短焊道，如局部过高则用砂轮磨平，再焊盖面焊。

7、陶质衬垫CO₂气体保护半自动单面焊

1）坡口尺寸按《焊接工艺认可评定》执行。

2）清除正面坡口内及两侧的锈、漆及污垢，并对坡口背面进行平整清理马脚，焊疤和锈垢等，以保证陶质衬垫能紧贴在焊件背面上。

3）坡口内不宜使用定位焊，固定板缝可用装配“码”“两码”之间距离以250mm为佳。

4）必须将衬垫的红色中线对准焊缝中心；贴于焊件背面并一定要把铝箔捋平。

5）必须认真打好低焊、施焊时仔细观察熔池和焊道根部的形成，保障焊道背面成形良好。

8、建议操作

1）坡口正反面的周围20mm范围内（碳弧气刨或风割炬开坡口要用砂轮磨掉坡口表面的氧化皮及修正坡口）要清除一切油污锈水等杂物。

2）在CO₂气体保护焊对接焊缝（板厚＞8mm）中，施焊时在坡口内作小幅度横向摆动、焊丝在坡口两侧稍作停留，保障焊缝与母材熔透。

3）焊丝伸出长度一般为焊丝直径的10~12倍。

4）使用CO₂气体保护焊，焊接电流在200A以下，气体流量应选10~15L/min；焊接电流在200A以上，则气流量应选15~25L/min。

八、焊接节点应用要求：

1、板厚差削过渡边的要求：

当单边板厚差d＞4mm时，要进行板厚削斜处理。削斜长度L≥10d。如图所示：

过渡边焊后要打磨平滑以保证应力平滑过渡。

2、焊缝最少间距要求：

1）对接焊缝之间的平行间距d≥300mm。

2）角接焊缝或角接焊缝与对接焊缝之间间距d≥30+3t(t为板厚)。

3）同一平面内焊缝与人孔、气孔等开孔之间间距d≥30mm。

4）割换板宽度L≥300mm。

5）管子纵向焊缝至少错开50mm（弧长）。

九、拼板焊接要求

    所有拼板的对接焊缝必须平直，无锈无氧化皮及杂物，焊缝表面两边20mm应清洁无任何杂物，拼缝间隙0～1.5mm（定位焊应尽量少，点焊要小），每一条焊缝施焊前应装上与原板等厚的≥100×100mm规格的引弧板和接弧板方可施第一道焊，具体操作规程按《焊接工艺认可评定》执行。反身二道施焊前，必须用砂轮机把氧化皮等杂物打磨干净（焊道内及两边20mm范围）方可施焊。

十、焊前预热要求：

以下各项焊接，施焊前必须采取预热措施，预热温度根据板厚确定（一般为150℃左右）

1）铸钢（锻钢）之间及铸钢（锻钢）与其它结构钢间的焊接。

2）气温低于5℃时。

3）当工件刚性过大时。

4）材料碳当量大于0.41%时。

5）上述各项点焊与补焊也同样要求预热。

2、预热与层间温度

1）预热范围至少为坡口两侧100mm（注意加热范围应保证不会使用周围板产生较大变形）加热应使整个加热区域达到预热温度，而不是局部。

2）铸钢件焊接应注意焊层间温度不能超过250度，不底于预热温度。

3）焊后和热处理结束后立即用石棉保温材料覆盖缓冷。

3、焊后热处理

1）局部去应力热处理温度范围为550～600度，在此温度范围内保温时间为1～2分钟/每1mm厚，但不超过3小时。

2）加热与冷却速度要求缓慢（工件温度在300以上特别注意监控）。

十一、潮湿条件下的焊接要求

1、 由于下雨、冷空气或其它原因使空气湿度大、焊接接头有潮湿时必须用火焰将坡口两侧100mm范围内和接头间隙之间水分彻底烘干才可焊接。

2、周围有水的情况下，电弧作用点与水的距离超过100mm，且保证在焊接过程中不会有流水影响方可施焊。

3、一般强度钢在没有与水直接接触情况下才能焊接。

4、雨天露天环境下的焊接施工应停止（除非焊接区域、焊接设备、焊接材料及焊工都有有效遮挡且有防风雨措施时才能施工）。

十二、注意事项

1、装配间隙应符合工艺规定和图纸要求，焊缝应保证平直。

2、焊缝受潮要用火焰烘干后才施焊。

3、点焊尽量选在焊件的端面和背面。

4、薄板焊接要注意焊后变形及焊缝成型不良现象。

5、    搭接焊缝、两板的搭接宽度应为较薄板厚的3～4倍但不大于50mm。

6、等厚板错边量：重要结构a<0.1t(t为板厚)，且不大于2mm，一般结构，a<0.15t(t为板厚)且不大于3mm。

十三、质量要求

1、焊缝的外观尺度必须满足《焊接规格表》要求。

2、焊缝内部质量按入级规范要求。

3、无损探伤数量、部位及质量等级由验船师与设计部门共同协定。

十四、船台大合拢焊接工艺

(一) 合拢口处的所有角焊缝均按6500t油船《焊接规格表》的尺寸要求进行施焊。

焊接材料：特殊部位另定，一般结构钢是1、焊条用CHE42(E4303)；

2、CO₂焊丝用CHW-50C6SW或CHT-711、KFX-712C,Ф1.2mm。

（二）合拢口处的桁材、骨材的对接焊缝按《焊接工艺认可评定》执行。其中1、手工平、立、仰对接均采用单边坡口反面清根。2、CO₂平、立对接均采用单边坡口，背面加衬垫。3、焊接材料：①焊条CHE56(E5016);②焊丝CHT-711或KFX-712C.

(三) 内底板(二层底板)、底板、纵舱壁、舷侧外板、甲板等的对接焊。

1、 内底板与内底板的对接焊坡口向上。①纵向焊缝采用单边坡口反面成形法。首先用CO₂焊打底反面加衬垫。焊缝厚度控制在4～５mm左右，再用埋弧自动焊分两道焊完。②横向焊缝全部采用CO₂单边焊双面成形法焊完。

2、 底板与底板的对接焊坡口向上，纵向与横向焊缝全部采用CO₂单边焊双面成形法焊完。

3、 纵舱壁与纵舱壁的对接焊坡口向船舯，采用CO₂单边焊双面成形法焊完。

4、    舷侧外板与舷侧外板的对接焊坡口向外（背向船舯），采用CO₂单边焊双面成形法焊完。

5、 甲板与甲板的对接焊坡口向上，采用CO₂单边焊双面成形法焊完。

6、    焊接材料CO₂焊丝用CHT711或KFX-712C,Ф1.2mm.埋弧自动焊丝用H08A，Ф4.0mm。

(四) 纵横舱壁〈槽型〉的焊接

1、对接拼装焊，采用CO₂单边焊双面成形法。

2、四周角焊缝，采用单面开坡口，钝边0～3mm。为了保证全熔透，反面用砂轮机进行清根。平、立位置焊用CO₂半自动焊，仰位置焊用手工电弧焊完成。

(五) 焊接程序及坡口方向图

1、 先焊桁材、骨材的对接缝。

2、    再焊板与板之间的对接缝。

后焊桁材、骨材的角焊缝。