一种超大型矿砂船主甲板的合拢焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种超大型矿砂船主甲板合拢焊接工艺，先焊接纵向合拢焊缝，采用X型坡口，先焊接正面焊缝，在甲板分段反胎总组时进行，采用药芯焊丝气保焊打底，埋弧焊填充盖面；甲板分段总组翻身后，进行甲板纵向合拢焊缝的焊接，气刨清根，采用埋弧焊进行填充盖面焊接；然后焊接甲板总段之间的横向合拢焊缝，采用V型坡口，反面贴陶瓷衬垫，加装马板，先焊接甲板纵骨的对接焊，然后焊接纵骨与甲板之间缓焊区的角焊缝，最后焊接甲板的横向合拢焊缝，采用药芯焊丝气保焊打底，埋弧焊填充盖面；整体合拢顺序从中间向两边对称焊接完毕，本发明专利技术工艺焊后主甲板平整度好，且提高了焊接质量以及合拢焊接效率。

A Closing Welding Technology for Main Deck of Super Large Sand Ship

The invention discloses a closure welding process for the main deck of a super-large sand carrier, which first welds the longitudinal closure weld, adopts X-groove, first welds the front weld, underneath the deck section anti-tire assembly, uses flux-cored wire gas welding, submerged arc welding to fill the cover surface; after turning over of the deck section assembly, the deck longitudinal closure weld is welded, the air planer clears the roots, and the submerged arc welding is used to advance the deck section anti-tire assembly. Then weld the transverse closure weld between the main deck sections, using V-groove, back-facing ceramic liner and horse plate, first weld the butt welding of the longitudinal deck bones, then weld the fillet weld of the slow welding zone between the longitudinal bones and the deck, finally weld the transverse closure weld of the deck, use flux-cored wire gas-shielded bottom welding, submerged arc welding to fill the cover surface; and the overall closure sequence. After symmetrical welding from the middle to both sides, the main deck of the invention has good smoothness after welding, and improves welding quality and closure welding efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种超大型矿砂船主甲板的合拢焊接工艺
本专利技术属于焊接
，具体是一种超大型矿砂船主甲板的合拢焊接工艺。
技术介绍
随着全球航运业的发展，船舶朝着大型化发展，目前全球最大的矿砂船已达40万吨级，而最新一代的40万吨矿砂船，长度达360m，宽度达65m，整船净重达63000吨，此类超大型船舶在建造过程中，船舯区域的应力极大，对于船舶上层的主甲板而言，钢板厚度均大于40mm，且大部分为50mm左右，焊接应力更大，且焊接接头易产生焊接裂纹等缺陷，另一方面，考虑到美观因素，主甲板的平整度也要得到保证，因此对主甲板的合拢焊接提出了很高的要求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种超大型矿砂船主甲板的合拢焊接工艺，焊接接头性能优良，且有效改善了主甲板的焊接应力及变形。本专利技术采用如下技术方案：一种超大型矿砂船主甲板的合拢焊接工艺，包括以下步骤：步骤S1、先焊接纵向合拢焊缝，将左舷或右舷的甲板分段合拢为一个甲板总段，合拢焊接采用X型坡口，正面坡口角度55°±5°，坡口深度3t/5-(1~3)mm（t为板厚），反面坡口角度65°±5°，坡口深度2t/5+(1~3)mm，钝边2~3mm，接头间隙0~3mm；步骤S2、先焊接正面焊缝，在甲板分段反胎总组时进行，焊前预热100℃，采用药芯焊丝气保焊打底，打底焊热输入不大于15KJ/cm，采用埋弧焊填充盖面，焊接热输入不大于25KJ/cm，层间温度控制在100~200℃，正面焊缝焊接完毕后，立即覆盖保温棉缓冷，降温速率不高于50℃/h；步骤S3、甲板分段总组翻身后，进行甲板纵向合拢焊缝的焊接，对已焊接完成的正面焊缝根部进行气刨清根，然后预热100℃，采用埋弧焊进行填充盖面焊接，焊接热输入不大于25KJ/cm，层间温度控制在100~200℃，反面焊缝焊接完毕后，立即覆盖保温棉缓冷，降温速率不高于50℃/h；步骤S4、纵向合拢焊缝焊接完毕之后，然后焊接甲板总段之间的横向合拢焊缝，采用V型坡口，坡口角度45°±5°，不留钝边，接头间隙4~8mm，反面贴陶瓷衬垫；步骤S5、加装马板，保证每个马板与甲板纵骨之间的距离不小于500mm，马板厚度不小于20mm，尺寸不小于150mm*500mm，双面角焊缝满焊固定；步骤S6、先焊接甲板纵骨的对接焊，然后焊接纵骨与甲板之间缓焊区的角焊缝；焊接甲板的横向合拢焊缝，焊前预热100℃，采用药芯焊丝气保焊打底，打底焊热输入不大于15KJ/cm，采用埋弧焊填充盖面，焊接热输入不大于25KJ/cm，层间温度控制在100~200℃，焊接完毕后，立即覆盖保温棉缓冷，降温速率不高于50℃/h；上述步骤S1-S6的总体合拢顺序为：从船中的甲板总段开始合拢，最先焊接中间总段与其相邻两个总段之间的横向合拢焊缝，而后由中间同时向两边合拢焊接，直至整船主甲板合拢完毕；两边的横向合拢焊缝均以船中为中心对称焊接，安排4组焊工同时对称焊接，且焊接方向均为由船中向舷侧方向。作为优选，步骤S1-S6中药芯焊丝气保焊选择的焊丝熔敷金属成分为：C，0.02~0.06%；Si，0.2~0.4%；Mn，1.1~1.5%；P，<0.020%；S，<0.015%；Ni，0.3~1.0%。熔敷金属屈服强度>420MPa，-40℃低温冲击功>47J。作为优选，步骤S1-S6中埋弧焊选择的焊丝、焊剂的熔敷金属成分为：C，0.01~0.04%；Si，0.2~0.4%；Mn，1.2~2.0%；P，<0.020%；S，<0.015%；Cr，0.01~0.05%；Mo，0.01~0.03%；Ni，0.3~1.0%。熔敷金属屈服强度>400MPa，-60℃低温冲击功>47J。本专利技术具有如下有益效果：（1）优化焊材匹配，打底焊选用的药芯焊丝强度较高，可保证打底焊缝不至于被应力拉裂，防止打底焊热裂纹出现，同时焊丝加入少量Ni元素，可保证焊缝韧性，填充、盖面选用的埋弧焊丝、焊剂加入Ni元素0.3~1.0%，可保证焊接接头-60℃的低温冲击韧性，可使焊接接头具有良好的抵抗焊接应力的能力；（2）优化纵向合拢焊缝的焊接顺序，先在甲板分段反胎总组时焊接正面焊缝，然后在甲板分段总组翻身后，进行反面焊缝的焊接，通过此工艺可大大减少仰焊工作量，减少人力成本，同时保证焊接质量；（3）优化横向合拢焊缝的焊接顺序，最先焊接中间总段与其相邻两个总段之间的横向合拢焊缝，而后由中间同时向两边合拢焊接，直至整船主甲板合拢完毕，两边的横向合拢焊缝均以船中为中心对称焊接，安排4组焊工同时对称焊接，且焊接方向均为由船中向舷侧方向，通过此焊接顺序，大大减少了焊接应力的产生，从而有效解决了厚板焊接应力的难题，而且可大幅度减少焊接变形的产生；（4）优化马板固定方式，以甲板纵骨为马板，先焊接甲板纵骨的对接焊，然后焊接纵骨与甲板之间缓焊区的角焊缝，甲板纵骨尺寸较大，刚性好，可显著减少马板数量，减少因为焊接及去除马板产生的应力及变形；（5）控制焊接热输入，可有效保证焊接接头的力学性能，尤其是焊缝根部薄弱环节的低温韧性，可保证厚板焊接接头在全厚度方向具有均匀良好的力学性能；（6）焊前预热，焊后保温缓冷，可降低焊接接头中的扩散氢含量，减少焊接冷裂纹出现概率，同时控制预热温度及保温降温速率，避免因厚板升温、降温不均匀导致的热应力；通过本专利技术提供的一种超大型矿砂船主甲板的合拢焊接工艺，与常规合拢焊接工艺相比，可显著减少焊接应力及焊接变形，焊缝合格率高，主甲板平整度好，且提高了焊接质量，本专利技术可用于大型船舶的主甲板合拢焊接，焊缝合格率高，主甲板平整度好，且提高了焊接质量以及合拢焊接效率。附图说明图1是本专利技术合拢焊接工艺步骤示意图；图2是本专利技术总体合拢焊接的顺序示意图；图3是本专利技术主甲板横向合拢时甲板纵骨焊接顺序示意图。图中：附图标记1-10为图2、图3的焊点。具体实施方式下述结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但本专利技术的保护范围不限于此。一种超大型矿砂船主甲板合拢焊接工艺，包括以下步骤：步骤S1、先焊接纵向合拢焊缝，将左舷或右舷的甲板分段合拢为一个甲板总段，合拢焊接采用X型坡口，正面坡口角度55°±5°，坡口深度3t/5-(1~3)mm（t为板厚），反面坡口角度65°±5°，坡口深度2t/5+(1~3)mm，钝边2~3mm，接头间隙0~3mm；步骤S2、先焊接正面焊缝，在甲板分段反胎总组时进行，焊前预热100℃，采用药芯焊丝气保焊打底，打底焊热输入不大于15KJ/cm，采用埋弧焊填充盖面，焊接热输入不大于25KJ/cm，层间温度控制在100~200℃，正面焊缝焊接完毕后，立即覆盖保温棉缓冷，降温速率不高于50℃/h；步骤S3、甲板分段总组翻身后，进行甲板纵向合拢焊缝的焊接，对已焊接完成的正面焊缝根部进行气刨清根，然后预热100℃，采用埋弧焊进行填充盖面焊接，焊接热输入不大于25KJ/cm，层间温度控制在100~200℃，反面焊缝焊接完毕后，立即覆盖保温棉缓冷，降温速率不高于50℃/h；步骤S4、纵向合拢焊缝焊接完毕之后，然后焊接甲板总段之间的横向合拢焊缝，采用V型坡口，坡口角度45°±5°，不留钝边，接头间隙4~8mm，反面贴陶瓷衬垫；步骤S5、加装马板，保证每个马板与甲板纵骨之间的距离不小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超大型矿砂船主甲板的合拢焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、先焊接纵向合拢焊缝，将左舷或右舷的甲板分段合拢为一个甲板总段，合拢焊接采用X型坡口，正面坡口角度55°±5°，坡口深度3t/5‑(1~3)mm（t为板厚），反面坡口角度65°±5°，坡口深度2t/5+(1~3)mm，钝边2~3mm，接头间隙0~3mm；步骤S2、先焊接正面焊缝，在甲板分段反胎总组时进行，焊前预热100℃，采用药芯焊丝气保焊打底，打底焊热输入不大于15KJ/cm，采用埋弧焊填充盖面，焊接热输入不大于25KJ/cm，层间温度控制在100~200℃，正面焊缝焊接完毕后，立即覆盖保温棉缓冷，降温速率不高于50℃/h；步骤S3、甲板分段总组翻身后，进行甲板纵向合拢焊缝的焊接，对已焊接完成的正面焊缝根部进行气刨清根，然后预热100℃，采用埋弧焊进行填充盖面焊接，焊接热输入不大于25KJ/cm，层间温度控制在100~200℃，反面焊缝焊接完毕后，立即覆盖保温棉缓冷，降温速率不高于50℃/h；步骤S4、纵向合拢焊缝焊接完毕之后，然后焊接甲板总段之间的横向合拢焊缝，采用V型坡口，坡口角度45°±5°，不留钝边，接头间隙4~8mm，反面贴陶瓷衬垫；步骤S5、加装马板，保证每个马板与甲板纵骨之间的距离不小于500mm，马板厚度不小于20mm，尺寸不小于150mm*500mm，双面角焊缝满焊固定；步骤S6、先焊接甲板纵骨的对接焊，然后焊接纵骨与甲板之间缓焊区的角焊缝；焊接甲板的横向合拢焊缝，焊前预热100℃，采用药芯焊丝气保焊打底，打底焊热输入不大于15KJ/cm，采用埋弧焊填充盖面，焊接热输入不大于25KJ/cm，层间温度控制在100~200℃，焊接完毕后，立即覆盖保温棉缓冷，降温速率不高于50℃/h；上述步骤S1‑S6的总体合拢顺序为：从船中的甲板总段开始合拢，最先焊接中间总段与其相邻两个总段之间的横向合拢焊缝，而后由中间同时向两边合拢焊接，直至整船主甲板合拢完毕；两边的横向合拢焊缝均以船中为中心对称焊接，安排4组焊工同时对称焊接，且焊接方向均为由船中向舷侧方向。...

【技术特征摘要】
1.一种超大型矿砂船主甲板的合拢焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、先焊接纵向合拢焊缝，将左舷或右舷的甲板分段合拢为一个甲板总段，合拢焊接采用X型坡口，正面坡口角度55°±5°，坡口深度3t/5-(1~3)mm（t为板厚），反面坡口角度65°±5°，坡口深度2t/5+(1~3)mm，钝边2~3mm，接头间隙0~3mm；步骤S2、先焊接正面焊缝，在甲板分段反胎总组时进行，焊前预热100℃，采用药芯焊丝气保焊打底，打底焊热输入不大于15KJ/cm，采用埋弧焊填充盖面，焊接热输入不大于25KJ/cm，层间温度控制在100~200℃，正面焊缝焊接完毕后，立即覆盖保温棉缓冷，降温速率不高于50℃/h；步骤S3、甲板分段总组翻身后，进行甲板纵向合拢焊缝的焊接，对已焊接完成的正面焊缝根部进行气刨清根，然后预热100℃，采用埋弧焊进行填充盖面焊接，焊接热输入不大于25KJ/cm，层间温度控制在100~200℃，反面焊缝焊接完毕后，立即覆盖保温棉缓冷，降温速率不高于50℃/h；步骤S4、纵向合拢焊缝焊接完毕之后，然后焊接甲板总段之间的横向合拢焊缝，采用V型坡口，坡口角度45°±5°，不留钝边，接头间隙4~8mm，反面贴陶瓷衬垫；步骤S5、加装马板，保证每个马板与甲板纵骨之间的距离不小于500mm，马板厚度不小于20mm，尺寸不小于150mm*500mm，双面角焊缝满焊固定；步骤S6、先焊接甲板纵骨的对接焊，然后焊接纵骨与甲板之间缓焊区的角焊缝；焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍道亮，孙学荣，何力，陈淑梅，周文，
申请(专利权)人：招商局重工江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32