【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋工程，特别涉及厚板大线能量焊接ctod试样的制备方法及其应用。
技术介绍
1、ctod(crack tip opening displacement，裂纹尖端张开位移)指的是裂纹尖端处受张开型载荷后两表面所张开的相对距离，往往用δ表示，常用单位是毫米。裂纹尖端张开位移试验取样，按国际通用规范bs7448，可以按实际厚度制作试样(即全厚度试样)。由于规范要求ctod试验对金属材料焊缝热影响区的断裂韧性，在试件制作时建议采用最大厚度材料，且坡口形状应为k形、单边v形或j型，海洋工程应用较多40mm、80mm、120mm等厚度的厚板，一般只能采用co2气体保护焊或埋弧焊等焊接方法进行焊接。
2、但是，现有的厚板ctod试验试样单边v形或j型坡口焊接量较大，一般采用k型坡口进行制备，采用co2气体保护焊或埋弧焊等焊接方法进行焊接，焊接线能量只能达到100kj/cm左右，无法达到200～350kj/cm的线能量要求，对需要大线能量焊接的试样无法制备。此外，采用co2气体保护焊或埋弧焊焊接厚板效率较低，焊接时间较长，焊接厚板时内部容易出现焊接缺陷，特别是co2气体保护焊，由于需要焊接几百道焊缝，焊缝内部极易出现夹渣、未融合等焊接缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种厚板大线能量焊接ctod试样制备方法及其应用，采用“k”型坡口进行预制焊缝的焊接，以实现需要大线能量(200～350kj/cm)焊接的ctod试样的制备。该ctod试样制备方法适用于海洋工程厚板大
2、第一方面，本专利技术提供一种厚板大线能量焊接ctod试样的制备方法，包括以下步骤：
3、1)将待对接板材进行装配；
4、2)采用垂直气电焊进行待对接板材的第一面焊接得到焊缝1；
5、3)进行待对接板材的第二面的坡口根部处理；
6、4)采用垂直气电焊进行待对接钢板的第二面焊接得到焊缝2；
7、5)采用超声波探伤仪对焊缝的内部缺陷进行探伤；
8、6)进行ctod试验试样的加工。
9、作为一种可选实施方式，所述待对接板材的厚度≥40mm，优选地，所述待对接板材的厚度为40mm～120mm。
10、作为一种可选实施方式，所述步骤1)中，获得两块待对接的板材，其中一块板材对称开设双面坡口，即k型坡口，坡口角度范围在17.5°～35°，按照0～1mm的间隙将两块板材进行装配。
11、作为一种可选实施方式，所述步骤1)中，根据线能量的大小，所述坡口对应的线能量为150kj/cm～350kj/cm。
12、本专利技术采用垂直气电焊可一次焊接完成整个坡口面，焊接电流大、速度慢，焊接速度在25～60cm/min，焊接线能量可以达到150kj/cm～350kj/cm。
13、作为一种可选实施方式，所述步骤2)中，第一面焊接的过程中，焊枪角度调整到与坡口面平行。
14、作为一种可选实施方式，所述步骤2)中，第一面焊接的过程中，焊枪在熔池中摆动(例如，前后摆动)，使熔池能够填满整个坡口，形成焊缝。
15、作为一种可选实施方式，所述步骤2)中，第一面焊接的过程中，焊枪摆动幅度在10～20mm。
16、作为一种可选实施方式，所述步骤2)中，第一面焊接的过程中，焊接电流为350a～450a，焊接电压为35v～45v。
17、作为一种可选实施方式，所述步骤2)中，第一面焊接的过程中，焊接速度在25～60cm/min。
18、作为一种可选实施方式，所述步骤3)中，所述待对接板材的第二面的坡口根部处理包括以下步骤：首先对待对接板材的第二面的坡口根部进行碳刨，然后打磨，再使用co2气体保护焊进行焊接。
19、本专利技术中，当第一面焊接完成后，进行待对接板材的第二面焊接；首先对待对接板材的第二面(即，另一面)的坡口根部进行碳刨，以通过碳刨去除表面焊渣及根部未融合部分，然后打磨平顺，再使用co2气体保护焊进行焊接，保证根部融合良好。
20、作为一种可选实施方式，所述步骤4)中，所述采用垂直气电焊进行待对接钢板的第二面焊接得到焊缝2采用的焊接方法与步骤2)中采用的方法相同。
21、即，所述步骤4)中，作为一种可选实施方式，第二面焊接的过程中，焊枪角度调整到与坡口面平行。
22、作为一种可选实施方式，所述步骤4)中，第二面焊接的过程中，焊枪前后摆动。
23、作为一种可选实施方式，所述步骤4)中，第二面焊接的过程中，焊枪摆动幅度在10～20mm。
24、作为一种可选实施方式，所述步骤4)中，第二面焊接的过程中，焊接电流为350a～450a，焊接电压为35v～45v。
25、作为一种可选实施方式，所述步骤2)中，第二面焊接的过程中，焊接速度在25～60cm/min。
26、作为一种可选实施方式，所述第一面焊接或第二面焊接过程中，焊接的线能量为150kj/cm～350kj/cm。
27、作为一种可选实施方式，所述步骤5)中，采用超声波探伤仪从板材两面对板材焊缝的内部缺陷进行探伤，确保焊缝内部没有缺陷。
28、作为一种可选实施方式，所述步骤6)中，以焊缝为中心，采用锯床对对焊接后的钢板进行ctod试样的加工。
29、作为一种可选实施方式，所述步骤6)中，ctod试样尺寸为：高度为板材的厚度，宽度为板材的厚度的2倍，长度≥4.5倍的板材的厚度，并在中心开槽。
30、第二方面，本专利技术提供了一种上述厚板大线能量焊接ctod试样制备方法的应用，所述ctod试样制备方法适用于海洋工程厚板大线能量焊接金属材料ctod(裂纹尖端张开位移)试验的试样制备。例如，可应用于箱船、极地船等厚板船舶的钢板性能检测时ctod试样的制备。
31、本专利技术主要应用于海洋工程厚板大线能量焊接金属材料裂纹尖端张开位移(ctod)试验的试样制备。
32、本专利技术通过采用垂直气电焊和co2焊焊接k型坡口的方式解决了厚板大线能量ctod试样的制作，成功用于钢板大线能量焊接后抗裂纹性能的检测。
33、本专利技术中，在相互不冲突的情况下，上述技术特征可以自由组合形成新的技术方案。
34、本专利技术所带来的有益效果如下：
35、(1)本专利技术提供了一种厚板大线能量焊接ctod试样制备方法及其应用，采用“k”型坡口，在17.5°～35°坡口角度范围、0～1mm间隙下对待对接板材进行焊接，能够实现需要大线能量(200～350kj/cm)焊接的ctod试样的制备；解决了制作ctod试样采用k型坡口无法使用大线能量的问题；
36、(2)本专利技术提供的厚板大线能量焊接ctod试样制备方法解决了厚板焊接时焊接效率慢的问题，采用大线能量焊接可以一次焊40mm以上，由几百道焊缝减少到4～5道焊缝；
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1.一种厚板大线能量焊接CTOD试样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的厚板大线能量焊接CTOD试样的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的厚板大线能量焊接CTOD试样的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，根据线能量的大小，所述坡口对应的线能量为150KJ/cm～350KJ/cm。
4.根据权利要求2所述的厚板大线能量焊接CTOD试样的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述第一面焊接的过程中，焊枪角度调整到与坡口面平行。
5.根据权利要求4所述的厚板大线能量焊接CTOD试样的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述第一面焊接的过程中，焊枪在熔池中摆动，使熔池能够填满整个坡口，形成焊缝。
6.根据权利要求5所述的厚板大线能量焊接CTOD试样的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述第一面焊接的过程中，焊枪摆动幅度在10～20mm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的厚板大线能量焊接CTOD试样的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述待对接板材的第二面的坡口根
8.根据权利要求7所述的厚板大线能量焊接CTOD试样的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述采用垂直气电焊进行待对接钢板的第二面焊接得到焊缝2采用的焊接方法与所述步骤2)中采用垂直气电焊进行待对接板材的第一面焊接的方法相同。
9.根据权利要求7所述的厚板大线能量焊接CTOD试样的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述第一面或第二面焊接的过程中，焊接电流为350A～450A，焊接电压为35V～45V，焊接速度在25～60cm/min，线能量为150KJ/cm～350KJ/cm。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的厚板大线能量焊接CTOD试样制备方法的应用，其特征在于，所述CTOD试样制备方法适用于海洋工程厚板大线能量焊接金属材料CTOD试验的试样制备。
...【技术特征摘要】
1.一种厚板大线能量焊接ctod试样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的厚板大线能量焊接ctod试样的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的厚板大线能量焊接ctod试样的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，根据线能量的大小，所述坡口对应的线能量为150kj/cm～350kj/cm。
4.根据权利要求2所述的厚板大线能量焊接ctod试样的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述第一面焊接的过程中，焊枪角度调整到与坡口面平行。
5.根据权利要求4所述的厚板大线能量焊接ctod试样的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述第一面焊接的过程中，焊枪在熔池中摆动，使熔池能够填满整个坡口，形成焊缝。
6.根据权利要求5所述的厚板大线能量焊接ctod试样的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述第一面焊接的过程中，焊枪摆动幅度在10～20mm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗雄，吴磊磊，张猛，黎剑新，曹世国，
申请(专利权)人：广船国际有限公司，
类型：发明
国别省市：
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