船体焊接原则工艺规范
1 范围
本规范规定了船体建造过程中船体焊接的焊接前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。
本规范适用于船体建造焊接工艺。编写其他各类焊接工艺文件时,亦可参照使用。 2 规范性引用文件
CB999-82 焊缝表面检查要求
Q/SWS 42-010-2003 焊缝返修通用工艺规范 Q/SWS 60-001.2-2001 船舶建造质量标准建造精度 G16-SWS004 焊接材料保管要求 G16-SWSH001 焊接坡口型式 3 焊接前准备 3.1 原则要求
3.1.1 本规范所提供的焊接材料和焊接方法,均应取得国内外船级社认可。
3.1.2 应用CO2气体保护半自动和自动焊、重力焊、下行焊、垂直气电焊及各类衬垫单面焊双面成型等高效焊接方法,应在产品相关工艺文件和施工图中加以明确。
3.1.3 本规范所提供的船体各种规格的板厚,材料级别以及所应用的焊接方法,焊接材料,焊接接头的坡口型式和尺寸、焊接位置等方面的内容,均应获得船级社认可。 3.2 钢种等级与焊接材料的选配
钢种等级与焊接材料的选配,见表1。
表1 钢材等级与焊接材料的选配
序 焊接方号 法 焊接材料 钢材等级 适用范围 构架对接 1 手工电弧焊 E4315.01 (SH427.01) E5015.01 (SH507.01) 其它等效焊材 A、B、D AH32~DH36 全位置角焊 外板对接 E5015.02 (SH507.02) 其它等效焊材 焊丝:H08A 焊剂:SHJ431 埋弧自其它等效焊材 动 焊丝/焊剂 双面焊 H10Mn2/HJ101(CHJ101) H10Mn2G/HJ331(SHJ331) 其它等效焊材 E71T-1 (DW-100)(2Y) CO2气E70T-1 (MX-200) 体保护E71T-1 (SM-1F)(2Y) E71T-1 (KFX-712C) 半自动E501T-1 (YJ-502)(Q) 焊 E71T-1 (TWE-711) 其它等效焊材 EH32、EH36 外板对接 构架全位 置角焊 A、B、D AH32 AH36 DH32 DH36 EH32 EH36 A、B、D、 AH32 AH36 DH32 DH36 EH36 外板及构架对接,构架与板平角,立角焊 拼板 2 3 4 焊丝: E71T-1 (TWE-711) CO2气E71T-1 (KFX-712C) 体保护衬垫: 单面焊 TC-1 JN-4 其它等效焊材 A、B、D、 AH32 AH36 DH32 DH36 EH32、E36 中、大组立板材对接及总组立中合拢对接缝
表1(续) 序 焊接方法 焊接材料 钢材等级 适用范围 号 A、B、D 手工衬垫单面焊 焊条: E5015.01(SH507.01) 衬垫: JN-1 其它等效焊材 E4313 (CJ421FeZ) 其它等效焊材 6 高效铁粉重力焊 E5024 (CJ501FeZ) 其它等效焊材 AH32 AH36 DH32 DH36 A、B、D AH32 AH36 DH32 DH36 A、B、D AH32 DH32 A、B 焊丝: EG70T-2 (DWS-43G) 衬垫:KL-4GT 其它等效焊材 焊丝: EG70T-2 (DWS-43G) 衬垫: JN-10 其它等效焊材 焊丝:Y-A 表面焊剂: NSH-50 底面焊剂: NSH-IR 其它等效焊材 AH32、AH36 DH32、DH36 A、B、D AH32 DH32 AH36 DH36 A、B、D AH32 DH32 AH36 DH36 平面分段流水线中板材的对接焊 总组立合拢旁板,纵、横舱壁的垂直对接焊 中、大组立中的构件平角焊缝 中、大、总组立中板材对接及合拢对接缝 5 7 手工下行焊 船体构件合拢垂直角焊缝 E5015 (CJ507Fe) 其它等效焊材 8 垂直气电焊 FCB三丝9 埋弧自动单面焊 3.3 典型结构用焊接材料和焊接方法的规定:
3.3.1 当采用手工电弧焊接时,下列结构的焊接必须选用低氢型焊条焊接。
a) 船体总组立时的环形对接缝和纵桁对接;
b) 具有冰区加强级的船舶,船体外板端接缝和边接缝; c) 主、辅机座、桅杆、吊货杆、拖钩架、系缆桩等承受强大载荷的
舾装件及其所有承受高拉力的零部件;
d) 要求具有较大刚度的构件。如首框架、尾框架、以及其与外板和
船体骨架的接缝。
3.3.2 在中、大及总组立的焊接中,下列结构不允许采用立向下行。 焊(包括手工电弧焊和CO2气体保护半自动焊)a) 船体中所有板材的立对接拼缝;
b) 具有冰区加强级的船舶,冰刀区域内的所有立对接拼缝和所相关
联的立角焊缝;
c) 受强大载荷或具有较大刚度的构件立角焊缝。如:主、辅机座,
吊货杆等;
d) 位于0.5L区域内属于横向构件连续,纵向构件不连续的部位角焊。
3.4 焊接材料的焙烘、保管及使用
3.4.1 一般焊接材料的焙烘、保管及使用,按G16-SWS004《焊接材料保管要求》执行。
3.4.2 特殊焊接材料的焙烘、保管及使用,应编制专用工艺文件。 4 人员
4.1 凡是参与焊接工作的焊工必须持有船级社颁发的考试合格证上岗,并只能从事与其考试相应等级范围内的焊缝焊接。
4.2 各种高效焊接方法焊接的焊工(CO2气体保护焊,衬垫单面焊
等)都必
须经过短期培训,并取得合格证书后,方能从事该焊接方法工作 4.3 当验船师或船东驻厂代表要求查阅焊工合格证时,均应出示证件。
5 工艺要求
5.1 焊接坡口型式及加工尺寸应按G16-SWSH001《焊接坡口型式》规定进行。安装精度应符合Q/SWS 60-001.2-2001《船舶建造质量标准 建造精度》要求。
5.2 焊前,焊工必须对焊接坡口及坡口两侧各宽20mm范围内,角焊缝在焊接宽度方向两侧各宽20mm内,清除氧化物,水份,油污等。 5.3 当焊缝清理后未能及时焊接并因气候或其他原因影响而积水,受潮、生锈时,在焊接前应重新清理。
5.4 定位焊所用焊材应与正常焊接所用焊材相一致,定位焊中不允许有裂纹、气孔、夹渣存在、当定位焊中有焊接缺陷存在时,在施焊前,必须予以剔除重新定位焊接。一般强度钢的定位焊长度为30mm以上;高强度钢的定位焊长度不小于50mm。
5.5 施焊规范和要求,应严格按工艺规范要求执行。
5.6 当焊接采用多道或多层焊时,焊工在每一焊道焊后须清除焊渣与飞溅,每焊道的接头应相互错开至少(30~50)mm。
5.7 当焊接环境温度低于-5℃施焊一般强度钢的船体结构(船体外板和甲板等)和环境温度低于0℃施焊高强度钢时,均需进行预热,预热温度一般大于80℃左右。对有特殊要求的钢种或大厚板(t≥50mm)的构件,焊接时应编制焊接专用工艺,并严格按要求执行。 5.8 当采用自动埋弧焊焊接时,焊缝起始端与末端(自由端)必须安装引、熄弧板。其大小尺寸为(150×150)mm,厚度与焊件相同。当采用单面焊时,引、熄弧板应按特殊要求选用。
5.9 当采用手工电弧焊或CO2自动、半自动焊时,焊缝起始端与末端必须安装引、熄弧板。其大小尺寸为(100×100)mm,厚度应符合表2要求。
表2 引熄弧板选用的厚度
单位为毫米
拼板板厚 引熄弧16 板 18 20 22 24 26 28 30 14≤t 16<t ≤16 ≤18 18<t ≤20 20<t ≤22 22<t ≤24 24<t ≤26 26<t ≤28 28<t ≤30 5.10 船体分段在焊接中,分段两端的纵向构件应留有300mm长度的距离暂不焊接。待分段与分段合拢后再进行焊接。
5.11 在拼板上安装构件时,由于拼板焊缝余高的存在而影响构件与
拼板的安装紧密,在构件安装前,应对构件与板缝交接处的板缝余高批平长度应不少于构架板厚;随后安装构件,或将跨过对接焊缝的构件腹板边缘开通焊孔,以使构件与板材安装紧密,保证焊接质量。当该处采用单面角焊或间断焊时,则在构件与板缝的交接处采用双面焊接,焊缝长度大于75mm。
5.12 焊缝末端收弧处应填满弧坑,通焊孔或止漏孔应具有良好的包角。
5.13 合金钢的焊接则按其专用工艺执行。 6 工艺过程
6.1 船体焊接顺序的原则
6.1.1 应考虑起始焊接时,不能对其他焊接形成强大的刚性约束。 6.1.2 每条焊缝焊接时,尽量保持其一端能自由收缩。 6.1.3 当采用手工焊接,焊缝长度>2000mm时,应采用分中逐步退焊法焊接。 6.1.4 分段构架焊接,焊工应成双数由中间向四周分散焊接。 6.1.5 焊接顺序举例 a) 长方形或圆形工艺孔封板焊接顺序,见图1。 23131112423Φ≤300mmΦ>300mm 图1 长方形或圆形工艺孔封板焊接顺序 b) 拼板焊接顺序,见图2。 1①222②2②11①(图中圆圈数字表示焊工代号) 图2拼板焊接顺序
c) c) 总段环缝焊接顺序,见图3。
图3总段环缝焊接顺序
d) 分段焊接顺序,见图4。
先焊外板与外板之间的拼板焊缝,然后焊构架之间的对接焊缝,
再焊构架与构架间的角焊缝,最后焊构架与外板之间的角焊缝。
左211后221122112右图4分段焊接顺序 6.2 船体焊接优先采用的焊接方法 6.2.1 小、中组立优先采用的焊接方法,见图5和表3。
前
图5 中、小组立工程中的主要焊接接头 表3 小、中组立优先采用的焊接方法
编号 1 2 小组立 制造工程 部件和接头 平板对接 加强筋角焊 焊接方法 CO2单面焊 埋弧自动焊 CO2自动角焊 CO2半自动焊 HS-MAG法双面双纵骨的角焊 大拼板对接 纵骨的角焊 横向构件槽口角焊 双层底舱内中组立 8 9 部 曲面拼板对接 曲面肋骨肋板角焊 CO2单面焊 CO2半自动焊 CO2半自动焊 半自动 头CO2自动角焊 CO2半自动焊 4 5 6 7 FCB法三丝焊 HS-MAG法双面双头CO2自动角焊 自动 自动 半自动 备注 自动 3 6.2.2 总组立优先采用的焊接方法 a) 双底双壳船舶,见图6和表4。 图6 双层底舱中的主要焊接接头表
表4 双底双壳船舶总组立优先采用的焊接方法 编号 分段接头 焊接位置 焊接方法 备注 1 2 3 4 5 6 7 船体外板对接 内底板对接(纵向) 内底板对接(横向) 傍板对接 肋骨隔板对接 舱底边隔板对接 上甲板对接(纵向) 上甲板对接(横向) 内底板上与之相关联的角焊 平位置 立向 平位置 CO2陶瓷衬垫焊 CO2衬垫焊+埋弧焊 CO2衬垫焊+埋弧焊 垂直气电焊 CO2衬垫焊或垂直气电焊 CO2衬垫焊 CO2衬垫焊+埋弧自动焊 CO2衬垫焊+埋弧自动焊 CO2自动角焊 CO2半自动焊 半自动 半自动/自动 自动 半自动自动 半自动 半自动+自动 自动 半自动+自动 8 9 水平位置 自动 半自动 10
纵骨对接 平、立位置 CO2衬垫焊 半自动 b) 散装货轮船舶,见图7和表5
图7 散货轮中的主要焊接接头
表5 散装货轮船舶总组立优先采用的焊接方法
编号 分段接头 焊接位焊接方法 备 注 置 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 焊缝检验 7.1 焊缝外观检验
7.1.1 焊缝尺寸按CB999-82《焊缝表面检查要求》或有关施工图和工艺文件的要求。
7.1.2 焊工焊接结束后,必须对自己所焊的焊缝,敲清焊渣及焊缝周围的飞溅,并检查焊缝外表质量是否符合验收质量要求。 7.1.3 当焊缝外表存在焊接缺陷时,焊工必须先剔除焊接缺陷,并修补完整。 7.2 焊缝内部检验
7.2.1 焊缝内部检查应根据有关施工图或工艺文件中的要求执行,并由检验员根据本船焊缝无损检验检查要求按比例进行抽查,评定标准按该船施工工艺文件要求执行。
7.2.2 当无损检验检查后,焊缝存在超标的焊接缺陷,焊工必须进
船体外板对接 内底板对接接头(纵向) 内底板对接接头(横向) 傍板对接 上边水舱底板对接 下边水舱隔板对接 补强橡胶轨道角接 上甲板对接(横向) 双层底顶板角焊缝 纵骨对接 水平角焊 平位置 立向 平位置 立向 平位置 CO2衬垫焊 CO2衬垫焊+埋弧焊 CO2衬垫焊+埋弧焊 垂直气电焊 CO2衬垫焊 CO2衬垫焊 垂直气电焊 CO2半自动焊 CO2衬垫焊+埋弧焊 CO2半自动焊 CO2自动角焊 CO2衬垫焊 自动 半自动 半自动 自动 半自动 半自动/自动 半自动 自动 半自动 半自动/自动 半自动 行返修。焊缝返修按Q/SWS 42-010-2003《焊缝返修通用工艺规范》。 7.2.3 当检查段在一端或两端存在危险性缺陷时,应在其延伸方向追加一检查段。 7.3 焊接密性检查
7.3.1 当分段全部焊接结束后,应对需密性的舱室周边焊缝进行气密性试验,当确认焊缝无渗漏时方算结束。
7.3.2 当焊缝中存在渗漏时,焊工应对渗漏的焊缝,采用碳刨或风铲剔除,随后补焊,并重新进行气密性检查,直至焊缝无渗漏产生。