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船用高强度钢焊接工艺
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摘要:我国船舶工业正面临着新的发展机遇。而焊接技术是船舶建造工程的关键工艺技术，是建立现代造船模式的支撑技术。根据现代船舶发展,船用高强度钢也逐步用在船体结构的制造中,文章以D36钢为例详细介绍焊接工艺过程及焊接质量控制中应该注意的问题,总结出实际生产中高强度钢的焊接工艺。
关键词:船舶;D36钢;焊接工艺
Abstract：China'sshipbuildingindustryisfacinganewopportunityfordevelopment.Weldingtechnologyisthekeytechnologyofshipconstruction,andtechnologiesthatsupporttheestablishmentofamodernshipbuildingmode.Accordingtothedevelopmentofmodernships,shipshavegraduallyusedinhighstrengthsteelusedinthemanufactureofthehullstructure,articletotheD36:acasestudyindetailtheprocessofweldingtechnologyandweldingqualitycontrolshouldpayattentiontotheproblem,summarizedintheactualproductionofhighstrengthsteelweldingprocess.
Keywords：Ship；D36typesteels；Weldingtechnique
船舶制造业自20世纪初开始研究应用焊接技术，并于1920年以英国船厂首次采用焊接技术建造远洋船为标志，使焊接技术逐渐在船厂得到推广应用，并迅速取代铆接技术。而随着造船技术的发展，船用高强度板也逐步在船体建造中使用，主要用于代替部分大厚度的船用普通板，船体中的高应力部位，重要受力部分的构件。使用高强度板的优点是可以减轻船体重量，降低建造难度，提高船体建造质量。由于高强度钢是在普通船用钢板的基础上添加了其他的合金元素，焊接性能和普通船用钢板有所区别，现以船用D36钢为例介绍高强度钢的CO2焊接工艺。
1焊接材料
1.1母材
船用D36钢材料中除含有一定量的碳之外，还有Mn、Si、Nb、V等合金元素，使D36钢的机械性能得到提高，改善了D36钢的强度与硬度，韧性和塑性也很好，特别是低温下的冲击韧性很高，这样可以用于船上低温部位的结构。
由于D36钢中的合金含量比较高，钢材的淬硬倾向比较大。焊接时，熔合线附近硬度最大，使该区域的延展性和韧性降低，由于焊接热生成淬硬组织，在淬硬组织的部位，应力或应变超过一定限度，氢超过一定的限度，容易出现焊接冷裂纹。因此，必须采用一定的焊接工艺措施才能保证焊接质量。
1.2焊丝的选择
根据中国船级社CCS的规范要求，焊丝必须与母材相匹配。针对D36钢的特性，焊丝选用H10MnAφ1.2实芯焊丝。
2焊接前准备
现以50mm板对接焊缝为例，介绍焊接工艺
2.1母材坡口加工
坡口加工一般采用数控切割机自动加工，为减少焊接变形，提高焊接质量。坡口面加工要求光滑、无锯齿。加工后及时清理氧化皮及铁锈，然后进行焊接。因为冷裂纹均发生在“富氢地带”，在焊接高温作用下，有大量的氢溶解在熔池中。在冷却凝固过程中，奥氏体转变为铁素体的过程中，引起氢的溶解度急剧降低。此时氢竭力逸出，但因冷却速度很快，氢来不及逸出而保留在焊缝金属中，从而使此处氢处于过饱和状态。当氢的浓度足够高时，容易产生根部裂纹或焊趾裂纹。焊接材料中的水分，焊件坡口处的铁锈、油污以及环境湿度等都是焊缝中富氢的原因。因此，焊接前必须将坡口边缘清理干净。
2.2装配
根据图纸要求进行装配，装配时工件之间的间隙不超过2mm，错位不超过2mm。坡口间的间隙应一致。板拼接好后，进行定位焊，定位焊采用与正式焊接时同样的焊丝，定位焊的高度不得超过焊缝高度的2/3。定位焊缝长度一般为5mm~10mm，焊缝间距长度为400mm。定位焊缝尽可能定在清根侧，避免在焊接起始侧坡口点焊，以减少焊接变形。定位焊后，应检查焊缝有无缺陷，并及时清理补焊。
2.3焊前预热
考虑板材的化学成分及板材厚度，钢材的淬硬倾向比较大，容易出现焊接裂纹，因此焊接前必须对板材预热。预热的作用是减缓焊接接头的冷却速度，适当延长焊接接头在AC3线以下800℃至AC1线以下500℃以及AC1线500℃~1000℃的冷却时间，从而减少淬火组织，有利于氢的逸出，避免冷裂纹的产生。对于船用D36高强度钢预热温度应控制在100℃~150℃。局部预热的范围，一般是焊缝两侧各100mm~200mm，并严格