铸钢艉柱的通用焊接工艺

铸钢艉柱的通用焊接工艺

由于铸钢件的整体刚性很强，因此其焊接过程中的质量控制就显得极为重要，其中的重点就是防止焊接裂纹。本工艺铸钢艉柱的化学成分按照CCS规范（2009）里的船体结构用铸钢件规定，其化学成分如下表所示： C ≤0.23 Mn ≤1.60 Si ≤0.60 P ≤0.04 S ≤0.04 Cu ≤0.30 残 余 元 素 Cr Ni ≤0.30 ≤0.40 Mo ≤0.15 铸钢艉柱的碳当量计算公式如下：

Ceq = C + Mn + CrMoV + NiCu(%)

6515按上式计算得出碳当量：Ceq≈0.（%）

看来本艉柱铸钢的碳当量含量还是比较高的，故我们要注重它的焊接工艺如下： 一、焊接方法

本工艺推荐采用生产效率较高的CO2半自动焊方法，但也可采用手工电弧焊方法。 二、焊接材料

手工电弧焊：碱性低氢焊条J507或J506，焊条直径ф3.2或ф

4.0mm；焊前电焊条须经烘干处理后才能用于焊接。

CO2半自动焊：推荐用国标药芯焊丝E501T-1，焊丝直径ф1.2mm； 也可用国标实芯焊丝E506-6，焊丝直径ф1.2mm。 保护气体：纯度≥99.5%的CO2气体 三、焊前准备

1、焊接之前应认真检查（外观检查、无损探伤）铸钢件是否存在砂眼、裂纹、缩孔、气孔或夹渣等缺陷。若存在缺陷，应作适当的处理后再进行焊接。

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2、坡口型式

本铸钢件的对接坡口形式推荐 采用熔敷填充量较少的U形坡口， 可采用火焰气割再加以碳弧气刨修 整方法加工，钝边尺寸≤2mm。 U 形坡口示意图请见图1所示 ，焊 前需清除坡口里及坡口两边附近约 20mm内的铁锈和氧化皮、油污、 灰尘及水分等。焊接坡口需经报检

后才能进行焊接。 图1 U形坡口示意图 3、预热

装配时点焊和正式焊接前都应对铸钢件的焊接区域进行预热，预热温度为100～150°C。

加热范围：焊缝坡口及其附近一侧至少100mm区域内采用氧炔火 焰加热，开始加热时注意摆动，以使铸钢件缓慢且均匀受热，以避免出现裂纹和变形（升温速度约60~100℃/h）。 四、焊接规范参数

焊接方法 CO2 半自动气体保护焊 手工电弧焊 直径 (mm) Ф1.2 Ф3.2 Ф4.0 电流 (A) 180~220 电压 (V) 20~28 焊接位置 焊接速度 气体流量cm/min l/min 15~30 6~20 20~25 H、V 90~240 25~30 H、V / 注：1、电源极性：直流反接（DCRP）。2、背后焊缝清根并报验后才能焊接。 五、焊接过程中的注意事项

1、施焊焊工必须要有相应部位的焊接资格证书。

2、点焊时的材料应与正式焊接时的材料一致，只是点焊电流应较焊正式焊缝时大10%～15%，点焊长度为50mm，间距约300mm。点焊

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后药皮药渣要清除干净，并且点焊焊缝不允许出现任何的缺陷，如出现缺陷，则必须清除干净。

3、针对艉柱铸钢件的结构和位置特点，现场施工焊接中应尽量采用小电流、分散焊接，以尽可能的减少焊接变形。现场如有条件时可加设垂线吊锥来观察并控制变形。

4、层间温度 焊接层间温度应控制在100～250°C，其温度下限用以保证在多层焊中后道焊缝有起码的预热条件，其温度上限用以避免出现热应力裂纹。通过补充加热或缓慢焊接来控制层间温度。 5、施焊过程中，各焊道或焊层的接头（起、熄弧位置）应至少错开30～50mm。

6、对于每道焊缝的焊接应连续，不得间断，以确保其有合适的层间温度。

7、每道焊层清除焊渣后必须用钢丝刷清理干净，以免焊缝夹渣，也可及时发现焊接过程中可能产生的热裂纹。

8、手工焊时焊条的摆动幅度应小于所用焊条直径的3倍。 9、焊接过程中应避免“弧伤”（由于引弧不当等原因可，引起电弧击伤母材或焊缝表面的现象），因其使铸钢件局部区域淬硬，且应力集中，极易产生微裂纹。

10、焊后应立即用石棉布将焊接部位包裹（应不少于2层）起来，以保温缓冷。 六、焊后处理

1、当艉柱铸钢件的对接焊缝焊接完成后，应在条件允许的范围内对其进行整体或局部600~650℃退火热处理，以消除焊接应力，防止裂纹的产生。

2、在退火处理完成后（如果有的话），对焊缝进行无损探伤，一般应做100%的UT和100%的MT，以确保焊缝质量达到要求。

本工艺由国际焊接工程师 余炳泉 编写

2010年10月26日

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