CN103659017B - 海洋工程吊机中枢钢结构t型接头全熔透焊缝返修焊接工艺 - Google Patents
海洋工程吊机中枢钢结构t型接头全熔透焊缝返修焊接工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种海洋工程吊机中枢钢结构T型接头全熔透焊缝返修焊接工艺，该中枢钢结构的底板、侧板采用的材料为船用高强度钢板E36，其特征在于所述步骤为：底板与侧板之间T型接头处通过底板背面的电加热块加热；清除问题焊缝后对齐延伸路径上的侧板对接接头处焊缝割开一段长度；确保所有的裂纹全部清除后，重新加热焊接，并保温一段时间后自然冷却；确定横向裂纹彻底消除后将侧板对接接头处割开的几条焊缝焊接完成。本发明的优点在于：采用合理的焊接先后顺序避免高拘束应力的焊接工艺，从而减少凝缩应力以避免产生横向裂纹；焊缝焊接完成后，仍继续采用电加热块进行保温处理，进一步防止横向裂纹出现。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，特别涉及一种海洋工程吊机中枢钢结构T型接头全熔透焊缝返修焊接工艺。
背景技术
随着船舶行业的低迷调整，海洋工程产品开始了其发展的迅速上升期。海工产品使用的钢材一般强度要求较高，尤其是海工吊机。大量高强度钢板，尤其是超厚板的焊接，对焊接工艺的要求很高，稍有疏忽就会产生焊接缺陷，特别是冷裂纹的产生。通常高强度钢的级别越高，其冷裂纹的敏感性越大[1]。且在冷裂纹中，延迟横向裂纹产生一般少于纵向裂纹，但正因为其隐蔽性，造成的危害更大。
例如海洋工程吊机中枢钢结构在制造过程中，其结构如图1所示，底板1上设置类似矩形筒体状结构，该结构的四个侧面均由两片采用对接接头的侧板2焊接连接组成，侧面与侧板之间则通过角接头焊接连接。底板1与侧板2之间形成T型接头，底板1的上表面两侧通过T型接头焊接前铰链板3、后铰链板4，且前铰链板3、后铰链板4并与侧板2焊接。在整个焊接过程中，所有的焊缝均为全熔透焊缝。
上述组件所使用的材料均为船用高强度钢板E36，其底板1、侧板2的厚度分别达到140mm和30mm。
传统的装配焊接顺序是：1、先将前铰链板3、后铰链板4与底板1焊接，侧板2单独先拼接好，做NDT无损探伤检测；2、合格后再将四周的侧板2围成框架与底板1装配，先焊接侧板的角接焊缝，在焊接底板与侧板的焊缝，所有对接接头和T型接头全部为全熔透焊缝。采用CO2半自动焊接，对焊接区域进行火焰预热处理，温度在60℃左右。先焊接内部，外面（背面）清根，焊接后再以保温棉保温。
焊后48小时直探头在焊缝表面进行检测，发现微小片状缺陷，碳刨后以PT着色检查，底板1与侧板2之间的T型接头处水平焊缝出现了大量微小的横向裂纹（参见图1中云线区）。而且随着时间的推移，横向裂纹数量不断增加，主要出现在焊缝中部。返修时，对出现横向裂纹的焊缝进行加热，然后碳刨清除，确定裂纹全部清除后再按照之前的焊接方式进行预热、焊接及保温，48小时后超声波检测发现极少数微小横向裂纹缺陷显现，随后随着时间的推移裂纹数量越来越多，仍然无法避免横向裂纹的产生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够消除横向裂纹的海洋工程吊机中枢钢结构T型接头全熔透焊缝返修焊接工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种海洋工程吊机中枢钢结构T型接头全熔透焊缝返修焊接工艺，该中枢钢结构的底板、侧板采用的材料为船用高强度钢板E36，其创新点在于所述步骤为：步骤S1：首先对底板与侧板之间T型接头处的水平焊缝进行预热处理，预热采用电加热方式且从底板的背面贴电加热块；步骤S2：预热温度达到110℃后，将探伤显示的T型接头处问题焊缝从T型接头的内外面通过碳弧气刨的方式打磨去除干净；并将位于问题焊缝延伸路径上的侧板对接接头处焊缝割开一段长度；使得T型接头处的焊缝处于相对松弛状态；步骤S3：冷却至室温后，进行超声波探伤、渗透探伤或磁粉探伤，确保所有的裂纹全部清除；步骤S4：重新加热至温度达到160℃以上，保持温度2小时，然后按照焊接参数先进行T型接头处的焊缝焊接，焊接过程中电加热块始终保持加热状态，且焊接采用从中间向两边的分段焊接方式；步骤S5：T型接头处的焊缝焊接完成后，仍继续采用电加热块进行110℃左右的保温处理，2小时后移除加热块，自然冷却；步骤S6：随后分不同时间间隔对返修的T型接头处焊缝进行无损检测，确定横向裂纹彻底消除；步骤S7：最后再将侧板对接接头处割开的几条焊缝焊接完成。
优选的，所述步骤S2中侧板对接接头处焊缝割开的长度为T型接头处的焊缝的1/2长度。
优选的，所述的侧板对接接头处焊缝割开的长度为800~1000mm。
优选的，所述步骤S6中，不同时间间隔具体为：每48小时检测一次，持续5~6次，观察是否有延迟横向裂纹产生。
本发明的优点在于：先焊接板厚差异较大，应力比较集中的侧板与底板间T型接头处的焊缝，检查合格后再焊侧板间的对接焊缝，以避免产生高拘束应力的焊接工艺，从而减少凝缩应力以避免产生横向裂纹；焊接前预热不再采用火焰加热，而采取电加热方式，且加热块贴在底板反面，以保证焊接区域的钢板内外部的温度均能达到110℃以上，有利于焊接时扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹，也降低了焊接应力；在焊接过程中也一致持续使用电加热块对焊接区域进行加热，温度保持在110℃~200℃之间，使得氢能充分逸出；对T型接头处的焊缝焊接完成后，仍继续采用电加热块进行110℃左右的保温处理，减缓焊后的冷却速度，提高了焊接街头的抗裂性，进一步防止横向裂纹出现；另外，通过不同时间间隔对焊缝进行检测，确保无延迟横向裂纹产生，避免造成重大危害。
附图说明
图1为海洋工程吊机中枢钢结构局部结构示意图。
图2为本发明中海洋工程吊机中枢钢结构T型接头返修焊接示意图。
具体实施方式
本发明涉及一种海洋工程吊机中枢钢结构T型接头全熔透焊缝返修焊接工艺，该中枢钢结构T型接头的底板、侧板采用的材料为船用高强度钢板E36。
其具体步骤为：
步骤S1：首先对底板1与侧板2之间T型接头处的水平焊缝进行预热处理，预热采用电加热方式且从底板的背面贴电加热块；
步骤S2：预热温度达到110℃后，将探伤显示的T型接头处问题焊缝（可参见图2中云线区5）从T型接头的内外面通过碳弧气刨的方式打磨去除干净；并将位于问题焊缝延伸路径上的侧板2对接接头处焊缝割开一段长度，可参见图2中矩形虚线区6；使得T型接头处的焊缝处于相对松弛状态；本步骤中侧板对接接头处焊缝割开的长度为T型接头处的焊缝的1/2长度。更具体的，侧板对接接头处焊缝割开的长度为800~1000mm。
步骤S3：冷却至室温后，进行超声波探伤、渗透探伤或磁粉探伤，确保所有的裂纹全部清除；
步骤S4：重新加热至温度达到160℃以上，保持温度2小时，然后按照焊接参数先进行T型接头处的焊缝焊接，焊接过程中电加热块始终保持加热状态，且焊接采用从中间向两边的分段焊接方式；
步骤S5：T型接头处的焊缝焊接完成后，仍继续采用电加热块进行110℃左右的保温处理，2小时后移除加热块，自然冷却；
步骤S6：随后分不同时间间隔对返修的T型接头处焊缝进行无损检测，确定横向裂纹彻底消除；作为本发明更具体的实施方案：本步骤S6中，不同时间间隔具体为：每48小时检测一次，持续5~6次，观察是否有延迟横向裂纹产生。
步骤S7：最后再将侧板对接接头处割开的几条焊缝焊接完成。
Claims (4)
1.一种海洋工程吊机中枢钢结构T型接头全熔透焊缝返修焊接工艺，该中枢钢结构的底板、侧板采用的材料为船用高强度钢板E36，其特征在于：具体步骤为：
步骤S1：首先对底板与侧板之间T型接头处的水平焊缝进行预热处理，预热采用电加热方式且从底板的背面贴电加热块；
步骤S2：预热温度达到110℃后，将探伤显示的T型接头处问题焊缝从T型接头的内外面通过碳弧气刨的方式打磨去除干净；并将位于问题焊缝延伸路径上的侧板对接接头处焊缝割开一段长度；使得T型接头处的焊缝处于相对松弛状态；
步骤S3：冷却至室温后，进行超声波探伤、渗透探伤或磁粉探伤，确保所有的裂纹全部清除；
步骤S4：重新加热至温度达到160℃以上，保持温度2小时，然后按照焊接参数先进行T型接头处的焊缝焊接，焊接过程中电加热块始终保持加热状态，且焊接采用从中间向两边的分段焊接方式；
步骤S5：T型接头处的焊缝焊接完成后，仍继续采用电加热块进行110℃左右的保温处理，2小时后移除加热块，自然冷却；
步骤S6：随后分不同时间间隔对返修的T型接头处焊缝进行无损检测，确定横向裂纹彻底消除；
步骤S7：最后再将侧板对接接头处割开的几条焊缝焊接完成。
2.根据权利要求1所述的海洋工程吊机中枢钢结构T型接头全熔透焊缝返修焊接工艺，其特征在于：所述步骤S2中侧板对接接头处焊缝割开的长度为T型接头处的焊缝的1/2长度。
3.根据权利要求2所述的海洋工程吊机中枢钢结构T型接头全熔透焊缝返修焊接工艺，其特征在于：所述的侧板对接接头处焊缝割开的长度为800~1000mm。
4.根据权利要求1所述的海洋工程吊机中枢钢结构T型接头全熔透焊缝返修焊接工艺，其特征在于：所述步骤S6中，不同时间间隔具体为：每48小时检测一次，持续5~6次，观察是否有延迟横向裂纹产生。
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