CN117324721A - 一种高强钢板的焊接方法及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明船舶建造技术领域，公开了一种高强钢板的焊接方法及船舶，包括以下步骤：S1、取两个板材，板材设有I型坡口；S2、将两个板材对接形成拼板，在两个板材的对接处形成缝隙；S3、在缝隙的起始段和末端安装引熄弧板，在拼板缝隙的背面设置衬垫；S4、使用工装治具对拼板进行限位；S5、采用深熔弧对拼板进行焊接形成焊接板，在缝隙形成I型焊缝；S6、从焊接板上拆除引熄弧板和衬垫。本发明的高强钢板的焊接方法及船舶，通过采用深熔弧技术对拼板进行焊接，无需板材开设坡口，实现了单面焊接双面成型，提高了焊接效率。避免增加机加工形成坡口的工作量，提高了施工效率，且避免在坡口处形成填充结构，减少了焊材填充量，降低了成本。

Description

一种高强钢板的焊接方法及船舶

技术领域

本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种高强钢板的焊接方法及船舶。

背景技术

在船舶、钢结构等领域的高强钢板的结构施工过程中，3mm-15mm的中厚度高强钢板常需要双面焊接。然而，一方面，焊接过程中需对高强钢板进行吊装翻身，控制焊接变形，工作量大，影响了焊接效率，且焊接质量较难保证。另一方面，高强钢板上需开设单面或双面坡口，增加了机加工量和焊接填充量，进一步影响了效率，且提高了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强钢板的焊接方法及船舶，解决了焊接过程中需要对高强钢板进行吊装翻身以控制变形的问题，解决了由于设置坡口导致机加工量和填充量增大的问题，提高施工效率，降低成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强钢板的焊接方法，包括：

取两个板材，所述板材设有I型坡口；

将两个所述板材对接形成拼板，在两个所述板材的对接处形成缝隙；

在所述缝隙的起始段和末端安装引熄弧板，在所述拼板的所述缝隙的背面设置衬垫；

使用工装治具对所述拼板进行限位；

采用深熔弧对所述拼板进行焊接形成焊接板，在所述缝隙形成I型焊缝；

从所述焊接板上拆除所述引熄弧板和所述衬垫。

在一些可能的实施方式中，所述工装治具包括第一治具和第二治具，所述第一治具用于对所述拼板的四周进行限位，所述第二治具压接于其中一个所述板材。

在一些可能的实施方式中，所述第一治具包括若干卡码，若干所述卡码围设于所述拼板的四周，所述卡码包括相互连接的横板和竖板，所述横板和所述竖板垂直，且所述竖板一端连接于所述横板的底部，所述竖板的另一端连接于外部结构，使所述横板抵压在所述板材的正面。

在一些可能的实施方式中，所述第二治具包括若干压铁块，若干所述压铁块间隔地压在所述板材的正面。

在一些可能的实施方式中，在将两个所述板材对接形成拼板，在两个所述板材的对接处形成缝隙之前，还包括：

以机械打磨的方式清理所述板材对接面的氧化层；

对距离所述板材对接面20mm-30mm范围内的杂质进行清理。

在一些可能的实施方式中，在采用深熔弧对所述拼板进行焊接形成焊接板，在所述缝隙形成I型焊缝时，当所述缝隙的长度大于5m时，由所述缝隙的中间至两边焊接。

在一些可能的实施方式中，在采用深熔弧对所述拼板进行焊接形成焊接板，在所述缝隙形成I型焊缝时，采用JM-56焊丝，其直径为1.6mm，焊接电流为650A-670A，焊接电压为30V-36V，焊接速度为50cm/min-70cm/min。

在一些可能的实施方式中，所述缝隙的间距为0-1mm。

在一些可能的实施方式中，所述板材的厚度为3mm-15mm。

一种船舶，包括如上述的高强钢板的焊接方法形成的焊接板。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种高强钢板的焊接方法及船舶，通过采用深熔弧技术对拼板进行焊接，使板材设置I型坡口，即无需开设坡口，实现了单面焊接双面成型，提高了焊接效率。另外，避免增加机加工形成坡口的工作量，进一步地提高了施工效率，且避免在坡口处形成填充结构，减少了焊材填充量，减少焊材使用量，降低了成本。上述焊接方法适用于船舶和钢结构等各类焊接领域的中厚板焊接，能够减少机加工量和焊接填充量，提升施工效率。通过工装治具对拼板进行限位，防止焊接过程中发生形变，即有效控制了拼板焊接变形，无需在焊接过程中进行吊装翻身，减少工作量，进一步提高了施工效率，且保证了焊接质量。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的高强钢板的焊接方法的流程图；

图2是本发明的具体实施方式提供的两个板材对接形成拼板的示意图；

图3是本发明的具体实施方式提供的使用工装治具对拼板进行限位的示意图；

图4是本发明的具体实施方式提供的对拼板焊接的示意图；

图5是本发明的具体实施方式提供的卡码的横截面示意图。

图中：

1、板材；2、引熄弧板；3、拼板；4、工装治具；41、第一治具；411、卡码；4111、横板；4112、竖板；42、第二治具；421、压铁块；A、缝隙。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图5所示，本实施例提供了一种船舶，包括焊接板，本实施例还提供了用于焊接形成上述焊接板的高强钢板的焊接方法。高强钢板的焊接方法包括以下步骤：

S1、取两个板材1，板材1设有I型坡口；

S2、将两个板材1对接形成拼板3，在两个板材1的对接处形成缝隙A；

S3、在缝隙A的起始段和末端安装引熄弧板2，在拼板3的缝隙A的背面设置衬垫；

S4、使用工装治具4对拼板3进行限位；

S5、采用深熔弧对拼板3进行焊接形成焊接板，在缝隙A形成I型焊缝；

S6、从焊接板上拆除引熄弧板2和衬垫(图中未示出)。

通过采用深熔弧技术对拼板3进行焊接，使板材1设置I型坡口，即无需开设坡口，实现了单面焊接双面成型，提高了焊接效率。另外，避免增加机加工形成坡口的工作量，进一步地提高了施工效率，且避免在坡口处形成填充结构，减少了焊材填充量，减少焊材使用量，降低了成本。上述焊接方法适用于船舶和钢结构等各类焊接领域的中厚板焊接，能够减少机加工量和焊接填充量，提升施工效率。通过工装治具4对拼板3进行限位，防止焊接过程中发生形变，即有效控制了拼板3焊接变形，无需在焊接过程中进行吊装翻身，减少工作量，进一步提高了施工效率，且保证了焊接质量。

高强钢是指相对于普通钢而言，其强度较高的一类钢材，在特定的条件下，高强钢具有更高的抗拉强度、屈服强度和延伸率。而超高强钢则是高强钢的进一步发展，其抗拉强度和屈服强度更高。高强钢的抗拉强度一般在400MPa以上，具体参照现有技术，不再赘述。

可选地，采用机加工的方式加工板材1，使板材1具有I型坡口。在一些可能的实施方式中，在将两个板材1对接形成拼板3，在两个板材1的对接处形成缝隙A之前，还包括：

S11、以机械打磨的方式清理板材1对接面的氧化层；

S12、对距离板材1对接面20mm-30mm范围内的杂质进行清理，具体地，杂质可能是铁锈、水分及油污等，从而便于焊接。对步骤S11和步骤S12的先后顺序不进行限定。

如图4所示，在一些可能的实施方式中，在采用深熔弧对拼板3进行焊接形成焊接板，在缝隙A形成I型焊缝时，当缝隙A的长度大于5m时，由缝隙A的中间至两边焊接，以减小焊接变形。

在一些可能的实施方式中，中厚度的板材1，其厚度为3mm-15mm。

在一些可能的实施方式中，缝隙A的间距为0-1mm，避免缝隙A间距过大，减少了焊材填充量，避免缝隙A间距过小，导致焊接可靠性差。

示例性地，板材1厚度和间隙距离对应关系如下，当板材1厚度为3mm-5mm时，间隙距离为0；当板材1厚度为5mm-8mm时，间隙距离为0.2mm-0.3mm；当板材1厚度为8mm-10mm时，间隙距离为0.3mm-0.5mm；当板材1厚度为10mm-12mm时，间隙距离为0.5mm-0.8mm；当板材1厚度为13mm-15mm时，间隙距离为0.8mm-1mm，上述数值对应关系仅供参照，不作限定。

在一些可能的实施方式中，在采用深熔弧对拼板3进行焊接形成焊接板，在缝隙A形成I型焊缝时，采用JM-56焊丝，其直径为1.6mm，焊接电流为650A-670A，焊接电压为30V-36V，焊接速度为50cm/min-70cm/min。

示例性地，厚度为5mm的AH36材质的板材1进行焊接时，采用机加工的方式加工板材1，无坡口即I型坡口，两个板材1缝隙A距离为0，采用机械打磨方式清理对接面的氧化层，同时，对对接面周围20mm-30mm范围内的铁锈、水分、油污等杂质进行清理。背部贴装陶瓷材质的衬垫，陶瓷材料隔热性能好，避免焊接过程中烫伤板材1底板结构。焊接参数如下：焊接方法为采用D-Arc深熔弧技术焊接，采用JM-56焊丝，其直径为1.6mm，焊接电流为650A，焊接电压为36V，焊接速度为50cm/min。

如图3和图5所示，在一些可能的实施方式中，工装治具4包括第一治具41和第二治具42，第一治具41用于对拼板3的四周进行限位，防止焊接过程中拼板3向四周方向发生位移，第二治具42压接于其中一个板材1，防止焊接过程中由于应力作用导致板材1变形，并且另一个板材1无需压接，使应力得到一定的释放，避免两个板材1均被压接而应力无法释放，在后期使用过程中焊缝处出现变形等问题。

在一些可能的实施方式中，第一治具41包括若干卡码411，若干卡码411围设于拼板3的四周，卡码411包括相互连接的横板4111和竖板4112，横板4111和竖板4112垂直，且竖板4112一端连接于横板4111的底部，竖板4112的另一端连接于外部结构，使横板4111抵压在板材1的正面，竖板4112实现了拼板3四周限位，横板4111实现了拼板3沿四周方向向上变形，具体地，在如铁板等支撑面上焊接拼板3，竖板4112与铁板焊接，使卡码411安装稳定，提高了对拼板3限位的可靠性。拼板3焊接完成后，拆卸卡码411。

在一些可能的实施方式中，第二治具42包括若干压铁块421，若干压铁块421间隔地压在板材1的正面，结构简单，使用方便，根据实际需求选择压铁块421的数量，移开压铁块421方便。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强钢板的焊接方法，其特征在于，包括：

取两个板材(1)，所述板材(1)设有I型坡口；

将两个所述板材(1)对接形成拼板(3)，在两个所述板材(1)的对接处形成缝隙(A)；

在所述缝隙(A)的起始段和末端安装引熄弧板(2)，在所述拼板(3)的所述缝隙(A)的背面设置衬垫；

使用工装治具(4)对所述拼板(3)进行限位；

采用深熔弧对所述拼板(3)进行焊接形成焊接板，在所述缝隙(A)形成I型焊缝；

从所述焊接板上拆除所述引熄弧板(2)和所述衬垫。

2.根据权利要求1所述的高强钢板的焊接方法，其特征在于，所述工装治具(4)包括第一治具(41)和第二治具(42)，所述第一治具(41)用于对所述拼板(3)的四周进行限位，所述第二治具(42)压接于其中一个所述板材(1)。

3.根据权利要求2所述的高强钢板的焊接方法，其特征在于，所述第一治具(41)包括若干卡码(411)，若干所述卡码(411)围设于所述拼板(3)的四周，所述卡码(411)包括相互连接的横板(4111)和竖板(4112)，所述横板(4111)和所述竖板(4112)垂直，且所述竖板(4112)一端连接于所述横板(4111)的底部，所述竖板(4112)的另一端连接于外部结构，使所述横板(4111)抵压在所述板材(1)的正面。

4.根据权利要求2所述的高强钢板的焊接方法，其特征在于，所述第二治具(42)包括若干压铁块(421)，若干所述压铁块(421)间隔地压在所述板材(1)的正面。

5.根据权利要求1所述的高强钢板的焊接方法，其特征在于，在将两个所述板材(1)对接形成所述拼板(3)，在两个所述板材(1)的对接处形成所述缝隙(A)之前，还包括：

以机械打磨的方式清理所述板材(1)对接面的氧化层；

对距离所述板材(1)对接面20mm-30mm范围内的杂质进行清理。

6.根据权利要求1所述的高强钢板的焊接方法，其特征在于，在采用深熔弧对所述拼板(3)进行焊接形成焊接板，在所述缝隙(A)形成I型焊缝时，当所述缝隙(A)的长度大于5m时，由所述缝隙(A)的中间至两边焊接。

7.根据权利要求1所述的高强钢板的焊接方法，其特征在于，在采用深熔弧对所述拼板(3)进行焊接形成焊接板，在所述缝隙(A)形成I型焊缝时，采用JM-56焊丝，其直径为1.6mm，焊接电流为650A-670A，焊接电压为30V-36V，焊接速度为50cm/min-70cm/min。

8.根据权利要求1所述的高强钢板的焊接方法，其特征在于，所述缝隙(A)的间距为0-1mm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的高强钢板的焊接方法，其特征在于，所述板材(1)的厚度为3mm-15mm。

10.一种船舶，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的高强钢板的焊接方法形成的焊接板。