船体制造碳钢结构焊接工艺.doc

挪威3750吨成品油/化学品船船体制造碳钢结构焊接工艺1. 概述：1.1. 结构特点本船为钢质、艉机型、单机、单桨、全焊接结构，货舱区为双底双壳单甲板纵骨架结构，艏、艉结构、上层建筑、甲板室为横骨架结构。船体结构采用船级社认可的BV-A、AH36、S31803(双相不锈钢)材料。货舱区域由1道纵舱壁、6道横舱壁、将货舱分为8个货油舱和两个污液舱，载重量为3750吨。1.2. 用途、航区及船型参数该船用于装卸、运输成品油/化学品(IMO)，入BV船级社，满足于无限航区的航行要求。船型参数：船长 90.90m型宽 15.60m型深 8.00m1.3. 船体制造方案：1.3.1. 将船体结构划分成若干个分段（详见本船分段划分图），分别将分段制作为完整性分段（结构装焊完工、部份铁舾装、管舾装及标识装焊完工、涂装作业完工）后再上船台进行大合拢。1.3.2. 主体结构（含艏艉楼）装焊完工、无损及外观检验合格、密性试验完工、部份管系及机电系统安装后拖移至舾装码头进行再施工。1.3.3. 罗经甲板及下围壁、驾驶甲板及下围壁、艇甲板及下围壁、烟囱等分段，制作成完整性分段后在舾装码头进行吊装合拢。1.3.4. 本工艺仅用于船体结构中碳钢的焊接，其不锈钢结构的焊接详见不锈钢结构焊接工艺。2. 主要接缝的坡口设置及焊接方法的选用2.1. 板块拼焊、部件预制2.1.1. 不同板厚的对接缝,当板厚差4mm时,需按图1要求进行削斜后再按规定的焊接型式制作坡口。图12.1.2. 纵骨对接缝，在球扁钢的外缘（当球头向下或翼板向上时应设在内缘）设坡口，型式见图2示意，用马板在型材的冀缘面板上进行接头定位，陶质衬垫、药芯焊丝单面焊双面成形。图22.1.3. 在施工图中标有“ ”处（本工艺没有规定时），均应设图3所示坡口（当图纸中没有规定长度时、其制坡口的长度为400mm）进行全熔透焊接。图32.1.4. 板块拼板对接缝，设图4所示坡口，施以双面焊，坡口面用实芯焊丝CO2焊打底、埋弧自动焊盖面，反面清根34mm后施以埋弧自动焊。图42.1.5. 全船人孔加强圈面板对接缝在内缘设图5所示坡口，“T”型材面板对接缝在上表面设图5所示坡口，水密补板对接缝在外表面设图5所示坡口，水密补板角接缝在外表面设图3所示坡口，用气体保护焊进行焊接。图52.1.6. 当构件贯穿密性构件时，在密性构件两侧150mm处的贯穿构件上各制一R10的半圆防渗孔(见图6示意)，从防渗孔到密性构件处应为包角双面连续角焊缝，最后将防渗孔焊接封闭，以确保构件的密封性。图62.2. 货舱结构（FR33FR120）底部分段2.2.1. 底部箱形分段在分段上拼焊的船底板（含舭部外板）对接缝，在构架面设图4所示坡口，用实芯焊丝CO2气保焊打底、埋弧自动焊盖面，非构架面待分段翻身清根（用碳弧气刨扣槽34mm深）后用埋弧自动焊，舭部转圆及有线形的部位清根至出白后用手工电弧焊。2.2.2. 内底板及内纵壁板（不锈钢）在分段上拼焊的对接缝，详见“不锈钢焊接工艺”。2.2.3. 平台板（2000处）在分段上的对接，设图5所示上表面坡口，实芯焊丝CO2气保焊，单面焊双面成形。2.2.4. 舭肋板在内底对应处的加强筋板、过渡肘板与内底板的对接缝，设图5所示上表面坡口，焊接详见“不锈钢焊接工艺”。2.2.5. 纵桁、肋板在分段上的对接缝，设图5所示坡口，陶质衬垫、药芯焊丝CO2气保焊、单面焊双面成形。2.2.6. 中纵桁、边纵桁（内纵壁对应处）、肋板（槽形壁对应处）、舭肋板（槽形壁对应处）与内底板及斜舭板的角接缝，设图3所示坡口，焊接详见“不锈钢焊接工艺”。舷侧分段2.2.7. 舷侧箱形分段的外板对接缝，在构架面设图4所示坡口，实芯焊丝CO2气保焊打底，埋弧焊盖面，反面清根（用碳弧气刨扣槽34mm深）后埋弧自动焊，有线型的部位须清根出白后手工电弧焊。2.2.8. 舷侧箱形分段内纵壁在分段上拼焊的对接缝以及与主甲板的角接缝，详见“不锈钢焊接工艺”。2.2.9. 舷侧箱形分段平台板、甲板在分段上拼焊的对接缝，设图5所示上表面坡口，药芯焊丝CO2气保焊，单面焊双面成形。2.2.10. 舷侧顶板与主甲板的角接缝，在构架面设图3所示坡口，实芯焊丝CO2气保焊双面焊。甲板分段2.2.11. 甲板对接缝，详见“不锈钢焊接工艺”。2.2.12. 纵桁、横梁在分段上的对接缝，设图5所示坡口（面板对接缝设在上表面），陶质衬垫、药芯焊丝CO2气保焊、单面焊双面成形。2.3. 艏部（FR120艏）、艉部（艉FR33）、艏楼、艉楼结构2.3.1. 立体分段（含门形分段）的船壳板对接缝，在构架面设图4所示坡口（AG01、AB01、EB01、EB02、FB02分段除外），手工电弧或气保焊施以双面焊（外表面的横向对接缝需采用焊条电弧焊进行盖面），非构加面需清根出白后焊接。2.3.2. AG01、AB01、EB01、EB02、FB02立体分段的船壳板对接缝，在外表面设图5所示坡口，陶质垫单面焊双面成形。2.3.3. 正造立体分段（含双层底和门形分段）的甲板、平台板、内底板对接缝，在上表面设图5所示坡口（反造时设在构架面），实芯焊丝CO2气保焊打底、单面焊双面成形，埋弧自动焊盖面。2.3.4. 艏、艉柱及其与外板相连接的对接缝，设图5所示外坡口，用药芯焊丝CO2气保焊，单面焊双面成形。注意：与铸钢件的接缝焊接前需将接缝两侧各100mm内预热至50后焊接，焊接后需用石棉布覆盖保温缓冷。2.3.5. 艏、艉区域内底边板与舷侧外板的角接缝、在边板上设图7所示上表面坡口、上表面用实芯焊丝CO2气保焊、下表面用手工电弧焊。 图7 图82.3.6. 甲板周界与舷侧外板、艉封板及艏柱板的角接缝，应在甲板下表面设图8所示内坡口，实芯焊丝CO2气保焊施以双面焊。2.3.7. 纵桁、肋板在分段上的对接缝，设图5所示坡口，药芯焊丝气保焊、单面焊双面成形。2.3.8. 纵桁（主机座腹板对应处）与内底板的角接缝、主机座腹板与面板及底板的角接缝，设图9所示坡口，双面焊，全熔透。图92.3.9. 舱壁板对接缝，在构架面设图4所示坡口，实芯焊丝气保焊，无构架面须清根后用埋弧焊。2.4. 上层建筑2.4.1. 上层建筑各层甲板的板块拼接缝，不设坡口，细丝埋弧焊施以双面焊。2.4.2. 上层建筑各层甲板在胎架上拼焊的对接缝，在构架面设图5所示坡口，陶质垫、实芯焊丝单面焊双面成形。2.4.3. 上层建筑围壁板（板块制作时）的对接缝，不设坡口，双面细丝埋弧焊。2.4.4. 上层建筑组装（含大合拢）时的围壁板对接缝，不设坡口，内面用手工电弧焊，外面用碳弧气刨清根（23mm深）后手工电弧焊或用实芯焊丝气保焊。2.4.5. 上层建筑组装（含大合拢）时的甲板对接缝，在上表面设图5所示坡口，用药芯焊丝CO2气保焊，单面焊双面成形。2.5. 船台大合拢2.5.1. 船台大合拢时船壳板对接缝，在构架面设图4所示坡口，用手工电弧焊气保焊施以双面焊（底部可采用单面焊双面成形焊接法）。2.5.2. 船台大合拢的内底板、平台板、甲板的对接缝，在上表面设图5所示坡口，用药芯焊丝CO2气保焊，单面焊双面成形。2.5.3. 船台大合拢的纵桁对接缝，设图5所示坡口，用药芯焊丝CO2气保焊、单面焊双面成形。2.5.4. 船台大合拢的纵骨、肋骨（球扁钢或角钢）对接缝，在型材的外缘（球头向下时应设在内缘）设坡口，型式见图2示意，用药芯焊丝CO2气保焊、单面焊双面成形。2.5.5. 全船所有强构件（腹板、面板）的对接缝，均应设图5所示坡口进行焊接。2.5.6. 本工艺未进行接缝设计的其它接缝均按施工图纸和焊接规格表的要求进行施工焊接。3. 焊材选用及使用要求3.1. 埋弧自动焊（粗丝）：焊丝：H08A、4.0mm；焊剂：HJ431、用于材质为BV-A的平对接。焊丝：H08MnA、4.0mm；焊剂：HJ431、用于材质为AH36的平对接。3.2. 埋弧自动焊（细丝）：焊丝：ER50-6、1.2mm，H08A、2.0mm；焊剂：SJ501（细颗粒）、用于上层建筑围壁板及甲板对接缝的平焊。3.3. CO2气保焊：实芯焊丝：ER50-6、1.2mm，用于所有平焊接缝的焊接；药芯焊丝：E501T-1、1.2mm，用于所有立、横、仰焊接缝的焊接；保护气体：CO2；陶质衬垫型号：板对接缝为TG10271209，球扁钢（型号为BP220×48×11）对接缝为TG10271209Q，角钢（型号为L125×80×10）对接缝为TG10271209E，全熔透角接缝为TG10000006（9、12）R；3.4. 手工电弧焊：焊条：E4315、3.2、4.0，用于材质为BV-A的分段合拢船壳板对接缝、桁材及纵骨对接缝，船台大合拢船壳板环形对接缝，主机座及其相连接的构件，吊艇架、系揽桩、挚链器、锚机、桅杆、及其相连接的结构，艏柱、艉柱、挂舵臂及其相连接的结构。焊条：E5015、3.2、4.0，用于材质为AH36的各种接缝。焊条：E4303、3.2、4.0，用于除上述规定以外的所有接缝。3.5. 本船须选用船级社认可的焊接材料，并应清楚所焊部位的材质，按上述要求进行选配。3.6. 焊条焊剂应按规定进行焙烘保温后方能使用。3.7. 焊条焊剂领用时应存放于保温桶内、不得随意搁放。3.8. 焊材领用时不得超过4小时、下班时应存放于焊条房、焊条焊剂应保温存放。3.9. 焊材须填写焊材领用单到焊条房领用。4. 焊缝质量要求及返修4.1. 表面不得有气孔、夹渣、未熔合、裂纹、焊瘤、弧坑、飞溅等缺陷，焊缝外形应匀顺细密。4.2. 所有焊缝及非焊接面均应打磨匀顺。4.3. 船壳板、甲板、纵桁的对接焊缝咬边（局部）深度不大于0.5mm，其它焊缝咬边（局部）深度不大于0.8mm。4.4. 对接焊缝余高：平焊03mm、其它位置04mm。4.5. 角焊缝的焊脚高度不小于0.9k（k为设计焊脚高）、焊喉高不小于0.7k。4.6. 船壳板、甲板、纵桁、纵骨的对接焊缝须进行无损探伤抽检，其探伤方法、抽检数量和部位及合格等级均按“无损探伤检验规则”的规定执行。4.7. 检验认定的不合格焊段、均应清除缺陷、并砂磨光亮后才能进行补焊，补焊焊缝的外形应修磨至与原焊缝相似、并提交专检进行复验。5. 焊接程序及变形的控制5.1. 装焊等工序间的程序应严格执行本船施工工艺的规定。5.2. 各部位的焊接应尽量采用CO2焊和埋弧焊，且尽量使用小电流（在保证内部质量和外观成型的前提下），所有外板与骨架间的角接缝均须采用CO2气保焊，上层建筑所使用的焊条直径不得大于3.2mm。5.3. 板材型材（含焊接型材）均应矫正平直（有线型的零件除外）后方能组装，分段制造及翻身以及焊接矫正均应放置平稳，不得有扭、翘、凹、凸等现象。5.4. 当焊缝长度1m、且用手工电弧焊或CO2气保焊时，应采用分段对称焊接法。5.5. 拼板为“十”字型接缝时，应先焊边接缝后焊端接缝。拼板为“T”型接缝时，应先焊端接缝后焊边接缝。5.6. 各部位或分段的焊接，应坚持自结构的中央开始向四周对称扩散跳焊法，各工位应分散一些，不得集中焊接。5.7. 分段焊接时，各接缝端部（总段或大合拢接口处）留300mm暂不焊，待大合拢接好后再焊。5.8. 箱形分段（以底部箱形分段为例，其它分段参照执行）按下述程序进行焊接：5.8.1. 焊船底板对接缝；5.8.2. 焊纵桁与实肋板的立角缝；5.8.3. 焊纵骨与实肋板及所有加强筋的立角缝；5.8.4. 焊所有骨架与船底板的平角缝；5.8.5. 焊内底板对接缝；5.8.6. 焊所有骨架与内底板的角接缝；5.8.7. 焊船底板外扣槽接缝；5.9. 大合拢焊接程序：5.9.1. 焊纵桁及骨材的对接缝；5.9.2. 焊船底板及内底板内面的对接缝；5.9.3. 焊内外舷侧及甲板的对接缝；5.9.4. 焊所有角接缝；5.9.5. 焊船壳板外扣槽对接缝；5.10. 其它部位的焊接参照上述要求执行。5.11. 上层建筑5.11.1. 上层建筑焊接时须尽量采用较小的焊条（或焊丝）直径，并应用较小的焊接电流。5.11.2. 原材料（或半成品）须矫正平整后方能进行装焊，装焊时须放置平稳，不得有外加的变形存在。5.11.3. 当焊件厚度小于等于4mm时，所用焊条直径不得大于2.5mm。5.11.4. 板块拼焊时，其扶强材与围壁板的角接缝暂不焊，待合拢后用CO2焊施以下行焊，但要保证焊缝成形美观。5.11.5. 所有接缝焊接后均需进行水火矫正，以减小平面的凹凸变形，保证外形美观。6. 技术要求：6.1. 本工艺应与施工图纸、施工工艺、焊接规格表同时使用。6.2. 本船的焊接任务应由经验丰富的二、三类焊工担任、定位焊应由技术熟练的装配工担任。6.3. 产品焊接前焊工应认真熟悉工艺文件及焊接规格表、并应检查设备是否完好、以保施工顺利。6.4. 当焊缝为间断焊时、应先划出焊缝长度和间距长度后再焊。6.5. 装配定位焊前应清除接缝两侧各20mm范围内的油、锈、水、灰渣等异物。6.6. 异种钢接缝、对接缝在装焊前应磨出金属光泽。6.7. 定位焊用焊条牌号应与产品焊接用焊条牌号相同、碳钢与不锈钢间的接缝应采用不锈钢焊条（详见不锈钢结构焊接工艺）进行定位焊。6.8. 定位焊用焊条直径应3.2mm、型材的定位焊应施于型材内缘。6.9. 所有对接缝的端部应装上同材质同厚度的引弧板（规格为100×100×10）一般应反复利用4次、要注意保存。6.10. 引弧板装上后、应先用气刨在靠近产品接缝处刨一长度为50mm的斜坡口过渡至接缝坡口处、并经打磨光亮后再焊接。6.11. 接缝装配时所加焊的“刀口马”、“骑缝马”不得设在船体的外表面，以保表面美观。6.12. 凡气刨扣槽的接缝（或清除焊马处）、均应砂磨光顺后方能焊接或补焊。6.13. 所有马脚均用扁碳棒清除、并打磨后补满弧坑和咬边、外表面应磨平补焊的焊缝余高。6.14. 各分段或部位焊接完工后均需清除飞溅、焊渣、焊瘤、接缝修磨匀顺（仅为外表面的焊缝接头）、马脚修磨完工、并经自检互检合格后提交专检认可。6.15. 主要接缝的焊接须按照工艺规范参数表（船体碳钢结构焊接规范参数表另发）所给定的各项参数进行焊接不锈钢焊接： 平板拼接： 正斜35 留2mm 内纵壁板： 正斜25 （甲板对接缝）