山东省烟台市
摘要：随着海洋资源的不断勘探，造船业对船用钢的要求也不断改变，如今船用钢正向着高强度、高韧性和易焊接的方向发展。焊接是船舶制造过程中的一种重要工艺，焊接工时约占船体建造总工时的30%~40%，焊接成本约占船体建造总成本的30%~50%，因此焊接质量和效率对船舶制造的影响十分显著。船用高强钢焊接技术是当下造船行业中的重要技术之一，高效、优质的船舶焊接技术已成为船舶工业制造的关键技术，也是我国船舶工业制造产业长期战略的关键因素。
关键词：船用高强钢；焊接技术；高效焊接
引言：研究表明，船用钢板的板厚朝着厚板、大厚板方向发展，船用钢板的强度朝着高强度、超高强度方向发展，国内外船用高强钢焊接技术相差不大，高效混合焊接技术、高新焊接技术是未来船用高强钢焊接技术的研究热点。
1船舶焊接缺陷的分析与预防
1.1钢船焊缝咬边缺陷产生的原因、危害及预防措施
造成咬边的原因有焊接电流过大、焊条速度过快、引弧时间过长或焊条角度不合适等。咬边的危害主要表现为：减少钢材接头的工作截面、导致底切应力集中、容易产生断裂等。因此，在动荷载作用下的重要构件或结构不允许倒切，否则倒切深度会受到限制。防止咬边的主要措施如下：1）选择合适的焊接电流和电极处理方法；2）注意随时控制焊条的角度和弧长；3）弧焊的工艺参数应适当，特别是焊接速度不宜过高，焊道应平整。
1.2钢船焊缝夹渣的产生、危害及预防措施
焊缝中的夹渣是指焊缝中的残留渣。夹渣的主要原因是焊槽角度不正确，埋弧焊工艺选择不当，当焊接电流太小或焊接速度太快时，在焊缝边缘进行氧气切割或碳弧气刨而留下的渣。防止焊缝中夹渣的主要措施如下：正确选择坡口尺寸，按照标准要求进行点焊并组装焊件，小心清洁坡口边缘，并保持间隙均匀，选择合适的焊接电流和焊接速度，适当焊条摆动，仔细观察在多层焊两侧的槽内的融化情况，仔细清理每个焊接的焊渣层，彻底清除焊渣的密封，并注意避免在埋弧焊产生焊接偏差，随时关注焊件的坡口变化，以确保焊缝外观均匀。
2船用高强钢高效电弧焊接技术
近些年来出现的气电立焊、大热输入埋弧焊、药芯气保焊、窄间隙焊、缆式焊丝焊等高效电弧焊接方法，为厚板船用高强钢焊接提供了新的途径。下面重点介绍气电立焊、大热输入埋弧焊、药芯气保焊、窄间隙焊、缆式焊丝焊等高效电弧焊接方法的原理及船用高强钢高效电弧焊接技术的研究现状。
2.1气电立焊
气电立焊（Electro-gaswelding，EGW）是一种连续的垂直位置电弧焊工艺，在消耗电极和工件之间产生电弧。EGW比其他焊接工艺（例如SAW或FCAW）需要更高的热量输入，因为它仅需要一层或两层厚的焊缝。气电立焊在船舶、大口径厚管道、压力容器和储罐等领域被广泛应用。
2.2大热输入埋弧焊
2.2.1焊剂铜衬垫单面焊
焊剂铜铜衬垫单面焊（Fluxcopperbacking，FCB）是在待焊钢板后面粘贴铜衬垫的一种大热输入的单面焊双面成形焊接技术，又称焊剂铜垫法。FCB单面埋弧焊技术在船厂平面分段流水线上广泛应用为了研究FCB法焊接EH36的性能，对EH36进行大热输入（190kJ/cm）FCB法埋弧自动焊接试验，焊后对焊接接头进行了力学性能测试和微观组织分析。根据焊接接头截面上的显微硬度分布，发现了焊缝软化现象；根据焊接接头的电化学行为，揭示了微针状铁素体的对称热影响区结构和均匀的母材微观结构。为了研究FCB法埋弧自动焊接中不同焊剂下焊接接头力学性能差异，对20mm厚的DH40高强钢进行了3种不同焊剂FCB法埋弧自动焊接试验，焊后对焊接接头进行了力学性能测试和微观组织分析。结果表明，PF-55E焊剂所得焊接接头的伸长率和冲击韧性最好，焊缝主要由针状铁素体构成。
2.2.2 焊剂石棉垫单面焊
焊接石棉垫单面焊是在待焊钢板后面粘贴陶瓷衬垫的一种大热输入的单面焊双面成形焊接技术，由于石棉属于海事禁止使用的物质，所以石棉衬垫现在改为陶瓷衬垫，这种方法现在也叫 FGB。FAB法不局限于平直板架，曲面拼板亦能使用
2.3药芯气保焊药芯气体保护焊是用CO2作为保护气体，依靠药芯焊丝与焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种气体保护熔化焊方法。船体由于随机因素、腐蚀缺陷、船舶碰撞等因素易造成损伤，药芯焊丝气体保护焊因自身焊接特性而在船体修复有广泛的应用。对60mm厚DH36船用高强钢采用X形对称坡口、两种药芯进行药芯焊丝气体保护焊试验，焊后对焊接接头进行了综合性能测试和微观组织分析。结果表明，焊接接头显微组织为细小铁素体+弥散粒状渗碳体+少量珠光体，具有优良的强韧性匹配；选用DWA-55LSR药芯焊丝焊接的焊接接头的力学性能较GFL-71NiSR焊丝具有更为优越的性能。
2.4窄间隙焊
窄间隙焊接（NarrowGapWelding，NGW）是一种高效、高质量的厚板焊接方法，它采用窄深间隙代替宽角坡口。窄间隙焊接电弧具有特殊性能，窄间隙电弧焊具有焊接变形小、低热输入等优点，窄间隙激光焊具有热影响区小、热变形小、残余应力小等优点。窄间隙焊在厚板、大厚板船用钢的焊接有广泛应用。
结束语：随着焊接技术的不断发展，我国船用高强钢的焊接技术正向高效优质发展迈进，出现了一些如激光焊、激光-电弧复合焊、搅拌摩擦焊等新型高效焊接技术，船用高强钢焊接技术有了新动向、新进展。船用高强钢的传统焊接方式逐渐被新型高效焊接方式取代。船用高强钢焊接技术正朝着高效化、智能化、绿色化的方向发展。
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