FAB单面埋弧焊焊接技术的应用

作者:冯朝闻;李鹏;钟克焱;李德堂 刊名:船舶标准化工程师 上传者:夏邦传

【摘要】焊接作为船舶建造中非常重要的一个环节,面对焊接质量要求越来越高,而优秀电焊人才难求的局面,发展机械化、自动化焊接技术,在目前尤为必要。焊剂石棉衬垫单面焊(FAB法),作为一种高效的焊接方法,比FCB更灵活、适应分段更广。特别是扩大了曲面分段的焊接自动化,在一定程度上提高了船厂企业的生产效率。

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0前言船舶焊接技术是船舶工业的主要关键技术之一[1]。中国从上世纪后期开始学习日韩造船企业,走上了造船现代化改造之路。中国船舶工业研究所也一直致力于推广高效焊接技术,各大船厂基本上全部实现了CO2气保焊替代手工电弧焊,而埋弧焊、自动角焊机、垂直气电焊、多头纵骨焊等一系列高效焊接方法也得到了广泛应用。各大船厂也几乎全部引进了平面分段流水线,大大提高了焊接效率,缩短船舶建造周期,提高船舶建造的经济效益。中国船舶工业有一项指标,是焊接自动化、半自动化率,由于CO2气保焊的普及,这一数据在各大船厂基本都在90%以上,然而这项指标已经不适合衡量船厂的焊接机械化程度。CO2气保焊作为一种半自动手工焊,相比其它的自动焊接方法,效率明显偏低,人员操作水平要求偏高,依旧属于船厂占比最高的电焊工种。而随着近些年中国经济的发展,以及造船行情波动的影响,气保焊的焊工日益紧俏,不少船厂都面临招工难的局面。造船业作为劳动密集型产业,面临严峻考验。造船业需要二次现代化改革。2014年,日本神钢集团统计了其造船产业的机械化、自动化程度,平均约50%,VLCC约达60%。中国造船业没有这方面的统计,但排除CO2气保焊之外,估计这一数据在30%左右,这一数据还要归功于平面分段流水线的普及和埋弧焊的应用。为继续扩大自动化焊接技术的使用范围,本文针对FAB焊接方法进行了研究,以扩大曲面分段的自动化焊接程度。1可行性分析FAB法发明于日本,但我国上世纪主要学习引进了日本的平面分段流水线技术,FAB法关注不多。但韩国船厂一直致力于发展埋弧焊技术,FAB法也在韩国船厂得到广泛应用。韩国在我国的造船企业FAB法使用很广泛,我司也专门考察学习过FAB法在船厂的使用情况。基于我国造船水平的发展,各大船厂也在逐步推行16米至20米大分段的造船模式,大分段、大版规减少了分段数量,将极大缩短船舶建造周期。相对传统焊接方法制约了效率的提高。而FAB法的推广,极大程度上减少了这种制约。FAB法在大分段制作上有如下优点:1)适用范围广,不局限于平直板架,曲面拼板亦能使用;2)相比传统埋弧焊减少了翻身工作,避免了大拼板内场作业翻身高度受限的尴尬局面;3)单道成型较传统焊接作业,效率有显著提高。2试验分析为使FAB法焊接工艺能在船舶建造中得到应用,相应的焊接工艺必须得到船级社的认可。2.1FAB法示意FAB法单面焊接示意如图1所示。FAB衬垫是一种挠性的焊剂石棉软衬垫。有以下特点:1)重量较轻,使用方便;2)衬垫表面有双面胶带,与钢板黏贴紧密;3)对坡口间隙适应性较强,且能适用于带一定曲度的拼板。1焊丝;2铁粉;3母材;4FAB衬垫;5磁力马板;6焊剂图1FAB法焊接示意图1双面胶带;2玻璃纤维;3固体焊剂;4耐火材料;5瓦楞纸板图2FAB法衬垫横断面2.2FAB法认可试验FAB法计划在入美国船级社的320KVLCC进行推广使用。焊接试验计划书送美国船级社批准后,在验船师在场的情况下进行正式认可焊接试验,最后编制正式的焊接试验报告提交美国船级社。具体试验过程及结果如下:1)试板级别及厚度:EH32T=21.5mm;AH36T=25.5mm;尺寸:1.5m3m。2)试验参数坡口角度:45;根部间隙:0mm至3mm;焊接参数见表1。表1焊接参数序号母材厚度mm电流A电压V速度cm/min1AH3625.51150-120036-3819-202EH3221.51150-120036-3820-213)试验结果外部质量:正反面成型整齐,外表光滑,MT检查无表面缺陷;表2机械性能试验数据序号母材厚度mm抗拉强度N/mm2

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