海洋工程焊接技术

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1、第一个问题：海工焊接中焊缝的要求。主要是余高、包角、焊趾过度、焊缝设计形式、全焊透焊缝焊接注意事项及焊接顺序。（1）余高：余高主要对焊缝起到增加强度的作用，但是并不是余高越高越好，应该控制在一个范围内，一般选在2-5mm余高过高会引起焊缝横向的不连续，在焊趾处引起应力集中问题等。（2）包角：包角是所有焊接过程中最不应该忽视的问题。一条焊缝是否焊接完成主要看包角包的是否合格和完美。包角包不好就会给这条焊缝的质量留下隐患，一般包角会有气孔、夹杂和未融合等缺陷，这就有可能引起焊缝从包角处出现裂纹进行扩散，引起焊缝纵向断裂。（3）焊趾：焊趾是焊缝与母材的连接

2、部位，一般情况下此处容易引起应力集中，所以海工焊缝焊接完毕后要对焊趾进行处理，一般式打磨过度等，也有用TIG熔修的。（3）焊缝形式：尽量采用减小收缩、减少引力集中的形式，可以适当的变直线焊缝为弧线焊缝等办法。（4）全焊透：一般全焊透在海工项目中用于厚板、强度等级高的板材，当然此结构部分属于受力较大部分，一般全焊透焊缝容易引起缺陷，UT合格率下降。主要因为坡口形式不合理、焊工操作不当、反面清根不彻底以及碳刨坡口形式不合理造成的。（5）焊接顺序：要根据结构情况来确定，属于现场经验类。有一个总体原则就是：尽量保持有自由端收缩、从中间向两边以及普通焊接中的一

3、些方位顺序对于50的F级板在海工项目中用于厚板、强度等级高的板材，当然此结构部分属于受力较大部分，一般在焊缝立体交叉焊接节点处容易引起缺陷，主要受三项拉力，其中焊接应力中主要为拉伸应力的作用下容易产生裂纹。我个人认为主要应考虑一下几个方面;1、定位焊必须有足够的长度和厚度，必要时应开一定的坡口。2、定位焊时，为进一步增加纵缝端部位的拘束度，在纵缝终端部位的定位焊缝长度应不小于100mm，并应有足够的焊缝厚度，且不得有裂纹、未熔合等缺陷。3、严格控制焊接热输入量；焊接过程中必须严格控制焊接热输入量，这不仅是为了确保焊接接头力学性能的需要，而且对防止裂纹

4、的产生有着十分重要的作用。焊接电流的大小对三项力有很大的影响，因为焊接电流的大小直接与温度场和焊接热输入量相关。4、严格控制熔池形状及焊缝成形系数。第二讲海洋平台结构的焊接修理随着海洋事业的发展，海洋石油开发逐渐由浅海向深海发展，由温暖海区向低温寒冷海区发展。海洋平台要经受各种气候条件和风浪的袭击，遭受海水的腐蚀，工作环境非常苛刻。其次，结构大型化趋势显著，结构复杂，焊接工作量大，节点焊接本来就很困难，加之应力集中程度高，其结构处于更危险的状态，且随着结构大型化，导致构件厚度增加，其破坏的危险性也就愈来愈大，因此在海洋平台修理时，对结构焊接的要求也越

5、来越高。下面．根据我司修理“南海2号”“南海5号“南海6号等海洋平台结构修理的成功经验，总结其结构修理时的焊接要求和焊接方法如下，以供同行参考使用。一、海洋平台结构焊接的特点1为了防止冷裂缝和提高热影响区的韧性，多采用低氢型和超低氢型碱性焊条。2焊接热量输入通常限制在40—50kJ／era的范围，以确保焊接接头的韧性和抗脆断性。3厚板焊件，一般焊前需预热，以防止裂纹发生。4管节点和关键部件焊后还需要进行热处理，以消除焊接残余应力。5管件桁架结构大多采用全位置、全熔透、多层多道手工焊接。6承受交变应力的管节点和关键构件的角焊缝还需磨修或熔修，以修整焊缝

6、和消除表面缺陷，减少应力集中，提高疲劳寿命。二对焊缝金属和焊接接头的性能要求1韧性衡准材料韧性的指标主要是夏比V型缺口冲击韧性值。2硬度限制热影响区最高硬度，不仅是为了防止焊接冷裂纹的发生，也是为了防止氢致应力腐蚀开裂。降低焊缝热影响区硬度的主要措施是选择较高的焊接热输入量，采用回火焊道和选用碳当量较低的材料。3疲劳由结构特点和焊接成形引起的应力集中，是影响焊接接头疲劳寿命的重要因素，特殊构件的角焊缝对其形状和缺陷必须侈整。并与母材表面光滑过渡。4腐蚀为了避免焊缝金属的腐蚀。在焊接材料的选取上。应使焊缝金属的电极电位正于母材金属和过热区。焊后热处理对

7、减轻腐蚀也有好处。采用碳当量较低的钢材。第三讲三海洋平台结构焊接材料的选择根据平台构件的用钢等级和平台设计要求。选用与之相匹配的焊条或焊丝和焊；f嚏。焊后焊缝金属和焊接接头的性能与母材的性能基本一样。能阻止焊缝和热影响区焊接裂纹的发生和扩展。不致发生脆断和疲劳。选择焊接材料。要考虑发生裂纹的可能性。约束度高、应力集中高的部件。选用塑性韧性好的低氢碱性焊条和韧性高的焊丝和碱性焊剂。Z向钢的焊接选用低氢型和超低氢型焊接材料。焊接材料还要根据平台构件类别不同。分别选用不同级别的材料。次要构件选用普通结构钢焊条。如J422、J423等；主要构件选用相应级别的

8、低氢型碱性焊条。如J427、J5o7等；对于特殊构件。一定要用相应等级的低氢型或超低氢型碱性焊接材料。以防止