某船艉轴架和艉轴毂的焊接质量及变形控制.pdf

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1、·32·适采技术2010年第5期(总第297期)某船艉轴架和艉轴毂的焊接质量及变形控制王国利(大连辽南船厂，辽宁大连116041)提要莱船的艉轴毂和艉轴架的结构形式特殊，焊接精度要求高，通过采用正确的焊接方法和焊接顺序，保证了焊接变形的精度要求。关键词艉轴毂艉轴架焊接质量焊接精度中图分类号U671文献标识码B1前言某型船建造中的艉轴毂和艉轴架的结构形式以前未接触过，建造精度也比以往建造的舰船要严格得多。保证艉轴架、艉轴毂的焊接精度，是本船的建造重点项目之一。如果焊接变形控制不好，将对工厂的生产进度造成巨大的影响，工厂的生产能力将受到船东的质疑，工厂的声誉将受到较严重的影响。2结构形式艉轴毂、艉

2、轴架(包括艉舳支架、导流罩)的形式及相对位置如图1所示。导流罩、艉轴支架结构形式分别如图2、图3所示。I上酽锄，。(丛沪弋蚴、、—‘图1艉轴毂、艉轴支架、导流罩形式图≯P≮‘≮多图2艉轴架结构形式围3导流罩结构形式作者简介：王国利(1973一)，男，工程师艉轴毂、艉轴支架、导流罩均为铸钢件，牌号为ZG200--400。艉轴支架的支臂1、2、3单独铸造，上船安装前在胎架上与艉轴架轴毂安装焊接好，并且做好相应的检验工作；导流罩支臂1、2在上船安装前已焊接好，并按要求对支架的角度及相关数据测量好，并且导流罩内壁在上船安装前已加工好。艉轴毂、艉轴支架、导流罩材料的化学成分如表1所示，机械性能如表2所示

3、。襄l艉轴毂、艉轴支架、导流罩材料的化学成分化学元素成分(％)残余元素CSMPSNiCrMoCu≤0．23≤0．60≤1．6040．04≤0．04≤0．40≤0．30≤0．15≤0．30表2铸钢件机械性能机械性能牌号抗拉强度屈服强度伸长率新面收缩率N／ram2N／mm2％ZG200—400≥400≥200≥25≥403施工难点要求施工后艉轴毂、艉轴支架、导流罩三者的中心线(轴线)在一条直线上。导流罩内侧为净料，无加工余量；艉轴支架、艉轴毂内侧仅有5mm的加工余量。艉轴支架支臂(厚度85mm)和导流罩通过焊接方式连接起来，焊缝要求全焊透并进行无损检测。三者还要和外板及内侧构件焊接，焊接工作量大，

4、如果焊接变形控制不好，将有可能造成艉轴支架及艉轴毂铸钢件加工量不足，要重新调整安装或采用其他的处理方法，这样将影响船舶的建造进度，甚至影响船舶的建造质量。4焊接方法的选择及焊接工艺评定根据设计及船东代表的要求，铸钢件间的焊缝(导流罩支臂与艉轴支架轴毂)采用焊条电弧焊，其他部位的焊接采用焊接变形小的CO：气体保护焊。由于85mm厚度的铸钢件在工厂第一次应用，卿萨王国利：某船艉轴架和艉轴毂的焊接质量及变形控制而且用在艉轴支架及艉轴毂等重要部位，按标准及规范的要求，在施工前需进行铸钢件的焊接工艺认可试验，以验证所拟定焊接工艺的正确性。根据实际施工条件，铸钢件间的连接缝焊接位置涉及到平焊和立焊，铸钢件

5、与船体外板间的焊接位置以平焊加仰焊为主，还涉及到立焊位置，最后确定做4项焊接工艺评定，铸钢件的平对接、铸钢件的立对接、铸钢件与钢板的平焊+仰焊、铸钢件与钢板的立对接。要求所有焊接工艺评定所用铸钢件必须与艉轴支架等铸钢件同炉铸造。铸钢件焊接时采用的试板厚度为80mm(可覆盖范围为40-'--150ram)，焊条为E5015，铸钢件与钢板焊接采用的焊接材料为SQJ501。铸钢件对接时的坡口形式及焊道布置分别如图4、图5(平焊布置)、图6(立焊)所示。铸钢件焊接工艺评定试板焊接时，根据艉轴架实际焊接条件，焊前采用氧一乙炔焰进行预热，预热温度为150℃左右，采用多层多道焊，层间温度150℃～250℃。

6、正面焊接3层后，反面清根，反面再焊接3层后，正反面交错焊接，以控制焊接变形。焊接后采用保温材料包敷缓冷。r隳60*丁◆图4对接焊坡口形式图5平焊布置铸钢件焊接完48h后进行无损检验，合格后加工试样进行理化试验。由于板厚度较大，拉伸试样及弯曲试样采用分层取的方法，根据工厂试验机的条件，每个拉伸试验的厚度为30mm，相邻处取3块试验作为一组试样，共取两组拉伸试样，如图7所示。此外，还需取3组9块冲击试样、4块侧弯试样及1块宏观检查试样。各试样按标准要求进行了性能试验，试验结果均达到了标准的要求，并得到船级社的认可。为工艺的编制提供了技术的支持。铸钢件与钢接工艺评定除冲击试验取在铸钢侧外，其他没有特

7、别处，在此不做详细说明。5焊接顺序艉轴毂、艉轴支架、导流罩在焊接过程中都会产生焊接变形，焊接过程中无法同时监测三个构件中心线的变化情况来保证构件的对称度。为有效控制焊接变形，保证构件的对称度，可采用两种方法，一种是将艉轴毂、艉轴支架、导流罩三构件依次焊接固横向拉伸试样图7拉伸试样圈6立焊布置定，焊接时分别进行监测，以保证构件的对称度；另外一种方法是将艉轴毂焊接固定，艉轴支架、导流罩焊接成一体后使其