1概述

大型集裝箱船具有較大的船長尺度、載箱量，較高的航速、以及大開口等特性，導致船體結構中部區(qū)域處于較高的應力水平。因此設計上往往采用大厚度高強度鋼材料。

單絲氣電立焊（EGW）作為一種高效率焊接方法，應用較普遍。但一般******適用板厚只能達到32~33mm，無法在上述大厚板上采用；

雙絲EGW方法的適用板厚一般可達70mm左右，但由于焊接熱輸入非常大，要保證焊接接頭的性能滿足規(guī)范要求，必須采用適應大熱輸入焊接的鋼板。

所以，在未采用適應大熱輸入焊接鋼板情況下，大厚板立對接焊縫只能采用FCAW多層多道焊，焊接效率低下。

本方法是針對上述特點，研究開發(fā)的一種既能將EGW應用于大厚板焊接，充分發(fā)揮其高效率優(yōu)勢，又適應實際鋼板特點的FCAW+EGW組合焊接工藝方法。即先在結構面采用FCAW單面焊接，并實現(xiàn)背面成形，之后在非結構面進行EGW焊接的一種高效組合焊接方法。

2 FCAW+EGW組合焊接方法要點

（1）適用板厚

34~80mm：即下限為單絲EGW適用板厚的上限；對于上限，目前某大型集裝箱船舷側內、外殼上列板采用的是大厚度鋼板，考慮不同產(chǎn)品鋼板厚度不同，所以確定為80mm。

（2）厚度劃分

焊接厚度的劃分原則，首先要充分發(fā)揮EGW焊接的高效率優(yōu)勢；同時必須兼顧兩種方法焊接熔敷金屬量不能相差過大，否則會較難控制焊接變形。

（3）組合焊接方法接頭形式設計

①坡口角度：FCAW側為避免坡口寬度過大，比正常FCAW單面焊坡口適當減小，為X±5°；EGW側為了降低熔敷金屬量和不至于坡口過寬，根據(jù)板厚不同采用不同的坡口角度。板厚為30~50mm時為Y±5°，板厚為51~80mm時為Z±5°。

②根部間隙：需要同時適應兩種焊接方法工藝要求，即G±2mm。

③適用襯墊形式：常規(guī)三角襯墊因角度問題無法滿足上述接頭形式要求，本組合焊接方法需要采用圓棒襯墊。直徑尺寸需要根據(jù)實際裝配間隙的數(shù)值選?。ㄒ妶D1）。 

（4）焊接施工基本要點

①焊接培訓。操作者需經(jīng)過一定時間的培訓，即使具有EGW（SG—2法）焊接普通厚度鋼板經(jīng)驗的操作者也必須經(jīng)過培訓，因為薄板與大厚板焊接時，熔池中焊絲的操作運動不同。

②端部檢測。焊縫始終端以及?；〔课唬捎梅瞧茐臋z測（RT或UT），檢查有無缺陷以及確認缺陷尺寸，采用氣刨去除缺陷，用FCAW或SMAW焊接方法返修焊接。

③引弧板。引弧板長度至少要50mm。引弧板與母材同厚度，開相同坡口。④焊接時，風會造成保護氣體紊亂使焊縫產(chǎn)生氣孔缺陷，以及因空氣中的氮侵入而造成接頭性能低下，故需采取必要的防風措施。

3工藝試驗及認可

（1）試驗材料

試板及焊材如表1所示

（2）焊接參數(shù)

焊接位置為3G，具體焊接參數(shù)如表2所示

（3）試驗結果

試驗按照LR、CCS船規(guī)和在驗船師現(xiàn)場監(jiān)控下進行，結果如下。

NDT及結果：PT結果為正反面焊縫邊緣整齊，表面光順，無任何表面缺陷；UT結果為所有焊縫經(jīng)超聲波檢測全部合格（滿足ISO 5817 B級）；MT結果為正反面焊縫磁粉探傷檢測后，無表面焊接缺陷。

力學性能檢測及結果：依據(jù)規(guī)范要求，對焊接接頭進行拉伸、彎曲、沖擊、宏觀和硬度檢測，宏觀試樣如圖2所示，數(shù)據(jù)匯總如表3所示。

（4）認可結論

經(jīng)對試驗焊接接頭進行NDT和力學性能檢測，結果滿足船級社規(guī)范要求，通過工藝認可。

（5）效率對比

以某板厚1m長焊縫為例，采用雙面FCAW焊接時需要焊接時間為250min；采用組合焊接方法時，EGW需要焊接時間為18min，F(xiàn)CAW需要焊接時間為125min，合計需要焊接時間143min。采用組合焊接方法比原雙面FCAW焊接節(jié)省焊接時間近43%。

4 結語

試驗研發(fā)的FCAW+EGW組合焊接方法，既充分發(fā)揮了EGW焊接的高效率優(yōu)勢，又適應當前的鋼板特點，是一種焊接效率高、可行性大的新焊接工藝技術。

作為一種創(chuàng)新焊接工藝技術，其坡口制作、裝配精度、材料選配、焊接參數(shù)等至關重要，必須在實施中嚴格控制。