低温环境下海洋工程大厚钢板的药芯气体保护焊返修工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种焊接技术领域，特别是低溫环境下海洋工程大厚钢板的药忍气体 保护焊返修工艺。
【背景技术】
[0002] 随着海洋石油开发技术的不断发展，海洋平台、导管架、浮式生产储油船等大型 海洋设备所使用的钢板越来越厚，对钢材的要求越来越高。海洋平台是一种典型的大型焊 接工程结构，其结构复杂，母材厚度大，焊接要求高，大部分的厚板预制焊接可W使用免除 焊后热处理的焊接工艺进行施工，大大减少生产需要时间和成本，但是，在实际生产过程 中，大厚板的焊接缺陷的出现是不可避免的，在对运些缺陷进行焊接返修的过程中也常常 出现接头的组织性能劣化，由此产生高数值焊接残余应力甚至缺陷，使返修焊接区域成为 整个平台结构中最薄弱的部位。保证返修焊接接头的性能，改善其低溫断裂初性，是保证 海洋平台安全运行的重要因素。现阶段不少企业在焊接返修时采用了焊条电弧焊（SMAW)， 且普遍使用焊后热处理的方法来改善大厚板返修焊接接头的初性。然而焊后热处理运一工 序，不仅需要电加热柜、加热片、保溫棉等，耗费大量人力物力，工期长，成本高，而且高强度 钢焊后热处理所得接头的初性值大多比未处理状态要低。因此，对厚钢板返修焊接接头来 说，更为经济可取的方法是通过选择恰当的焊接材料、焊接方法，并运用CTOD试验验证技 术，调整优化焊接工艺，来保证返修焊接接头的初性，W免除焊后热处理工序。运对缩短海 洋平台结构的制造周期，降低制造成本意义重大。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供本发明主要针对海洋工程 大厚钢板返修焊接后需要进行焊后热处理工序运一问题，发明了一种采用二氧化碳气体保 护焊打底，埋弧焊填充和盖面的方法进行焊缝预制焊缝；并采用二氧化碳气体保护焊进行 返修焊接的工艺方法，通过合理的选择焊接材料，科学的控制焊接参数，最终达到了大厚钢 板免除焊后热处理对接头初性的要求，成功实现了服役溫度在〇°C及W上的50-llOmm厚的 GB712-2011D册6级海洋工程大厚钢板返修焊接后免除焊后热处理的工序。
[0004] 为了实现上述目的，本发明所设计的低溫环境下海洋工程大厚钢板的药忍气体 保护焊返修工艺，其特征在于：该返修工艺包括W下步骤：首选，焊接方法和焊接材料的选 择，对DH36母材进行预制焊缝：经过焊材试验选用二氧化碳气体保护焊打底，焊接选用药 忍焊丝；埋弧焊填充和盖面，经过焊材焊丝选用高纯净度的低合金钢焊丝，配用焊剂为与焊 丝厂家推荐的配套氣碱型烧结焊剂；W及进行返修焊缝：采用二氧化碳气体保护焊进行返 修焊接，经过焊材试验筛选出合适的药忍焊丝； 阳0化]其次，对焊接工艺参数的选择，上述的埋弧焊主要参数设置为：焊丝直径4mm，电 流560~630A，电压27~33V，焊接速度397~648mm/min，焊接热输入1.OKJ/mm-3.OKJ/ mm;上述的二氧化碳保护焊的焊接参数为：焊丝参数1. 4mm，电流180~230A，电压23~ 27V，焊接速度为174~238mm/min，焊接热输入I. 3J/mm~I. 7J/mm;
[0006] 在该预制焊缝焊接过程对溫度的控制，预热和层间溫度控制在：预制焊缝焊接 110°C-198。对电流、电压和焊接速度的控制，使线能量总体分布在1.OKJ/mm-3.OKJ/mm 之间；
[0007] 过48小时后进行无损探伤，该无损探伤方式包括但不限定于：磁粉探伤和超声波 探伤；
[0008] 返修焊缝：采用二氧化碳气体保护焊进行返修焊接，其参数如下：焊丝参数 1. 4mm，电流190~270A，电压22~28V，焊接速度为94~266mm/min，焊接热输入1.OJ/ mm~2. 5J/mm，预热和层间溫度控制在115°C-200°C;
[0009] 对于返修焊接时采用两种焊接坡口形式：采用气创V型坡口及采用K型坡口形式 对接焊；
[0010] 过48小时后再次进行无损探伤，该无损探伤方式包括但不限定于：磁粉探伤和超 声波探伤。
[0011] 优选地，所述的预制和返修焊缝其采用钢板材，钢板才厚度为50-100mm，返修厚度 为50-100mm，能涵盖绝大部分常规海洋工程用厚板。
[0012] 优选地，所述的预制和返修焊缝K型坡口时，保持焊接过程中的电流、电压和焊接 速度的一致性，W保证直边的完整性，便于热影响区CTOD试样的制取。
[0013] 优选地，所述的预制焊缝其焊前，焊剂要在300°C-350°c烘干大约2小时；二氧化 碳气体保护焊送气量足：15-25L/min。
[0014] 优选地，所述的预制和返修焊缝过程中应计算线能量，保证二氧化碳气体保护焊 热输入在1. 3-1. 7KJ/mm，埋弧焊热输入在1. 7-3.OKJ/mm。 阳0巧]优选地，对D册6母材进行返修焊接，其所得焊缝和热影响区在0°C时的CTOD试验 值 > 0. 15mm。
[0016] 本发明得到的低溫环境下海洋工程大厚钢板的药忍气体保护焊返修工艺，具有W 下优点：1、返修焊接方法采用二氧化碳气体保护焊，适用现场坡口形式和焊接位置多变的 情况，提高了生产效率，降低了劳动强度。
[0017] 2、进行了 0°C溫度的CTOD试验，填补了海洋工程造船行业D册6级厚钢板返修 CTOD试验的空白，环境溫度0°CW上的D册6级50-llOmm的厚板可W完全采用此返修工艺 焊接，而不需要对焊缝进行焊后热处理，节省了人力物力，提高了生产效率，降低了成本，节 能环保，获得了巨大的经济效益和社会效益。
【附图说明】 阳01引图1是本发明预制焊缝"X"型坡口示意图；
[0019] 图2是本发明返修焊缝"V"型坡口示意图；
[0020] 图3是本发明返修焊缝"K"型坡口示意图；
[0021] 图中：预制焊缝1、2。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 阳〇2引实施例：
[0024] 如图1至图3所示，本发明提供的低溫环境下海洋工程大厚钢板的药忍气体保 护焊返修工艺，本发明采用D册6母板材，钢板厚度IOOmm,返修厚度为IOOmm化型坡口为 100mm，V型坡口深为75mm)，为现有项目最大的实际板厚，属于超厚钢板的焊接与返修。该 材料具有强度高、初性优良、焊接特性好等优点。在海洋工程、造船等行业具有广泛的应用。 试验板预制焊缝采用X型坡口形式对接焊，焊接方法为二氧化碳气体保护焊打底，埋弧焊 填充和盖面；返修焊接时采用两种焊接坡口形式：1、采用气创V型坡口（参见图2)用于 焊缝中屯、的CTOD试验；2、采用K型坡口形式对接焊（参见图3)用于热影响区的CTOD试 验，焊接方法为二氧化碳气体保护焊打底、填充和盖面。经过技术人员对焊材商的考察和 多次初步试验，首选，焊接方法和焊接材料的选择，预制焊缝：经过焊材试验选用二氧化碳 气体保护焊打底，焊接选用药忍焊丝；埋弧焊填充和盖面，经过焊材焊丝选用高纯净度的低 合金钢焊丝，配用焊剂为与焊丝厂家推荐的配套氣碱型烧结焊剂；返修焊缝：采用二氧化 碳气体保护焊进行返修焊接，经过焊材试验筛选出合适的药忍焊丝；具体的可W是预制焊 缝：可W选用直径为巫1. 4mm的药忍焊丝打底，药忍焊丝可W选用市场上药忍焊丝FORMULA Xk550 (H4)，填充和盖面可W选用直径04.Omm的埋弧焊丝0E-SD3,配用焊剂为配用焊剂 为氣碱型烧结焊剂。返修焊接选用直径巫1. 4mm的药忍焊丝FORMULAXk550 (H4)。 阳02引 1.下料
[00%] 按钢板的材质证书去料厂找到对应的钢板，根据加工图切割加工出试板，下料过 程中有第=方船级社见证并打钢印。
[0027] 2.对焊工进行培训。
[0028] 培训过程中的参数要仔细调整并记录；（电流/电压/焊速/保护气体流速）过 程中一定要计算线能量，有偏差要及时与焊工进行沟通并调整参数。
[0029] 表1埋弧焊的典型焊接参数
[0030]
[0031] 表2二氧化碳气体保护焊（返修）的典型焊接参数
[0032]
阳〇3：3] 3.试板加工完成并检验尺寸合格后进行试件装配（加上足够厚的马板及较长的 引弧板），装配好后再次检查试板装配尺寸是否合格。引弧板长140mm，厚度与母