hardox400悍達耐磨鋼板焊接工藝評定
1． 總則
本技術條件是hardox400悍達耐磨鋼之間及hardox400悍達耐磨鋼與船體結構鋼之間的焊接技術要求，適用于船廠建造的挖泥船。本技術文件中的耐磨鋼指的是牌號為hardox400悍達的耐磨鋼。
本工藝根據焊接工藝評定結果由上海志琪編制。
2． 母材
hardox400悍達耐磨鋼的化學成份和力學性能應符合表1和表2的規定。
表1 hardox400悍達耐磨鋼化學成份
板厚 (mm) | C max | Si max | Mn max | P max | S max | Cr max | Ni max | Mo max | B max | 碳當量CEV max |
% | ||||||||||
8~40 | 0.20 | 0.50 | 1.80 | 0.025 | 0.010 | 1.50 | 0.80 | 0.50 | 0.005 | 0.51 |
注：碳當量CEV=C+Mn/6+(Cr+Mn+V)/5+(Cu+Ni)/15
表2 hardox400悍達耐磨鋼力學性能(典型值)
板厚 (mm) | 熱處理 | 硬度 (HB) | 屈服強度 (Mpa) | 抗拉強度 (Mpa) | 延伸率 (%) | 沖擊功 (-40℃，J) |
8~40 | 淬火 | 370~430 | 1000 min | 1300 min | 12 min | 30min |
3． Hardox500焊接材料
采用抗拉強度級別為490 Mpa的低強度焊接材料，并且擴散氫含量必須是低于10ml/100g，適合的焊接材料列舉如表3所示。
表3 焊接材料
焊接材料 抗拉強度級別(Mpa) | 焊條電弧焊 | 氣體保護焊 | |||
焊條牌號 | CCS認可級別 | 焊絲牌號 | CCS認可級別 | 保護氣體 | |
490 min | CHE58-1 | 3YH5 | GFL-71 | 3YH10 | CO2 |
注：焊條在使用前必須經350℃下1小時的烘焙，然后在約100℃下保存。在使用過程中焊條置于保溫筒中，并隨用隨取。焊條從烘箱里取出超過4個小時，如果沒有用完應重新烘焙。
當船東對焊縫表面耐磨耐腐蝕性有特殊要求時，應按照船東的退審意見采用滿足性能要求的焊條進行表面堆焊。
4．Hardox500 焊接接頭
對接焊采用如圖1所示坡口形式，接頭反面必須清根見白，并施予封底焊。
盡量避免在耐磨板上開塞焊孔。
角焊縫應采用雙面連續焊，最小焊角應不小于5毫米，如圖2所示。
焊縫長度應不小于50毫米。
5． Hardox400切割工藝
采取火焰切割。
切割面必須及時進行打磨，自由邊和坡口根部棱角必須吊離切割平臺前及時打磨圓滑，如倒角R2~3。
必須避免切割時產生尖銳缺口。
為避免鋼板軟化，應避免鋼板在200℃以上溫度時進行切割，因此，相鄰切割線間距一般不能小于200毫米，小塊工件(如A4紙大小)必須待鋼板冷卻至200℃以下溫度后再切割。
切割后不能立刻過水，應等鋼板降到室溫再淋水以防止產生裂紋。
6． Hardox400悍達耐磨板成形工藝
只能采用模壓冷加工成形，不能采用水火彎板成形。成形要緩慢、平穩進行。
成形方向應與鋼板的軋制方向(長度方向)垂直。
彎曲半徑應至少為5倍的板厚度。彎曲的長度應至少為10倍的板厚度。
在彎曲前，板的邊緣棱角必須打磨圓滑過度。
矯正鋼板不能用水冷卻，矯正溫度過高會軟化鋼板硬度，降低耐磨性。
7． Hardox悍達耐磨板焊前準備
7．1 裝配
接縫裝配間隙一般應不大于3毫米，個別極限情況最大不大于5毫米。盡量不采用碼板裝配，最好直接在坡口內點焊，拆除碼板嚴禁采用錘擊，必須采用氣割方法拆除。
7．2 點焊
點焊長度應不小于50毫米，并且采用規定的焊條，嚴格遵從與生產焊接相同的預熱溫度要求。點焊位置應距端部或交叉位置至少50毫米。
7．3 接頭的清理及準備
待焊面必須避免有水、油、切割氧化皮、鐵屑、灰塵、銹以及機加工后的乳化液等殘留物。
切割產生的尖銳缺口必須將缺口先打磨平順，再用規定的焊條補焊且將焊縫打磨平順才能進行生產焊接。
7．4 預熱和層間溫度
當板厚度t≤25時在焊前必須預熱至少75℃~125℃，層間溫度應保持在75℃~200℃。
加熱方法可以采用電加熱，也可以采用火焰加熱，長接頭最好采用電加熱。
加熱范圍為接頭兩側各100毫米內。
預熱溫度測量點應距接頭75毫米，層間溫度測量點在焊縫上。
8． 悍達400耐磨板焊接工藝
8．1 焊接工藝參數
焊條電弧焊和氣體保護焊的工藝參數分別見表4和表5所示。
表4 焊條電弧焊工藝參數
焊條規格（mm） | 3.2 | 4.0 | |
電流（A） | 平焊 | 100~130 | 160~210 |
橫焊、立焊 | 90~120 | 140~180 | |
仰焊 | 90~120 | 140~160 | |
表5 氣體保護焊工藝參數(對接)
焊接位置 | 坡口形式 | 焊道 | 焊接電流(A) | 電弧電壓(V) | 焊道布置示意 |
平焊 | V | 正面 | 180~260 | 26~28 |
|
反面 | 220~280 | 26~28 | |||
橫焊 | V | 正面 | 160~220 | 24~26 |
|
反面 | 160~200 | 24~26 | |||
立焊 | V | 正面 | 160~200 | 22~24 |
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反面 | 140~180 | 21~23 |
表5 氣體保護焊工藝參數(角焊)
焊接位置 | 焊角尺寸 | 焊道數目 | 焊接電流(A) | 電弧電壓(V) | 焊道布置示意 |
平角焊 | 6~8 | 1 | 240~260 | 30~32 |
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10~12 | 2 | 260~280 | 32~34 |
| |
立角焊 | 6~10 | 1 | 160~180 | 22~24 |
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10~12 | 2 | 160~180 | 22~24 |
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8．2 焊接操作
8．2．1只有構件的坡口沒有缺口、裝配間隙符合工藝要求且報驗合格的情況下焊工才可以施焊。
8．2．2焊前預熱應遵守焊接工藝的規定及工藝員的現場指示。
8．2．3焊接電流種類為直流反接，即連接焊槍(焊鉗)的電纜接正(+)極。
8．2．4當焊接必須在室內場地或有遮風避雨的措施戶外作業場地進行，應對焊接作業區域提供適當的防風遮蔽和防護措施。
8．2．5焊接時的保護氣體流量一般為15~25升/分鐘。
8．2．6焊工應遵守焊道熔敷順序的規定，避免焊縫余高過高。
8．2．7焊縫的打底層和蓋面層應采用電流參數的下限值進行焊接。
8．2．8焊條電弧焊應盡量壓低電弧短弧操作。
8．2．9各層焊道的接頭應錯開至少50mm，盡量避免在交叉位置或端部起弧和收弧。
8．2．10焊縫末端收弧處應填滿弧坑，以防止產生弧坑裂紋。
8．2．11焊接順序應先收縮量大的后焊收縮量小的焊縫，如先焊對接，再焊角接；如先焊厚板，再焊薄板。并且在焊接過程中始終留一條可以自由收縮的邊。
9． Hardox400焊后熱處理
焊后可以采取保溫材料覆蓋緩冷，但不需要采取消除應力熱處理或去氫處理。
10． Harox450焊接接頭的質量要求
一般應采用砂輪將焊縫與母材焊趾處打磨圓滑過渡，不得存在尖銳的咬邊及深度大于0.5毫米的咬邊。
焊縫表面在焊完48小時以后進行雙面100%表面(包括焊縫兩側100毫米)磁粉或著色探傷，以無裂紋為合格。鋼板表面裝配碼板點焊位置抽查20%進行表面磁粉或著色探傷，以無裂紋為合格。
對接焊縫內部在焊完48小時以后必須進行一定比例的射線探傷或超聲波探傷，合格等級、探傷部位和數量按結構設計圖紙的要求或無損探傷原則工藝執行。
11． Harox450焊接缺陷的返修和補焊
11．1 凡在質量檢驗過程中發現的表面或內部超標缺陷均應及時清除，清除可以采用打磨或碳弧氣刨的辦法進行，并形成適合焊接的坡口形狀和長度，在焊前應將氧化坡、掛渣、滲碳層打磨清除。
11．2 補焊應由船級社認可的焊工施焊，并按照與生產焊接相同的焊接工藝(焊接材料、預熱、焊接工藝參數、熔敷順序等)施焊。
11．3 補焊后的焊縫應進行與原來檢驗內容相同的質量檢驗，如目視或表面磁粉或著色探傷或射線探傷或超聲波探傷。檢驗長度應適當往補焊焊縫兩端延伸一定長度。
