hardox400悍达耐磨钢板焊接工艺评定
1． 总则
本技术条件是hardox400悍达耐磨钢之间及hardox400悍达耐磨钢与船体结构钢之间的焊接技术要求，适用于船厂建造的挖泥船。本技术文件中的耐磨钢指的是牌号为hardox400悍达的耐磨钢。
本工艺根据焊接工艺评定结果由上海志琪编制。
2． 母材
hardox400悍达耐磨钢的化学成份和力学性能应符合表1和表2的规定。
表1 hardox400悍达耐磨钢化学成份
板厚 (mm) | C max | Si max | Mn max | P max | S max | Cr max | Ni max | Mo max | B max | 碳当量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：碳当量CEV=C+Mn/6+(Cr+Mn+V)/5+(Cu+Ni)/15
表2 hardox400悍达耐磨钢力学性能(典型值)
板厚 (mm) | 热处理 | 硬度 (HB) | 屈服强度 (Mpa) | 抗拉强度 (Mpa) | 延伸率 (%) | 冲击功 (-40℃，J) |
8~40 | 淬火 | 370~430 | 1000 min | 1300 min | 12 min | 30min |
3． Hardox500焊接材料
采用抗拉强度级别为490 Mpa的低强度焊接材料，并且扩散氢含量必须是低于10ml/100g，适合的焊接材料列举如表3所示。
表3 焊接材料
焊接材料 抗拉强度级别(Mpa) | 焊条电弧焊 | 气体保护焊 | |||
焊条牌号 | CCS认可级别 | 焊丝牌号 | CCS认可级别 | 保护气体 | |
490 min | CHE58-1 | 3YH5 | GFL-71 | 3YH10 | CO2 |
注：焊条在使用前必须经350℃下1小时的烘焙，然后在约100℃下保存。在使用过程中焊条置于保温筒中，并随用随取。焊条从烘箱里取出超过4个小时，如果没有用完应重新烘焙。
当船东对焊缝表面耐磨耐腐蚀性有特殊要求时，应按照船东的退审意见采用满足性能要求的焊条进行表面堆焊。
4．Hardox500 焊接接头
对接焊采用如图1所示坡口形式，接头反面必须清根见白，并施予封底焊。
尽量避免在耐磨板上开塞焊孔。
角焊缝应采用双面连续焊，最小焊角应不小于5毫米，如图2所示。
焊缝长度应不小于50毫米。
5． Hardox400切割工艺
采取火焰切割。
切割面必须及时进行打磨，自由边和坡口根部棱角必须吊离切割平台前及时打磨圆滑，如倒角R2~3。
必须避免切割时产生尖锐缺口。
为避免钢板软化，应避免钢板在200℃以上温度时进行切割，因此，相邻切割线间距一般不能小于200毫米，小块工件(如A4纸大小)必须待钢板冷却至200℃以下温度后再切割。
切割后不能立刻过水，应等钢板降到室温再淋水以防止产生裂纹。
6． Hardox400悍达耐磨板成形工艺
只能采用模压冷加工成形，不能采用水火弯板成形。成形要缓慢、平稳进行。
成形方向应与钢板的轧制方向(长度方向)垂直。
弯曲半径应至少为5倍的板厚度。弯曲的长度应至少为10倍的板厚度。
在弯曲前，板的边缘棱角必须打磨圆滑过度。
矫正钢板不能用水冷却，矫正温度过高会软化钢板硬度，降低耐磨性。
7． Hardox悍达耐磨板焊前准备
7．1 装配
接缝装配间隙一般应不大于3毫米，个别极限情况最大不大于5毫米。尽量不采用码板装配，最好直接在坡口内点焊，拆除码板严禁采用锤击，必须采用气割方法拆除。
7．2 点焊
点焊长度应不小于50毫米，并且采用规定的焊条，严格遵从与生产焊接相同的预热温度要求。点焊位置应距端部或交叉位置至少50毫米。
7．3 接头的清理及准备
待焊面必须避免有水、油、切割氧化皮、铁屑、灰尘、锈以及机加工后的乳化液等残留物。
切割产生的尖锐缺口必须将缺口先打磨平顺，再用规定的焊条补焊且将焊缝打磨平顺才能进行生产焊接。
7．4 预热和层间温度
当板厚度t≤25时在焊前必须预热至少75℃~125℃，层间温度应保持在75℃~200℃。
加热方法可以采用电加热，也可以采用火焰加热，长接头最好采用电加热。
加热范围为接头两侧各100毫米内。
预热温度测量点应距接头75毫米，层间温度测量点在焊缝上。
8． 悍达400耐磨板焊接工艺
8．1 焊接工艺参数
焊条电弧焊和气体保护焊的工艺参数分别见表4和表5所示。
表4 焊条电弧焊工艺参数
焊条规格（mm） | 3.2 | 4.0 | |
电流（A） | 平焊 | 100~130 | 160~210 |
横焊、立焊 | 90~120 | 140~180 | |
仰焊 | 90~120 | 140~160 | |
表5 气体保护焊工艺参数(对接)
焊接位置 | 坡口形式 | 焊道 | 焊接电流(A) | 电弧电压(V) | 焊道布置示意 |
平焊 | V | 正面 | 180~260 | 26~28 |
|
反面 | 220~280 | 26~28 | |||
横焊 | 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 气体保护焊工艺参数(角焊)
焊接位置 | 焊角尺寸 | 焊道数目 | 焊接电流(A) | 电弧电压(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 |
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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只有构件的坡口没有缺口、装配间隙符合工艺要求且报验合格的情况下焊工才可以施焊。
8．2．2焊前预热应遵守焊接工艺的规定及工艺员的现场指示。
8．2．3焊接电流种类为直流反接，即连接焊枪(焊钳)的电缆接正(+)极。
8．2．4当焊接必须在室内场地或有遮风避雨的措施户外作业场地进行，应对焊接作业区域提供适当的防风遮蔽和防护措施。
8．2．5焊接时的保护气体流量一般为15~25升/分钟。
8．2．6焊工应遵守焊道熔敷顺序的规定，避免焊缝余高过高。
8．2．7焊缝的打底层和盖面层应采用电流参数的下限值进行焊接。
8．2．8焊条电弧焊应尽量压低电弧短弧操作。
8．2．9各层焊道的接头应错开至少50mm，尽量避免在交叉位置或端部起弧和收弧。
8．2．10焊缝末端收弧处应填满弧坑，以防止产生弧坑裂纹。
8．2．11焊接顺序应先收缩量大的后焊收缩量小的焊缝，如先焊对接，再焊角接；如先焊厚板，再焊薄板。并且在焊接过程中始终留一条可以自由收缩的边。
9． Hardox400焊后热处理
焊后可以采取保温材料覆盖缓冷，但不需要采取消除应力热处理或去氢处理。
10． Harox450焊接接头的质量要求
一般应采用砂轮将焊缝与母材焊趾处打磨圆滑过渡，不得存在尖锐的咬边及深度大于0.5毫米的咬边。
焊缝表面在焊完48小时以后进行双面100%表面(包括焊缝两侧100毫米)磁粉或着色探伤，以无裂纹为合格。钢板表面装配码板点焊位置抽查20%进行表面磁粉或着色探伤，以无裂纹为合格。
对接焊缝内部在焊完48小时以后必须进行一定比例的射线探伤或超声波探伤，合格等级、探伤部位和数量按结构设计图纸的要求或无损探伤原则工艺执行。
11． Harox450焊接缺陷的返修和补焊
11．1 凡在质量检验过程中发现的表面或内部超标缺陷均应及时清除，清除可以采用打磨或碳弧气刨的办法进行，并形成适合焊接的坡口形状和长度，在焊前应将氧化坡、挂渣、渗碳层打磨清除。
11．2 补焊应由船级社认可的焊工施焊，并按照与生产焊接相同的焊接工艺(焊接材料、预热、焊接工艺参数、熔敷顺序等)施焊。
11．3 补焊后的焊缝应进行与原来检验内容相同的质量检验，如目视或表面磁粉或着色探伤或射线探伤或超声波探伤。检验长度应适当往补焊焊缝两端延伸一定长度。
