船舶钢结构焊接技术-埋弧焊工艺方法

船舶自动化焊接方法中，埋弧焊占重要地位。凡是在船体零部件、船体分段组焊和船台船体总段合拢的长板对接缝、长角焊缝的水平焊接场合都有大量应用；船甲板的拼板埋弧焊（图3-37）以使用焊接小车最为方便。

对于工字梁这种船体结构零件来说，遇到长角焊缝时，将焊缝置于船型焊位则容易保证焊接质量（图3-38）。

图3-37 船甲板的埋弧自动焊

对于具对称分布的长角焊缝的船体零部件，为减小焊接变形，均采用对称布置双焊机，并同时施焊的方案（图3-39～图3-41）。

图3-38 工字梁的角焊缝埋弧自动焊

图3-39 大型工字梁的双弧对称自动焊

图3-40 船零件长角缝采用双弧对称自动焊

图3-41 船零件长角缝埋弧自动焊

现代船舶埋弧焊工艺方法中，还推广了各种高效埋弧焊工艺方法，其中，有双丝埋弧焊（图3-42），单丝窄间隙埋弧拼焊（图3-43）、双丝窄间隙埋弧焊（图3-44～图3-46）。

图3-42 双丝小车式埋弧自动焊机

图3-43 船舶厚板的单丝窄间隙埋弧拼焊

图3-44 双丝窄间隙埋弧焊(https://www.xing528.com)

图3-45 双丝窄间隙埋弧焊机

图3-46 窄间隙埋弧焊接船舶平面分段

船体结构的特点是一旦吊装到船台（或船坞）上进行组装焊接后，由于不可能对焊接结构再进行“翻身”等位置的改变，从而使结构的焊缝可能处于不利于焊接质量的焊位，典型的焊位为立焊位、横焊位和仰焊位；即便是平焊位，往往因焊缝背面的空间狭小，也不便进行焊接操作；针对船体结构的上述特点，于是单面焊双面成形工艺就成为船体焊接技术中的重点研究课题。

埋弧自动焊的单面焊双面成形工艺，主要是使用焊缝背面的衬垫法。图3-47示出三种：即焊剂铜垫（FCB）法、陶瓷衬垫法和焊剂衬垫法；焊剂铜垫法和焊剂衬垫法都是衬垫可反复使用的方法，最适用20mm以下的厚钢板平板对接缝的拼焊，这时，可采用大焊接电流一次将钢板焊透，并有良好的背面焊缝成形。

陶瓷衬垫是一种用陶质烧结工艺成形的一次性使用衬垫（图3-48、图3-49），其特点是陶瓷衬垫本身很轻，容易安装（图3-50），并且焊后也容易清除。

图3-47 埋弧自动焊的衬垫法示意图

图3-48 平焊缝背面的陶瓷衬垫

图3-49 一种陶瓷衬垫规格

使用陶瓷衬垫后，埋弧焊的焊接规范可调范围增大，一次焊透能力强；在厚板开坡口且钝边较小或薄板的对接焊中，采用大电流在不留间隙的情况下，也能焊透使焊缝背面成形。

如陶瓷衬垫埋弧焊的电流过大，热输入增加，对接头性能也不利，为满足接头性能要求，应采用适宜的焊接电流，并配合一定的装配间隙。

图3-50 陶瓷衬垫装贴件的构成

对于陶瓷衬垫埋弧焊，除对陶瓷衬垫的成分、耐火度、烧结温度、成形槽尺寸及形状面有特殊要求外，对不同的间隙及坡口条件还需要有一个合适的焊接规范配合。

焊接速度的调整在间隙变化时将起关键作用，间隙增大时焊接速度应降低；间隙较小时，焊接速度要增加。