水下濕法焊接工藝論文

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1試驗方法

本次焊接工藝試驗按照美國水下焊接規范AWSD3.6：2010的規定進行試件準備、焊接及焊后性能測試等工作，并按照標準中的要求進行評定。

1.1焊材及母材

本次焊接工藝試驗采用的母材為舞陽鋼鐵廠生產的EH36海洋工程結構用鋼，焊接材料選用BrocoSofTouch專用水下焊條。Broco焊條分為SofTouch和EasyTouch兩個系列。其中SofTouch焊條可以滿足或者超過AWSD3.6對于B型焊縫的規范要求，以及美國焊接協會用于檢驗水下焊縫的標準。美國海軍指揮機構和海軍船塢一直使用SofTouch對其艦艇進行修理和維護。

1.2焊接設備

本次工藝試驗在水槽內進行，選用肯比公司生產的KemppiMaster2850型專用水下焊接電源，見圖1a。與MMA弧焊機相比，KemppiMaster2850電焊機具有較大的電壓儲備和優異的焊接性能，多電壓電源能降低開路電壓，屏蔽焊接電流，防止電壓和熱量過剩，該焊機廣泛用于如船舶、石油鉆井平臺和其他鋼結構的水下缺陷的修理和維護。1.3焊接準備本次焊接工藝試驗為平焊（1G）位置的平板對接。試件尺寸為250mm×200mm×13mm，坡口角度60°，預制反變形3°，試件兩端加引弧板。每次焊接前先調節設備，使焊條和焊縫位置對中，然后注水、施焊，焊后將水抽出，進行下道焊縫的焊接。試驗水深為0.5m，試驗溫度為12℃。

2評判標準

由于水下濕法焊接的特點，其接頭質量的無損檢測及性能測試不能采用陸地建造標準進行評判。美國水下焊接規范AWSD3.6：2010標準將接頭的質量分為A、B和O級，每個級別對無損檢測及接頭性能有不同要求。其中A級焊縫質量最好，幾乎能達到陸地焊接的水平，可以用于結構件焊接。B級焊縫一般適用于延展性要求比較低、氣孔及其他缺陷要求不是很嚴格的非主要構件。根據國際慣例，對水下濕法焊接的要求一般為B級。。

3試驗結果

按照美國水下焊接規范AWSD3.6：2010標準的規定，試驗后對試件進行無損檢測及相關性能測試。

3.1彎曲試驗

彎曲試驗按照ISO6947標準制備試驗件并進行試驗，試驗在20t電子萬能試驗機上完成。彎輥直徑為120mm，彎曲角度為180°。

3.2拉伸試驗

拉伸試驗按照ISO6892標準制備試驗件并進行試驗，試驗在200tYDL-萬能試驗機上進行。

3.3金相試驗

材料的性能與組織密切相關，分別在母材、焊縫和HAZ區域取樣，經粗磨、精磨、拋光、腐蝕后，觀察其微觀組織。金相顯微鏡型號為OLYMPUS-GX51，試驗腐蝕劑為4%的硝酸酒精溶液。

4結論

機械性能測試結果表明，0.5m水深時Broco焊條&EH36鋼的焊接接頭性能能夠滿足AWSD3.6標準B級焊縫的質量要求。由于焊接過程中電弧直接在水中燃燒，目前水下濕法焊接的接頭強度還不能達到陸地焊接的質量水平，只能用于非主要受力構件的焊接。

作者:趙翠華陳英許威單位:海洋石油工程股份有限公司