High-Efficiency Welding Process Para sa 34–80mm Extra-Thick Steel Plate (FCAW+EGW Combined Technology)

1. Background: Mga Bottleneck ng Tradisyunal na Thick Plate Welding Sa Paggawa ng Barko

Ang mga malalaking container ship ay gumagamit ng high-strength na sobrang kapal na bakal para sa mid-hull structural parts dahil sa mataas na stress load na katangian. Sinusuportahan lamang ng tradisyunal na single-wire electro-gas welding (EGW) ang maximum na kapal ng plate na 32–33mm, na hindi makatugon sa pangangailangan sa pagpoproseso ng mga super-thick na hull steel plate. Bagama't ang double-wire EGW ay maaaring umabot sa 70mm na hanay ng kapal, nagdadala ito ng napakataas na input ng init, at tanging ang dedikadong high heat input resistant na bakal ang maaaring tumugma sa prosesong ito, na lubhang nagpapataas ng gastos sa pagkuha ng materyal.

Kung ang conventional flux-cored arc welding (FCAW) multi-layer multi-pass welding ay pinagtibay para sa makapal na vertical butt joints na walang espesyal na steel plate, ang ikot ng produksyon ay magiging lubhang mahaba at seryosong maaantala ang pag-unlad ng konstruksiyon. Upang malutas ang salungatan sa pagitan ng limitasyon sa kapal, kakayahang umangkop sa materyal at kahusayan sa hinang, isang nobelang FCAW+EGW na pinagsamang teknolohiya ng hinang ay binuo para sa 34–80mm na mabibigat na steel plate.

Ang daloy ng proseso: Kumpletuhin muna ang single-side forming ng FCAW sa structural surface, pagkatapos ay ipatupad ang EGW welding sa non-structural surface, pagsasama-sama ang back forming advantage ng FCAW at ultra-high deposition efficiency ng EGW.

2 Mga Pangunahing Teknikal na Detalye ng FCAW+EGW Combined Welding

2.1 Naaangkop na Saklaw ng Kapal ng Plate

Ang hybrid na prosesong ito ay nagta-target ng 34–80mm makapal na steel plate. Ang mas mababang limitasyon ay ang maximum na kapal ng karaniwang single-wire na EGW, at ang itaas na limitasyon ay tumutugma sa pinakamakapal na hull side shell plates na ginagamit sa mainstream container vessel, na sumasaklaw sa karamihan ng mabibigat na structural welding scenario sa paggawa ng barko.

2.2 Prinsipyo ng Pagtutugma ng Kapal

Kapag nagdidisenyo ng layered welding layout, dalawang pangunahing salik ang dapat na balanse: i-maximize ang EGW high-efficiency advantages, at kontrolin ang pagkakaiba ng kabuuang idinepositong dami ng metal sa magkabilang panig sa loob ng isang makatwirang hanay upang maiwasan ang matinding asymmetric welding deformation.

2.3 Na-optimize na Disenyo ng Pinagsanib at Groove

1. Anggulo ng Groove: Ang panig ng FCAW ay gumagamit ng katamtamang makitid na uka (X±5°) upang bawasan ang dami ng pagpuno; Ang gilid ng EGW ay nagtatakda ng mga variable na anggulo batay sa kapal ng plato: Y±5° para sa 30–50mm na mga plato, Z±5° para sa 51–80mm na mga plato upang mabawasan ang pagkonsumo ng welding filler.

2. Root Gap: Pinag-isang gap tolerance G±2mm upang matugunan ang mga kinakailangan sa operasyon ng parehong proseso ng welding nang sabay-sabay.

3. Backing Strip: Ang mga tradisyonal na triangular na backing strip ay hindi tugma sa istraktura ng groove na ito; kailangan ang mga round bar backing strips, na may diameter na pinili ayon sa aktwal na assembly clearance.

2.4 Mga Panuntunan sa Operasyon ng Konstruksyon sa Site

1. Espesyal na Pagsasanay sa Operator: Kahit na ang mga technician na may mature na karanasan sa welding ng EGW para sa mga medium plate ay nangangailangan ng naka-target na pagsasanay. Ang molten pool control at wire swing operation logic ay malaki ang pagkakaiba kapag hinang ang mga ultra-thick na plato.

2. End Nondestructive Inspection: Ang lahat ng weld start/stop segment ay dapat ma-inspeksyon ng RT o UT. Ang mga nakitang depekto ay dapat alisin sa pamamagitan ng air gouging at ayusin gamit ang FCAW o SMAW.

3. Tab na Run-on at Run-off: Ang mga tab ay dapat na hindi bababa sa 50mm ang haba, na may magkaparehong kapal at hugis ng uka na tumutugma sa base metal upang maiwasan ang mga depekto sa dulo.

4. Proteksyon ng Windproof: Ang daloy ng hangin ay nakakagambala sa shielding gas at nagpapapasok ng nitrogen sa molten pool, na nagiging sanhi ng mga pores at degraded joint mechanical properties. Ang mga hadlang sa hangin ay sapilitan sa panahon ng pagtatayo.

3 Pamantayan sa Pagsusulit sa Kwalipikasyon ng Proseso

3.1 Mga Kondisyon sa Pagsubok

Ang lahat ng mga piraso ng pagsubok at mga katugmang welding consumable ay sumusunod sa mga pamantayan sa paggawa ng barko; ang welding position ay vertical 3G, at ang buong parameter records ay pinananatili. Ang mga pagsusulit ay pinangangasiwaan ng mga surveyor mula sa LR at CCS classification society.

3.2 Mga Resulta ng Hindi Mapanirang Pagsusuri

• PT: Ang mga weld surface edge ay makinis, walang mga bitak sa ibabaw, mga butas o undercut na mga depekto.

• UT: Ang lahat ng test welds ay ganap na umabot sa ISO 5817 Grade B na pamantayan sa pagtanggap.

• MT: Walang nakitang mga depekto sa ilalim ng ibabaw o pang-ibabaw na mga linear sa harap at likod na mga weld surface.

3.3 Data ng Pagsubok sa Mechanical Property

Ang tensile, side bend, low-temperature impact at hardness na mga pagsubok ay isinasagawa nang buong alinsunod sa mga kinakailangan sa detalye ng dagat:

1. Pagsusuri sa tensile: Apat na mga specimen ng pagsubok ay umabot sa 580–595MPa lakas ng tensile, lahat ay bali sa base metal sa halip na weld joint.

2. Pagsubok sa side bend (D=40mm, 180° bending): Lahat ng apat na sample ay pumasa nang walang bitak.

3. -20℃ impact toughness: Weld center, fusion line at 2/5mm sa labas ng fusion line lahat ay lumampas sa minimum na kinakailangang halaga na 34J, na nagpapakita ng mahusay na mababang temperatura na crack resistance.

3.4 Konklusyon ng Pormal na Kwalipikasyon

Ang lahat ng hindi mapanira at mekanikal na tagapagpahiwatig ng pagsubok ay nakakatugon sa mga pamantayan ng dagat ng LR at CCS, at ang pinagsamang proseso ng welding ng FCAW+EGW ay pumasa sa opisyal na kwalipikasyon ng pamamaraan.

4 Paghahambing ng Kahusayan ng Welding

Kumuha ng 1-meter vertical butt weld bilang object ng paghahambing:

• Tradisyonal na double-sided FCAW multi-pass welding: Kabuuang oras ng pagtatrabaho 250 minuto

• FCAW+EGW pinagsamang proseso: FCAW seksyon 125 minuto + EGW seksyon 18 minuto = kabuuang 143 minuto

  Ang makabagong hybrid na teknolohiya ay nagpapaikli sa oras ng pagtatayo ng halos 43%, na makabuluhang nakakataas sa throughput ng makapal na plate hull workshop.

5 Konklusyon

Ang pinagsamang proseso ng welding ng FCAW+EGW ay perpektong nilulutas ang tatlong pangunahing sakit ng makapal na plate vertical welding: solong limitasyon sa kapal ng EGW, mataas na heat input material restriction, at mababang kahusayan ng full FCAW multi-layer welding. Pinapanatili nito ang stable back forming capacity ng flux-cored wire welding habang ginagamit ang napakataas na deposition rate ng electro-gas welding, na nakakamit ng dalawahang pakinabang ng kahusayan sa produksyon at magkasanib na pagganap.

Sa aktwal na produksyon ng barko, ang mahigpit na kontrol sa katumpakan ng pagpoproseso ng uka, clearance ng pagpupulong, pagtutugma ng mga consumable ng welding at mga standardized na parameter ng operasyon ay ang paunang kinakailangan para sa matatag na aplikasyon ng masa ng prosesong ito. Kung kailangan mo ng customized na thick plate hybrid welding process scheme para sa paggawa ng barko o mga proyektong heavy steel structure, makipag-ugnayan sa technical team sa heavth.com para sa ganap na pagtutugma ng parameter at gabay sa proseso.