1. Háttér: A hagyományos vastaglemez-hegesztés szűk keresztmetszete a hajógyártásban
A nagy konténerhajók nagy szilárdságú, extra vastag acélt használnak a középső hajótest szerkezeti részeihez a nagy igénybevételi terhelés miatt. A hagyományos egyhuzalos elektro-gázhegesztés (EGW) csak a 32–33 mm-es maximális lemezvastagságot támogatja, ami nem tudja kielégíteni a rendkívül vastag hajótestű acéllemezek feldolgozási igényét. Bár a kéthuzalos EGW elérheti a 70 mm-es vastagságtartományt, rendkívül magas hőbevitelt biztosít, és csak a dedikált, nagy hőbevitellel ellenálló acél felel meg ennek a folyamatnak, ami nagymértékben növeli az anyagbeszerzési költségeket.
Ha a hagyományos folyasztószeres ívhegesztés (FCAW) többrétegű, több menetes hegesztést alkalmazzák vastag függőleges tompakötésekhez speciális acéllemezek nélkül, a gyártási ciklus rendkívül hosszú lesz, és jelentősen késlelteti az építkezés előrehaladását. A vastagsághatár, az anyagalkalmazhatóság és a hegesztési hatékonyság közötti konfliktus megoldására egy új FCAW+EGW kombinált hegesztési technológiát fejlesztettek ki 34–80 mm-es nehéz acéllemezekhez.
A folyamat menete: Először fejezze be az egyoldali formázást FCAW-val a szerkezeti felületen, majd hajtsa végre az EGW hegesztést a nem szerkezeti felületen, egyesítve az FCAW visszaalakítási előnyét és az EGW ultramagas leválasztási hatékonyságát.
2 Az FCAW+EGW kombinált hegesztés alapvető műszaki előírásai
2.1 Alkalmazható lemezvastagság-tartomány
Ez a hibrid eljárás 34–80 mm vastag acéllemezeket céloz meg. Az alsó határ a szabványos egyhuzalos EGW maximális vastagsága, a felső határ pedig megfelel a hagyományos konténerhajókban használt legvastagabb hajótest oldalsó héjlemezeinek, lefedi a legtöbb nehéz szerkezeti hegesztési forgatókönyvet a hajógyártásban.
2.2 Vastagság illesztési elv
A réteges hegesztési elrendezés megtervezésekor két alapvető tényezőt kell egyensúlyba hozni: maximalizálni az EGW nagy hatékonyságú előnyeit, és ésszerű tartományon belül szabályozni a két oldalon lévő összes lerakott fémtérfogat különbségét a súlyos aszimmetrikus hegesztési deformáció elkerülése érdekében.
2.3 Optimalizált illesztési és hornyos kialakítás
Horonyszög: Az FCAW oldalon mérsékelten keskeny horony (X±5°) van a töltési térfogat csökkentése érdekében; Az EGW oldala a lemezvastagság alapján változtatható szögeket állít be: Y±5° 30–50 mm-es lemezekhez, Z±5° 51–80 mm-es lemezekhez a hegesztési töltőanyag-felhasználás csökkentése érdekében.
Gyökérrés: Egységes G±2mm hézagtűrés, hogy egyszerre elégítse ki mindkét hegesztési folyamat működési követelményeit.
Hátsó szalag: A hagyományos háromszög alakú hátlapok nem kompatibilisek ezzel a horonyszerkezettel; kerek rudak alátámasztó csíkokra van szükség, amelyek átmérőjét a tényleges szerelési távolságnak megfelelően kell kiválasztani.
2.4 Helyszíni építési üzemeltetési szabályok
Speciális kezelői képzés: Még a közepes lemezekhez érett EGW hegesztési tapasztalattal rendelkező technikusoknak is célzott képzésre van szükségük. Az olvadt medence vezérlése és a huzallengés működési logikája nagymértékben különbözik ultravastag lemezek hegesztésekor.
Roncsolásmentes végellenőrzés: Minden hegesztési indító/leállító szegmenst ellenőriznie kell az RT-nek vagy az UT-nak. A talált hibákat légmetszéssel kell eltávolítani, és FCAW-val vagy SMAW-val meg kell javítani.
Rá- és lefutó fül: A füleknek legalább 50 mm hosszúnak kell lenniük, azonos vastagságúaknak és a horonyformájuknak, amelyek illeszkednek az alapfémhez a véghibák elkerülése érdekében.
Szélálló védelem: A légáramlás megzavarja a védőgázt, és nitrogént juttat az olvadt medencébe, pórusokat okozva, és rontja az ízület mechanikai tulajdonságait. Az építkezés ideje alatt a szélvédők használata kötelező.
3 Folyamatminősítési tesztszabvány
3.1 Vizsgálati feltételek
Minden próbadarab és hozzáillő hegesztőanyag megfelel a hajóépítési szabványoknak; A hegesztési pozíció függőleges 3G, és a teljes paraméterrekord megmarad. A teszteket az LR és a CCS osztályozó társaságok felügyelői felügyelik.
3.2 Roncsolásmentes vizsgálati eredmények
PT: A hegesztési felület élei simaak, nincsenek felületi repedések, pórusok vagy alámetszett hibák.
UT: Minden teszthegesztés teljes mértékben eléri az ISO 5817 B fokozatú elfogadási szabványt.
MT: Nem észleltek felszín alatti vagy felületi lineáris hibákat az elülső és hátsó hegesztési felületeken.
3.3 Mechanikai tulajdonságok vizsgálati adatai
A szakítószilárdsági, oldalsó hajlítási, alacsony hőmérsékletű ütési és keménységi vizsgálatokat a tengeri specifikáció követelményeivel összhangban kell elvégezni:
Szakítószilárdság: Négy próbatest éri el az 580–595 MPa szakítószilárdságot, minden nem nemesfémre törik a hegesztési kötés helyett.
Oldalsó hajlítási teszt (D=40mm, 180°-os hajlítás): Mind a négy minta repedés nélkül megy.
-20 ℃ ütésállóság: A hegesztési középpont, az ömlesztési vonal és a 2/5 mm-es külső hegesztővonal jóval meghaladja a minimálisan szükséges 34J értéket, kiváló alacsony hőmérsékletű repedésállóságot mutatva.
Minden roncsolásmentes és mechanikai vizsgálati indikátor megfelel az LR és CCS tengeri szabványoknak, és az FCAW+EGW kombinált hegesztési eljárás megfelel a hivatalos eljárási minősítésnek.
4 Hegesztési hatékonyság összehasonlítása
Vegyünk egy 1 méteres függőleges tompahegesztést összehasonlító tárgynak:
Hagyományos kétoldalas FCAW többmenetes hegesztés: Teljes munkaidő 250 perc
FCAW+EGW kombinált folyamat: FCAW szakasz 125 perc + EGW szakasz 18 perc = összesen 143 perc
Az innovatív hibrid technológia közel 43%-kal lerövidíti az építési időt, jelentősen megnövelve a vastag lemeztestű műhelyek teljesítményét.
5 Következtetés
Az FCAW+EGW kombinált hegesztési eljárás tökéletesen megoldja a vastaglemezes függőleges hegesztés három fő fájdalompontját: az egyszeri EGW vastagságkorlátozást, a nagy hőbeviteli anyagkorlátozást és a teljes FCAW többrétegű hegesztés alacsony hatékonyságát. Megőrzi a fluxusos huzalhegesztés stabil visszaképző képességét, miközben kihasználja az elektro-gázhegesztés ultramagas leválasztási sebességét, így kettős termelési hatékonyságot és kötési teljesítményt ér el.
A tényleges hajógyártásban a horonymegmunkálási pontosság, az összeszerelési hézag, a hegesztési kellékanyagok és a szabványosított működési paraméterek szigorú ellenőrzése az előfeltétele ennek az eljárásnak a stabil tömeges alkalmazásának. Ha testreszabott vastaglemezes hibrid hegesztési eljárási sémákra van szüksége hajóépítéshez vagy nehéz acélszerkezeti projektekhez, lépjen kapcsolatba a műszaki csapattal a következő címen: Heavth.com a teljes paraméteregyeztetéshez és a folyamatvezetéshez.
