Proses Kimpalan Berkecekapan Tinggi Untuk Plat Keluli Lebih Tebal 34–80mm (Teknologi Gabungan FCAW+EGW)

1. Latar Belakang: Kesesakan Kimpalan Plat Tebal Tradisional Dalam Pembinaan Kapal

Kapal kontena besar menggunakan keluli lebih tebal berkekuatan tinggi untuk bahagian struktur badan tengah kerana ciri beban tegasan yang tinggi. Kimpalan elektro-gas (EGW) wayar tunggal tradisional hanya menyokong ketebalan plat maksimum 32–33mm, yang tidak dapat memenuhi permintaan pemprosesan plat keluli badan kapal super tebal. Walaupun EGW wayar dua boleh mencapai julat ketebalan 70mm, ia membawa input haba yang sangat tinggi, dan hanya keluli tahan input haba tinggi yang berdedikasi boleh menandingi proses ini, yang sangat meningkatkan kos perolehan bahan.

Jika kimpalan berbilang laluan berbilang lapisan berteras fluks konvensional (FCAW) diguna pakai untuk sambungan punggung menegak tebal tanpa plat keluli khas, kitaran pengeluaran akan menjadi sangat panjang dan melambatkan kemajuan pembinaan dengan serius. Untuk menyelesaikan konflik antara had ketebalan, kebolehsuaian bahan dan kecekapan kimpalan, teknologi kimpalan gabungan FCAW+EGW baru dibangunkan untuk plat keluli berat 34–80mm.

Aliran proses: Lengkapkan pembentukan satu sisi oleh FCAW pada permukaan struktur terlebih dahulu, kemudian laksanakan kimpalan EGW pada permukaan bukan struktur, menggabungkan kelebihan membentuk belakang FCAW dan kecekapan pemendapan ultra tinggi EGW.

2 Spesifikasi Teknikal Teras Kimpalan Gabungan FCAW+EGW

2.1 Julat Ketebalan Plat Berkenaan

Proses hibrid ini menyasarkan plat keluli tebal 34–80mm. Had bawah ialah ketebalan maksimum EGW wayar tunggal standard, dan had atas sepadan dengan plat cangkerang sisi badan paling tebal yang digunakan dalam kapal kontena arus perdana, meliputi kebanyakan senario kimpalan struktur berat dalam pembinaan kapal.

2.2 Prinsip Padanan Ketebalan

Apabila mereka bentuk susun atur kimpalan berlapis, dua faktor teras mesti seimbang: memaksimumkan kelebihan kecekapan tinggi EGW, dan mengawal perbezaan jumlah isipadu logam termendap pada kedua-dua belah dalam julat yang munasabah untuk mengelakkan ubah bentuk kimpalan asimetri yang teruk.

2.3 Reka Bentuk Bersama & Alur Dioptimumkan

1. Sudut Alur: Bahagian FCAW menggunakan alur sederhana sempit (X±5°) untuk mengurangkan volum pengisian; Sisi EGW menetapkan sudut berubah-ubah berdasarkan ketebalan plat: Y±5° untuk plat 30–50mm, Z±5° untuk plat 51–80mm untuk mengurangkan penggunaan pengisi kimpalan.

2. Jurang Akar: Toleransi jurang bersatu G±2mm untuk memenuhi keperluan operasi kedua-dua proses kimpalan secara serentak.

3. Jalur Penyandar: Jalur penyandar segi tiga konvensional tidak serasi dengan struktur alur ini; jalur penyandar bar bulat diperlukan, dengan diameter dipilih mengikut kelegaan pemasangan sebenar.

2.4 Peraturan Operasi Pembinaan Di Tapak

1. Latihan Operator Khas: Malah juruteknik yang mempunyai pengalaman kimpalan EGW matang untuk plat sederhana memerlukan latihan yang disasarkan. Kawalan kolam lebur dan logik operasi hayunan wayar sangat berbeza apabila mengimpal plat ultra-tebal.

2. Tamat Pemeriksaan Tanpa Musnah: Semua segmen mula/henti kimpalan mesti diperiksa oleh RT atau UT. Kecacatan yang ditemui hendaklah dibuang dengan mencungkil udara dan dibaiki dengan FCAW atau SMAW.

3. Tab Run-on & Run-off: Tab hendaklah sekurang-kurangnya 50mm panjang, dengan ketebalan yang sama dan bentuk alur yang sepadan dengan logam asas untuk mengelakkan kecacatan hujung.

4. Perlindungan Kalis Angin: Aliran udara mengganggu gas pelindung dan memasukkan nitrogen ke dalam kolam cair, menyebabkan liang dan sifat mekanikal sendi yang terdegradasi. Penghalang angin adalah wajib semasa pembinaan.

3 Standard Ujian Kelayakan Proses

3.1 Keadaan Ujian

Semua kepingan ujian dan bahan habis kimpalan dipadankan mematuhi piawaian pembinaan kapal; kedudukan kimpalan adalah menegak 3G, dan rekod parameter penuh dikekalkan. Ujian diawasi oleh juruukur daripada persatuan klasifikasi LR dan CCS.

3.2 Keputusan Ujian Tidak Musnah

• PT: Tepi permukaan kimpal adalah licin, permukaan sifar retak, liang atau kecacatan undercut.

• UT: Semua kimpalan ujian mencapai standard penerimaan ISO 5817 Gred B sepenuhnya.

• MT: Tiada kecacatan linear bawah permukaan atau permukaan dikesan pada permukaan kimpalan hadapan dan belakang.

3.3 Data Ujian Harta Mekanikal

Ujian tegangan, lentur sisi, impak suhu rendah dan kekerasan dijalankan mengikut sepenuhnya keperluan spesifikasi marin:

1. Ujian tegangan: Empat spesimen ujian mencapai kekuatan tegangan 580–595MPa, semua patah pada logam asas dan bukannya sambungan kimpalan.

2. Ujian lentur sisi (D=40mm, lentur 180°): Semua empat sampel lulus tanpa retak.

3. Keliatan impak -20 ℃: Pusat kimpalan, garisan gabungan dan garisan gabungan luar 2/5mm semuanya jauh melebihi nilai minimum yang diperlukan iaitu 34J, menunjukkan rintangan retak suhu rendah yang sangat baik.

3.4 Kesimpulan Kelayakan Formal

Semua penunjuk ujian tidak musnah dan mekanikal memenuhi piawaian marin LR dan CCS, dan proses kimpalan gabungan FCAW+EGW melepasi kelayakan prosedur rasmi.

4 Perbandingan Kecekapan Kimpalan

Ambil kimpalan punggung menegak 1 meter sebagai objek perbandingan:

• Kimpalan berbilang pas FCAW dua sisi tradisional: Jumlah masa kerja 250 minit

• Proses gabungan FCAW+EGW: Bahagian FCAW 125 minit + bahagian EGW 18 minit = jumlah 143 minit

  Teknologi hibrid yang inovatif memendekkan masa pembinaan sebanyak hampir 43%, dengan ketara meningkatkan daya pengeluaran bengkel badan plat tebal.

5 Kesimpulan

Proses kimpalan gabungan FCAW+EGW dengan sempurna menyelesaikan tiga titik kesakitan utama kimpalan menegak plat tebal: had ketebalan EGW tunggal, sekatan bahan input haba tinggi dan kecekapan rendah kimpalan berbilang lapisan FCAW penuh. Ia mengekalkan kapasiti pembentuk belakang yang stabil bagi kimpalan wayar berteras fluks sambil memanfaatkan kadar pemendapan ultra tinggi bagi kimpalan elektro-gas, mencapai dua keuntungan kecekapan pengeluaran dan prestasi bersama.

Dalam pengeluaran kapal sebenar, kawalan ketat ke atas ketepatan pemprosesan alur, pelepasan pemasangan, pemadanan bahan habis kimpalan dan parameter operasi piawai adalah prasyarat untuk penggunaan jisim yang stabil bagi proses ini. Jika anda memerlukan skim proses kimpalan hibrid plat tebal yang disesuaikan untuk pembinaan kapal atau projek struktur keluli berat, hubungi pasukan teknikal di heavth.com untuk padanan parameter penuh dan panduan proses.