1. Achtergrond: knelpunten bij het traditionele dikke-plaatlassen in de scheepsbouw
Grote containerschepen gebruiken extra dik staal met hoge sterkte voor structurele onderdelen in het midden van de romp vanwege de hoge spanningsbelastingseigenschappen. Traditioneel enkeldraads elektrogaslassen (EGW) ondersteunt slechts een maximale plaatdikte van 32-33 mm, wat niet kan voldoen aan de verwerkingsvraag van superdikke stalen rompplaten. Hoewel dubbeldraads EGW een dikte van 70 mm kan bereiken, brengt het een extreem hoge warmte-inbreng met zich mee, en alleen speciaal staal dat bestand is tegen hoge warmte-inbreng kan dit proces evenaren, wat de aanschafkosten van materiaal aanzienlijk verhoogt.
Als conventioneel meerlaags booglassen (FCAW) wordt toegepast voor dikke verticale stootverbindingen zonder speciale staalplaten, zal de productiecyclus extreem lang zijn en de voortgang van de bouw ernstig vertragen. Om het conflict tussen de diktelimiet, het aanpassingsvermogen van het materiaal en de lasefficiëntie op te lossen, is een nieuwe FCAW+EGW gecombineerde lastechnologie ontwikkeld voor zware staalplaten van 34–80 mm.
De processtroom: voltooi eerst de enkelzijdige vorming door FCAW op het structurele oppervlak en implementeer vervolgens EGW-lassen op het niet-structurele oppervlak, waarbij het voordeel van terugvormen van FCAW en de ultrahoge afzettingsefficiëntie van EGW worden gecombineerd.
2 Technische kernspecificaties van FCAW+EGW gecombineerd lassen
2.1 Toepasselijk plaatdiktebereik
Dit hybride proces richt zich op staalplaten met een dikte van 34–80 mm. De ondergrens is de maximale dikte van standaard enkeldraads EGW, en de bovengrens komt overeen met de dikste rompplaten aan de zijkant die worden gebruikt in reguliere containerschepen, en dekt de meeste zware structurele lasscenario's in de scheepsbouw.
2.2 Dikte-matchingsprincipe
Bij het ontwerpen van de gelaagde lasindeling moeten twee kernfactoren in evenwicht worden gebracht: maximaliseer de hoge efficiëntievoordelen van EGW en controleer het verschil in totaal afgezet metaalvolume aan beide zijden binnen een redelijk bereik om ernstige asymmetrische lasvervorming te voorkomen.
2.3 Geoptimaliseerd verbindings- en groefontwerp
Groefhoek: De FCAW-zijde heeft een matig versmalde groef (X±5°) om het vulvolume te verminderen; De EGW-zijde stelt variabele hoeken in op basis van de plaatdikte: Y±5° voor platen van 30–50 mm, Z±5° voor platen van 51–80 mm om het verbruik van lasvulmiddel te verminderen.
Root Gap: uniforme spleettolerantie G ± 2 mm om tegelijkertijd aan de bedrijfsvereisten van beide lasprocessen te voldoen.
Steunstrook: Conventionele driehoekige steunstroken zijn niet compatibel met deze groefstructuur; Er zijn steunstrips met ronde staven vereist, waarbij de diameter moet worden gekozen op basis van de daadwerkelijke montageruimte.
2.4 Regels voor bouwwerkzaamheden op locatie
Speciale training voor operators: Zelfs technici met uitgebreide EGW-laservaring voor middelgrote platen hebben gerichte training nodig. De logica van het smeltbad en de draadzwaaibediening verschillen enorm bij het lassen van ultradikke platen.
Einde van niet-destructieve inspectie: Alle start/stop-segmenten van het lassen moeten worden geïnspecteerd door RT of UT. Gevonden defecten moeten worden verwijderd door luchtgutsen en gerepareerd met FCAW of SMAW.
Oploop- en aflooplip: De lipjes moeten minimaal 50 mm lang zijn, met een identieke dikte en groefvorm passend bij het basismetaal om einddefecten te voorkomen.
Winddichte bescherming: de luchtstroom verstoort het beschermgas en introduceert stikstof in het gesmolten zwembad, waardoor poriën en verminderde mechanische eigenschappen van de verbindingen ontstaan. Tijdens de bouw zijn windschermen verplicht.
3 Proceskwalificatieteststandaard
3.1 Testomstandigheden
Alle proefstukken en bijpassende lastoevoegmaterialen voldoen aan de scheepsbouwnormen; de laspositie is verticaal 3G en de volledige parameterrecords blijven behouden. De tests staan onder toezicht van landmeters van classificatiebureaus LR en CCS.
3.2 Niet-destructieve testresultaten
PT: De randen van het lasoppervlak zijn glad, zonder oppervlaktescheuren, poriën of ondersnijdingsdefecten.
UT: Alle proeflassen voldoen volledig aan de ISO 5817 klasse B-acceptatienorm.
MT: Geen ondergrondse of oppervlakte-lineaire defecten gedetecteerd op de voor- en achterkant van de lasoppervlakken.
3.3 Testgegevens mechanische eigenschappen
Trek-, zijbuig-, impact- en hardheidstests bij lage temperaturen worden uitgevoerd in volledige overeenstemming met de eisen van de maritieme specificaties:
Trekproef: Vier proefstukken bereiken een treksterkte van 580–595 MPa, allemaal breuk op basismetaal in plaats van lasverbinding.
Zijwaartse buigtest (D=40 mm, 180° buigen): Alle vier de monsters passeren zonder scheuren.
-20℃ slagvastheid: het lascentrum, de smeltlijn en de 2/5 mm buitenste smeltlijn overschrijden allemaal ruimschoots de minimaal vereiste waarde van 34J, wat een uitstekende scheurweerstand bij lage temperaturen laat zien.
Alle niet-destructieve en mechanische testindicatoren voldoen aan de maritieme normen van LR en CCS, en het FCAW+EGW gecombineerde lasproces voldoet aan de officiële procedurekwalificatie.
4 Vergelijking van lasefficiëntie
Neem een verticale stomplas van 1 meter als vergelijkingsobject:
Traditioneel dubbelzijdig FCAW multi-pass lassen: totale werktijd 250 minuten
FCAW+EGW gecombineerd proces: FCAW-sectie 125 minuten + EGW-sectie 18 minuten = totaal 143 minuten
De innovatieve hybride technologie verkort de bouwtijd met bijna 43%, waardoor de doorvoer van dikkeplaatrompwerkplaatsen aanzienlijk toeneemt.
5 Conclusie
Het FCAW+EGW gecombineerde lasproces lost perfect de drie belangrijkste pijnpunten van verticaal lassen van dikke platen op: enkele EGW-diktebeperking, hoge materiaalbeperking voor warmte-inbreng en lage efficiëntie van volledig FCAW-meerlaagslassen. Het behoudt het stabiele terugvormende vermogen van lassen met gevulde draad, terwijl het gebruik maakt van de ultrahoge afzettingssnelheid van elektrogaslassen, waardoor dubbele winst wordt bereikt op het gebied van productie-efficiëntie en gezamenlijke prestaties.
Bij de daadwerkelijke scheepsproductie is een strikte controle van de nauwkeurigheid van de groefverwerking, de montagespeling, het afstemmen van lastoevoegmaterialen en gestandaardiseerde bedrijfsparameters de voorwaarde voor een stabiele massatoepassing van dit proces. Als u op maat gemaakte hybride lasprocesschema's voor dikke platen nodig heeft voor projecten in de scheepsbouw of zware staalconstructies, neem dan contact op met het technische team op heavth.com voor volledige parametermatching en procesbegeleiding.
