如何高效焊接大厚板

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2 FCAW+EGW組合焊接方法要點

(1) 適用板厚

34~80mm：即下限為單絲EGW適用板厚上限；至於上限，目前大型貨櫃船的內側板和上殼列板均採用大厚度鋼板。考慮不同產品的鋼板厚度不同，確定為80mm。

(2)厚度劃分

劃分焊接厚度的原則是為了充分發揮EGW焊接的高效率優勢；同時必須考慮到兩種方法的焊接熔敷金屬量不能相差太大，否則焊接變形難以控制。

(3) 組合焊接法接頭形式設計

①坡口角度：為避免FCAW一側坡口寬度過大，坡口適當小於普通FCAW單面焊接坡口，即不同的板厚需要不同的坡口角度。當板厚為30~50mm時，為Y±5°，當板厚為51~80mm時，為Z±5°。

②根部間隙：需同時適應兩種焊接方法的製程要求，即G±2mm。

③適用墊片形式：常規三角形墊片因角度問題，無法滿足上述接頭形式要求。這種組合焊接方法需要使用圓鋼墊片。直徑尺寸需根據實際組裝間隙值來選擇（見圖1）。

(4)焊接施工基本要點

①焊接培訓。操作人員需要經過一定時間的訓練。即使有普通厚度鋼板EGW（SG-2法）焊接經驗的操作人員也必須經過培訓，因為焊接薄板和大厚板時焊絲在熔池中的操作動作是不同的。

②檢測結束。焊接末端和停弧部位必須採用無損檢測（RT或UT）來檢查缺陷並確認缺陷的尺寸。採用氣刨去除缺陷，採用FCAW或SMAW焊接方法進行返工焊接。

③引弧板。引弧板長度必須至少為50mm。引弧板與母材厚度相同，凹槽相同。 ④焊接時，風會使保護氣體紊亂，造成焊接產生氣孔缺陷，空氣中氮氣的侵入會造成接頭性能不良，因此需要採取必要的防風措施。

3 工藝測試和批准

(一)試驗材料

試板及焊接材料如表1

(2)焊接參數

焊接位置為3G，具體焊接參數如表2所示。

(3) 測試結果

試驗依照LR和CCS船舶規範並在驗船師現場監督下進行。結果如下。

無損探傷及結果：PT結果為正反面焊縫邊緣整齊，表面光滑，無表面缺陷； UT結果是所有焊接處經超音波檢測合格（符合ISO 5817 B級）； MT結果為正反面焊接處皆經過磁粉探傷檢查，無表面焊接缺陷。

(4)接受結論

對試驗焊接接頭進行無損檢測和機械性能檢測，結果滿足船級社規範要求，並通過了工藝認可。

(5)效率比較

以某板材1m長焊縫為例，雙面FCAW焊所需焊接時間為250分鐘；採用組合焊接方法時，EGW所需焊接時間為18分鐘，FCAW所需焊接時間為125分鐘，總焊接時間為143分鐘。組合焊接方法比原來的雙面FCAW焊接節省了近43%的焊接時間。

4 結論

實驗開發的FCAW+EGW組合焊接方法，既充分利用了EGW焊接的高效率，也適應了鋼板的現況特徵。它是一種焊接效率高、可行性高的新型焊接製程技術。

作為一種創新的焊接工藝技術，其坡口製作、組裝精度、材料選擇、焊接參數等至關重要，在實施過程中必須嚴格控制。