船舶制造高效焊接工藝中焊劑的實踐探索

陳 昊 湯 文

（江南造船集團有限責任公司，上海 201913）

決定焊接技術高效性的因素除焊接設備、手法與工藝外，焊劑本身的性能與質量對于焊接技術的高效性發揮也有重要影響。因此，有必要基于高效焊接工藝，對焊劑的性能質量及實踐進行分析，從而充分發揮焊接工藝的高效性，推動船舶制造業實現可持續發展。

1 高效焊接工藝在船舶制造業中應用意義

目前，船舶焊接在船舶制造中的作用越來越明顯，船舶焊接質量的好壞對于整體船舶制造質量具有重要影響。因此，在船舶制造業中不斷創新開發出更高效的焊接工藝，已是當下船舶制造業實現更進一步發展的重要途徑之一。然而，焊劑作為焊接工藝實施中不可或缺的核心材料，其自身質量與性能好壞對焊接工藝實施具有重要影響，對于船舶制造業實現更進一步發展意義重大。

2 焊劑理化性能與結果實驗分析

2.1 測試焊劑的抗吸水性能與含水比例

在對焊劑的含水比例進行測試時，需要嚴格按照國家標準《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》（GB/T5293-1999）進行，其焊劑中的含水量要求是小于0.1%。在進行焊劑含水量測驗時，以DY30焊劑為例，首先應控制好焊劑的顆粒細度，一般為0.45~0.5mm，然后將其放至烘干爐烘干，其烘干爐的溫度控制在145~155℃為宜，然后取出焊劑進行冷卻干燥處理，最后比對烘干前后的焊劑重量，最終得出該焊劑的含水量為0.0027%，相對于國家規定的0.1%，完全滿足國家標準要求。

在對焊劑的抗吸水性進行測試時，仍以DY30為例，首先將該焊劑放置于普通室溫環境內，但要做好對該環境的濕度控制，一般為50%RH，放置50天后，重新對該焊劑含水量進行測試，發現該焊機的含水量為0.007%，仍低于國家標準要求的0.1%，由此可證明該焊劑具有良好的抗吸水性能，因此，在可直接應用于船舶焊接工藝過程中。

2.2 測試磷硫含量

國家標準《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》（GB/T5293-1999）對焊劑的硫含量與磷含量也有嚴格要求，其中，磷含量要求控制在0.08%以內，硫含量控制在0.06%以內。之所以對焊劑中磷、硫含量進行嚴格控制，是因為若是焊劑中磷硫含量過多，最終影響焊接工藝的實施質量，因此，需要通過實驗測試嚴格控制焊劑中磷硫含量，為焊劑質量提供有力保障。

焊劑磷硫測試需要結合《熔煉焊劑化學分析方法燃燒—碘量法測定硫量》（JB/T7948.11-1999）與《熔煉焊劑化學分析方法鉬藍光度法測定磷量》（JBT7948.8—1999）為依據，并以DY30焊劑為例，實驗測試主要采用X射線熒光光譜分析法，測定了焊劑中的磷硫含量，并結合上述行業標準對測試結果進行校正，得到該焊劑的硫含量為0.00384%，磷含量為0.00350%，均不大于國家標準規定的0.0050%，符合國家標準要求。

3 焊劑性能實驗測試及結果分析

3.1 焊劑敷設金屬力學性能測試

對于DY30焊劑來說，可以與H10Mn2、H10Mn2、H08A、H08MnA等焊絲相配合。本文在該次測試中，選擇用HO8A、HO8A、H10Mn2三類焊絲與DY30焊劑配合進行實驗，在實驗過程中，以據《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》中的規定作為實驗依據，通過制備相應金屬，以制造的金屬試件為基礎，進行沖擊試驗與拉伸試驗，實驗嚴格遵循國家標準《焊縫及熔敷金屬拉伸試驗方法》（GB/T2652-2008）與《焊接接頭沖擊試驗方法》（GB/T2650-2008）中的要求進行，保證了實驗合理性，具體實驗結果如表1所示。

表1 DY30焊接熔敷金屬力學性能表

從國家標準《碳素金屬鋼》（GB/T700-2006）來看，通過利用DY30焊劑獲得金屬敷設性能相交于母材Q235、Q275、AH36值較高。例如，對于母材Q275來說，國家標準要求屈服強度應大于275Rel/Mp，拉伸強度應在400~540Rm/Mp，斷后伸長考率應大于22Ψ%，沖擊吸收功應大于27Akv2/J，而從實驗結果來看，DY30均能滿足要求。

3.2 單面焊雙面成型測試

在測試過程中主要使用的即是單面焊雙面成型技術，具體來說，圍繞坡口位置（已加工成一定形式），在板縫單面進行焊接，在另一面進行專用襯墊的裝貼，確保焊縫有效完成。應用該技術，可以有效提升焊接質量，同時操作也更加方便，焊接成本較低，勞動強度要求較小，因此，在當下船舶制造業中應用較廣泛。在本次測試實驗中，通過利用DY30焊劑與H08MnA焊絲相配合，并在相同條件下采用一般焊劑進行對照試驗，統一焊接對象為碳鋼試板，厚度為20mm，并應用上述同一種焊劑技進行焊接，焊接過程中嚴格按照該技術規范要求進行。

焊接結果表明，利用該技術進行的DY30焊劑焊接表現良好，相對于一般焊劑而言，坡口焊道更加整齊，焊道形狀美觀，呈自然金屬光澤，無咬邊現象出現。更為重要的是，與一般焊劑在焊接過程中出現脫渣困難不同的是，利用DY30焊劑焊接時脫渣也比較容易。

4 總結

本文以高效焊接工藝在船舶制造業中應用意義為切入點，并著重圍繞DY30焊劑的理化性能與工藝性能通過相應試驗進行研究分析，該焊劑有效降低了焊接成本，全面提高了焊接效率，對我國船舶制造業發展具有重要意義。