《 支与管理》２０１４年第２期 文章编号：２０３０／ＳＧ（２０１４）０２—０６ 典型结构的螺母焊接工艺研究 贾晓丹 彭利国 摘要：为了得出不锈钢螺母的合理焊接工 ＩＣｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ。图 为选取的典型 铡骨架结构． 艺，本文选取了两种不同规格的焊条，开展了典 该钢骨架由纵横交诺的上 粱纠成，其工字梁卜 型船体钢骨架结构的螺母焊接试验。试验结果表 明：无论是采用哪种规格的焊条进行焊接，从宏 观焊缝质量来看，绝大部分螺母四周的角焊缝成 型良好；从焊接变形情况来看，整体上船体钢骨 架结构的面板焊接变形不大；采用直径 ２．５焊条 焊接的焊缝质量优于直径 ３．２焊条焊接的焊缝 质量。 关键词：不锈钢螺母焊接工艺 焊缝质量 １引言 在由复合材料壳板和钢骨架组成的船体结构 建造过程中，为了便于后期复合材料壳板的顺利 安装和拆卸方便，常常将螺母事先焊接到钢骨架 上，再将复合材料壳板安装在钢骨架上。虽然不 锈钢螺母具有良好的焊接性，既可采用手工电弧 焊，也可采用氩弧焊、埋弧焊、气焊等方法进行 焊接，但是如果工艺处理不当，还是会产生很多 问题和隐患，例如晶间腐蚀、热裂纹、应力腐蚀 开裂等 。由于不锈钢电阻值较大，使用手工电 弧焊进行焊接时，靠近夹持端的一段焊条容易受 电阻热的作用而发红开裂，因此焊接电流不易过 大 。另外，从保证焊接接头的耐腐蚀性考虑， 也要求选用较小的焊接电流，减小焊接热输入量 ［７］。 本文选择典型船体钢骨架结构为试验对象， 在典型区域的面板上进行螺母焊接试验，得出不 锈钢螺母的合理焊接工艺，为解决实际工程应用 中的螺母焊接问题提供试验依据。 ２试验概况 ２．１试验对象 本文选取的不锈钢螺母型号为Ｍ２０，材料为 作者简介：贾晓丹，女，硕士，工程师。 研究方向：船体结构焊接。 ２６科技与管理２０１４／２ 面板宽度为。ｌｃ眦ｍ，中 腹板博爱力８ｍｍ。从图ｌ 中选取典型的区域ｉ和区或２， 累 待焊接试验 区域。 图１典型船体钢骨架结构 ２．２试验参数 本试验分别选取直径为 ２．５和 ３．２的 ＣＷ３９５焊条进行焊接试验，其中区域１采用直径 为中３．２的焊条进行焊接，区域２采用直径为 ２．５的焊条进行焊接。试验前，将上述两种规格 的焊条均放在温度３８０℃的烘焙箱里烘焙１小时。 试验过程中选取的焊接工艺参数，如表１所示。 螺母四周角焊缝的焊脚高度为３ｍｍ。为防止焊接 变形，焊接螺母时，相邻螺母之间采用跳焊方式 进行，即焊接完第一个螺母后，直接跳到第３个 螺母进行焊接，而第二个螺母等间隔一段时间后 再焊。 表１焊接工艺参数 焊条牌 焊条直 焊接 焊接 焊接速度 （径 电流 电压 （ｕｔｒｎ／ａｒｉｎ） ｍｍ） （Ａ） （Ｖ） ２．５ ～７０ ～２６ ～ｌ００ ＣＷ３９５ ３．２ ～９０ ～２８ ～１２０ ２．３试验步骤 首先，使用镗床在船体钢骨架结构的上面板 钻①２１的通孔，相邻孔距为１８０ｍｍ，其区域１的 上面板共８６个螺孔，区域２的上面板共８７个螺 孔；然后，采用工装（螺柱和螺母）将螺母在面 《科技与管理》２０１４年第２期 焊接过程中熔滴渗入螺母、工装螺柱和面板三者 之间的缝隙，使得工装螺柱与螺母，或者工装螺 柱与面板连接在一起造成的。 接着，选取图１中区域２进行了螺母焊接试 验。为了避免焊接过程中将螺母与工装螺柱，或 者工装螺柱与面板连接在一起，事先改进了螺母 固定方式，采用图７所示的工装方式进行固定。 同时，为了保证焊接质量和控制焊接变形大小， 焊接过程中严格控制了焊接电流大小，并严格采 用跳焊的方式进行焊接。 图７改进固定方式 从焊缝大小来看，靠近腹板区域的螺母和面 板之间的角焊缝仍无法进行施焊，即每个螺母和 面板之间的四周角焊缝约有１／４区域未能施焊。 从宏观焊缝质量来看，绝大部分螺母四周的角焊 缝成型良好，符合焊接质量要求，也有极少部分 螺母表面有很多焊瘤产生，或者个别区域角焊缝 的焊脚过大，但总体上来说，采用直径为①２．５ 的焊条进行焊接，其宏观焊缝质量明显优于采用 直径为 ３．２的焊条焊接的宏观焊缝质量。从焊 接变形情况来看，面板和螺母均没有明显的焊接 变形，该结果明显优于区域ｌ中焊接变形结果。 ２８科技与管理２０１４／２ 焊接完毕后，工装螺柱从螺母中也易拧出。 ４结语 本文开展了典型船体钢骨架结构的螺母焊接 试验，试验过程中选取了两种不同规格的焊条进 行焊接，通过对试验现象和试验结果的分析，得 出结论如下： １）无论是采用哪种规格的焊条进行焊接，从 宏观焊缝质量来看，大部分螺母四周的角焊缝成 型良好；从焊接变形情况来看，整体上船体钢骨 架结构的面板焊接变形不大； ２）无论是从宏观焊缝质量还是从焊接变形情 况进行观察，采用直径①２．５的焊条进行焊接， 其焊缝质量均优于采用直径 ３．２焊条焊接的焊 缝质量。 ３）通过改进螺母固定方式，避免了焊接过程 中将工装螺柱与螺母，或者工装螺柱与面板连接 在一起的现象。 参考文献 ［１］高纵仁．简明不锈钢使用手册［Ｍ］．山 西太原；山西科学技术出版社，２００３． ［２］王冰．奥氏体不锈钢的焊接技术分析 ［Ｊ］．产业与科技论坛，２０１０，９（１１）：１０６—１０７． ［３］张其枢，堵耀庭．不锈钢焊接［Ｍ］．北 京：机械工业出版社，２０００． ［４］孙咸．不锈钢焊条焊接飞溅的产生与对 策［Ｊ］．电焊机，２０１１，４１（１）：８７—９１． ［５］刘立鹏，魏艳红，梁宁等．不锈钢焊接 性分析与焊接工艺设计专家系统［Ｊ］．焊接设备 与材料，２００９，３８（７）：３０—３４． ［６］孙咸．不锈钢焊条焊接熔渣及焊条工艺 质量的关系［Ｊ］．焊接，２００８，１０：５－８． ［７］吴普．不锈钢的焊接性能与工艺措施 ［Ｊ］．机械工程与自动化，２００５，５：１０８—１０９．
