焊前預熱
預熱主要是減緩焊后的冷卻速度,有利于焊縫金屬中擴散氫的逸出,減少焊縫及熱影響區的淬硬程度,降低焊接應力和焊接結構的拘束度,提高焊接接頭的抗裂性。裝配定位焊時使用氧火焰加熱,而焊接時必須采用電加熱器加熱,注重預熱效果,盡量采用陶質或防火巖棉的加熱片。
預熱溫度應在100~200℃的區間,預熱在坡口兩側200mm范圍內,加熱應緩慢進行,速度60~100℃/h,即鑄鋼件預熱時間不得小于1 小時。測量溫度應距焊縫中心75mm處,有條件的情況下盡量測量預熱的背面,電加熱器必須派專人接線、使用、維修、保養,注意使用過程中的安全,預防觸電和。
焊接過程控制
為確保焊接質量的可追溯性,采用點溫測量儀實時記錄溫度的變化,當不斷填充焊接時,試樣在空氣中降溫速度也逐漸放緩。在填充第5道焊縫后,立即測量,在焊縫熔合線處溫度達到值,焊后4分鐘(清理焊道藥渣時間),再次測量,發現在熱影響區,距焊縫10~30mm之間溫度場達到值,溫度通過熱傳遞現象,點在慢慢向外圍擴散,
經不斷試驗發現,當焊縫層間溫度處150~ 250℃的區間,符合船舶鑄鋼焊接工藝。當不考慮熱影響區的溫度繼續焊接后,經做彎曲試驗,發現在母材熱影響區試樣直接斷裂,出現母材脆化現象。當通過控制母材熱影響區的溫度,使之處于150~200℃區間焊接后,經彎曲試驗,未出現母材脆化。拉伸、沖擊也符合船舶建造工藝要求。
焊縫內部質量。經過對陶瓷襯墊免清根工藝的深入研究,在焊接參數、坡口尺寸及間隙等各方面進行了優化(適當增大焊接電流將焊縫根部熔透等),終經過對焊接試件的超聲波檢測、X 射線檢測及焊縫力學性能測試,發現免清根工藝達到傳統工藝效果,滿足生產范要求。
外觀質量。傳統反面氣刨清根的焊接工藝決定了焊縫雙面均為手工焊接,所以焊縫外觀質量的優劣取決于操作人員技能水平的高低。而陶瓷襯墊免清根工藝,因為陶瓷襯墊本身協助焊接工件形成熔池,并強制熔融金屬根據陶瓷襯墊形狀形成焊縫,與陶瓷襯墊接觸的反面焊縫外觀平順美觀、無缺陷、焊縫尺寸及焊縫余高尺寸穩定。