广东中远海运重工质量管理部
摘要：针对某挖泥船尾轴管锻钢的焊接，采用FCAW焊接方法，通过工艺试验，选择合适的焊接材料、焊接工艺参数以及焊后热处理工艺，对焊接接头进行了相关力学性能试验，结果均合格。制定现场施工工艺措施，确保焊接质量。
关键词：锻钢；焊后热处理；C22.8
1前言
我司某挖泥船的尾轴管需要由两段筒体对接焊连接，母材材质为DIN17243C22.8锻钢，厚度110mm，筒体直径为1.05米。尾轴管焊接工程在我司是首次，C22.8锻钢材料焊接之前也没有遇到过。由于尾轴管筒体焊接材料特殊，熔敷厚度超过70mm，焊接应力较大，需要进行合适的焊后热处理来释放焊接应力，焊接控制难度较大，必须提前进行焊接工艺研究，做焊接工艺评定试验和制定现场施工工艺措施，确保焊接质量。
2焊接工艺试验
2.1焊接方法及焊材
母材材质为DIN17243C22.8锻钢，屈服强度不小于250Mpa，抗拉强度为410~540Mpa。
焊接工艺试验采用FCAW药芯焊丝二氧化碳气体保护焊，反面贴钢衬垫。焊丝采用AT-YJ502（Q）（等级：E71T-1C，规格：φ1.2）。
2.2焊接准备及坡口形式
试验采用2G和3G位置，分其中2G为最小焊接热输入焊接位置，3G为最大焊接热输入位置。坡口加工采用火焰切割形式。
2.3焊接要求及工艺参数
焊前需预热，最低预热温度为100℃，层间温度控制在100℃~250℃。预热温度的温度控制测试点为距离坡口侧75mm处，层间温度的温度测试点为焊缝边缘处。焊前对焊接区域进行打磨清理，保证焊接部位无油污、铁锈、氧化层及其他污物。采用多层多道焊，每道焊道的厚度不超过5mm，2G单道焊宽不超过12mm，3G单道焊宽不超过16mm。主要焊接工艺参数见下面表3和表4。
表32G焊接工艺参数
2.4焊后热处理工艺
焊后热处理的作用在于消除应力和细化晶粒，但是热处理温度过高会降低焊缝的韧性和强度。结合母材的回火温度，以及ASMEⅧ对不同强度低合金钢热处理温度和保温时间（1h/25mm）的要求，制定本工艺热处理温度为580℃。焊后热处理采用电加热带加热方式，热处理工艺曲线如图3所示，室温~300℃为自由升温，升温时间不限；300℃~580℃时升温速度≤222℃/h；580℃时保温时间2小时；580℃~300℃的降温速度≤280℃/h；300℃以下断电自然冷却至环境温度。
2.5力学性能试验
3焊接过程控制
3.1焊接顺序
采用双数焊工对称施焊，并且同时运用逐步退焊法，以达到控制变形和精度要求。具体焊接顺序如下图1.
3.2焊接过程控制
尾轴管的焊接严格按照工艺进行预热和控制层间温度，焊后按工艺进行焊后热处理。采用多层多道焊，每道焊道的厚度不超过5mm，控制焊丝的摆动，单道焊道宽度不超过16mm，通过这些措施控制焊接热输入以控制焊接变形。焊工须记录每一道焊缝的焊接参数，以满足重要结构焊接的可追溯性要求。
图1焊接顺序
4结束语
本次尾轴管焊接焊后UT合格率100%合格，焊后精度报验也一次通过。C22.8锻钢是船舶尾轴管常用的结构材料，通过本次焊接工艺试验研究及最终通过BV认证的焊接工艺，我司具备了焊接C22.8及以下的锻钢焊接资质，对我司以后承接相关船舶的修理改造和建造积累了相关经验和必要的技术储备。