水下湿法焊接工艺论文

1试验方法

本次焊接工艺试验按照美国水下焊接规范AWSD3.6：2010的规定进行试件准备、焊接及焊后性能测试等工作，并按照标准中的要求进行评定。

1.1焊材及母材

本次焊接工艺试验采用的母材为舞阳钢铁厂生产的EH36海洋工程结构用钢，焊接材料选用BrocoSofTouch专用水下焊条。Broco焊条分为SofTouch和EasyTouch两个系列。其中SofTouch焊条可以满足或者超过AWSD3.6对于B型焊缝的规范要求，以及美国焊接协会用于检验水下焊缝的标准。美国海军指挥机构和海军船坞一直使用SofTouch对其舰艇进行修理和维护。

1.2焊接设备

本次工艺试验在水槽内进行，选用肯比公司生产的KemppiMaster2850型专用水下焊接电源，见图1a。与MMA弧焊机相比，KemppiMaster2850电焊机具有较大的电压储备和优异的焊接性能，多电压电源能降低开路电压，屏蔽焊接电流，防止电压和热量过剩，该焊机广泛用于如船舶、石油钻井平台和其他钢结构的水下缺陷的修理和维护。1.3焊接准备本次焊接工艺试验为平焊（1G）位置的平板对接。试件尺寸为250mm×200mm×13mm，坡口角度60°，预制反变形3°，试件两端加引弧板。每次焊接前先调节设备，使焊条和焊缝位置对中，然后注水、施焊，焊后将水抽出，进行下道焊缝的焊接。试验水深为0.5m，试验温度为12℃。

2评判标准

由于水下湿法焊接的特点，其接头质量的无损检测及性能测试不能采用陆地建造标准进行评判。美国水下焊接规范AWSD3.6：2010标准将接头的质量分为A、B和O级，每个级别对无损检测及接头性能有不同要求。其中A级焊缝质量最好，几乎能达到陆地焊接的水平，可以用于结构件焊接。B级焊缝一般适用于延展性要求比较低、气孔及其他缺陷要求不是很严格的非主要构件。根据国际惯例，对水下湿法焊接的要求一般为B级。。

3试验结果

按照美国水下焊接规范AWSD3.6：2010标准的规定，试验后对试件进行无损检测及相关性能测试。

3.1弯曲试验

弯曲试验按照ISO6947标准制备试验件并进行试验，试验在20t电子万能试验机上完成。弯辊直径为120mm，弯曲角度为180°。

3.2拉伸试验

拉伸试验按照ISO6892标准制备试验件并进行试验，试验在200tYDL-万能试验机上进行。

3.3金相试验

材料的性能与组织密切相关，分别在母材、焊缝和HAZ区域取样，经粗磨、精磨、抛光、腐蚀后，观察其微观组织。金相显微镜型号为OLYMPUS-GX51，试验腐蚀剂为4%的硝酸酒精溶液。

4结论

机械性能测试结果表明，0.5m水深时Broco焊条&EH36钢的焊接接头性能能够满足AWSD3.6标准B级焊缝的质量要求。由于焊接过程中电弧直接在水中燃烧，目前水下湿法焊接的接头强度还不能达到陆地焊接的质量水平，只能用于非主要受力构件的焊接。

作者:赵翠华陈英许威单位:海洋石油工程股份有限公司