EH级高强度船体结构钢厚板的焊接.pdfVIP

EH 级高强度船体结构钢厚板的焊接 上海船厂船舶有限公司 孙斌 李建萍 1. 概述 近年来，我公司承建的30,000 吨多用途重吊船和3,500 箱集装箱船等船的船体 结构中大量地使用高强度钢，高强度钢的应用率已占 70~80%，而以前船舶产品中 高强度钢的应用率一般不超过15%。 尤其是由于30,000 吨多用途重吊船和3,500 箱集装箱船的结构特性，相当多区 域结构中所用高强度钢的板厚很厚，因此对材质的韧性要求很高，达到EH 级要求。 30,000 吨多用途重吊船中，舱口围壁板为40mmEH36 级高强度钢，320 吨克令吊基 座结构中有45mm 、50mmEH36 级高强度钢，挂舵壁上使用了60mm 、80mmEH36 级高强度钢；3,500 箱集装箱船中，货舱区域的上甲板为44mm 、55mmEH32 级高强 度钢，舷侧顶列板和纵舱壁顶列为 44mmEH32 级高强度钢板，舱口围壁板为 44mmEH36 级高强度钢板，机舱区域机座纵桁材也使用了 44mmEH32 级高强度钢 板。 对EH 级高强度钢焊接的技术要求很高，特别是厚板焊接的技术难度更大。因 此，解决厚板EH 级高强度钢的焊接技术问题，成为船体建造中需要解决的关键问 题。 为此，我们试用焊接新技术、新工艺和新材料，根据德国劳氏船级社 （GL ）规 范的要求，对厚板EH 级高强度钢的焊接性进行了一系列焊接工艺试验和分析后， 最后确定了采用CO 气体保护焊和陶质衬垫CO 气体保护焊单面焊为主要的高效焊 2 2 接方法，并配合必要的预热工艺措施，成功解决了厚板EH 级高强度钢的焊接技术 难题，通过GL 船级社焊接工艺认可，并保证了较高的焊接生产效率。 2. EH 级高强度钢的性能 在船用高强度钢中，EH 级材质性能最好：除了强度高、塑性好外，韧性特别 好，能满足-40 ℃低温工作时对冲击性能的要求。这是由于它们含C 量较低，含Mn 量较高，此外除了用Al 脱氧细化晶粒外，还有Nb 、V 等元素细化晶粒。EH32 、EH36 级高强度钢的化学成分指标见表1，力学性能指标见表2 。 表1 EH32 、 EH36 级高强度钢的化学成分 （% ） 钢板等级 C Mn Si P S Al Nb V Ti Cu Ni Cr Mo EH32 ≤ 0.90~ ≤ ≤ ≤ ≥ 0.02~ 0.05~ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ EH36 0.18 1.60 0.50 0.035 0.035 0.015 0.05 0.10 0.20 0.3 0.4 0.2 0.08 表2 EH32 、 EH36 级高强度钢的力学性能 σ σ A5 -40 ℃ AKV (J) (纵向) b s 钢板等级 2 2 (N/mm ) (N/mm ) (%) t ≤50(mm) 50＜t ≤70(mm) 70＜t ≤100(mm) EH32 440~570 ≥315 ≥22 ≥31 ≥38 ≥46 EH36 490~630 ≥355 ≥21 ≥34 ≥41 ≥50 3. 厚板EH 级高强度钢焊接时存在的主要问题 钢材的焊接性能主要取决于它的化学成分以及厚度。 1 EH 级高强度钢是含有一定量的合金元素及微合金化元素的低合金高强度钢， 其焊接性与一般强度的碳钢有差别，主要是焊接热影响区组织与性能的变化对焊接 热输入较敏感，热影响区淬硬倾向增大，对氢致裂纹敏感性较大。 EH 级高强度钢母材中所含微量的Nb 、V 、Ti 、