NO.96型LNG船建造過程中殷瓦的焊接工藝探討

(江蘇熔盛船舶工程研究設計院有限公司 海工設計所，江蘇 南通 226532)

LNG船是在低溫下運輸液化氣的專用船舶，其核心部分的殷瓦(INVAR)的焊接至關重點。NO.96型LNG船。貨艙每個絕緣層都要鋪設厚度約0.7 mm的殷瓦材料，全船液貨艙區的殷瓦總焊長度達100多 km，要保證100%無漏點，焊接要求非常高。

1 焊接難點

焊接工藝包括手工焊和自動焊兩大部分，它所涉及到的板材為國內首次使用的殷瓦鋼，涉及到的焊接材料為國內首次使用的專用焊材M93，涉及的自動焊焊機同樣為國內首次使用。殷瓦鋼的焊接技術成為LNG船建造必須攻克的技術關鍵。由于殷瓦鋼厚度小到0.7 mm，目前采用TIGMIG焊接方法，對焊接工人的素質要求非常高。同時，對作業環境要求也比較高。

殷瓦鋼板含有36%的鎳。這是一種非常“嬌貴”的材料，常溫下接觸到水或油，8 h以內就會生銹，而且由于殷瓦鋼板厚度僅0.7 mm，一旦生銹，整張都將報廢。一般殷瓦鋼出廠前都覆蓋一層塑料薄膜加以保護，每卷都用塑料袋密封，裝在木箱內，LNG船施工現場必須配備具有除濕功能的空調，除了提供給施工者25%的新鮮空氣外，還要保證整個艙內干燥度保持在60%以上。即使是在這樣的環境下，無意中接觸到油或水，殷瓦鋼在24 h內也會生銹，因此工人們施工時必須戴橡膠手套。目前國內尚無殷瓦鋼生產能力。

2 模擬艙建造殷瓦手工焊接工藝

2006年，南通中遠川崎船舶工程有限公司(NACKS)成立了LNG項目組，其中殷瓦焊接是其中一個課題，并從GTT公司聘請高級焊接技師進行實際操作指導，并在焊接中進行過程控制，對焊接操作人員每個焊件都做成樣件進行金相分析，并做好焊接記錄。

2.1 工器具準備

準備作業時所必須的工器具。面罩、防塵口罩、遮光眼鏡、皮手套、皮頭圓錘、毛刷、焊鉗、焊接電纜、TIG焊機、焊條袋、焊條、夾具、鎢極棒等。

2.2 機器的點檢

TIG焊機的點檢內容為①通電后，焊機指示燈是否正常；②確認良好接地；③檢查觸電保護裝置(電防)是否正常動作；④檢查冷卻水管是否漏水；⑤檢查焊槍是否破損；⑥檢查鎢極尖度是否滿足要求；⑦檢查焊接電纜是否出現絕緣破損而露出銅線。

2.3 準備焊條及鎢極棒

1)確認母材(殷鋼)的厚度，選擇合適的焊接材料(直徑不同)。另外，所選用的焊材應符合《焊接材料使用基準》。

2)根據《焊接材料管理基準》進行焊條的保管，管理。

3)鎢極棒應保存在專用工具盒中，避免與皮膚直接接觸。鎢極棒應在砂輪上打磨成尖頭形狀。

2.4 檢查搭接邊

1)檢查殷瓦搭接邊是否平整，是否處于襯墊條的中央，夾具是否有效。

2)確認點焊的施工是否正確。

3)檢查搭接邊內是否有異物，確保無油漬、水及其它雜質。

2.5 搭接邊清掃

用專用毛刷將搭接邊的異物去除掉。

2.6 焊接條件

焊接條件參見表1、2。

表1 TIG焊接標準條件

表2 不同連接TIG焊接標準條件

2.7 焊接作業

2.7.1 平搭接焊

1)鎢極要露出焊槍端部約0.5 cm，鎢極棒要保持對母材和焊接進行方向約成75°。另外對橫方向保持90°。

2)使用焊條時，送絲速度和焊接速度要協調一致，且保持焊絲熔融在熔池均勻；鎢極尖端在氬氣的吹力作用下保持距熔池0.6 cm左右；擺動的幅度在焊絲直徑的3倍左右，兩端稍有停頓，成弧

線擺動或直線擺動(焊接時，發出的“嗤嗤”的聲音時間間隔均勻)。

3)要時常清理槍頭飛濺附著的熔渣，并更換備用的鎢極棒。

2.7.2 搭接仰焊

1)焊條的傾斜，在焊接前進方向上約成45°，在對母材的垂直方向上約成90°；鎢極棒在焊接方向以及在對母材的垂直方向上皆約成90°。

2)因飛濺以及熔滴容易滴落，須注意安全。

2.8 接頭的端部處理

1)包角焊接一定要根據焊角長度來決定焊縫厚度。包角部位容易產生咬邊，要特別注意。

2)焊縫的收尾及焊縫續接。①當一道焊縫要收尾時，建議將熔池填充飽滿，電弧向上收起，并松開手握開關；②當沿著前道焊縫續焊時，電弧應該在前道焊縫最后一個熔池稍微停頓2～3 s，以至該熔池呈現大小一樣的魚鱗片狀，然后實施續焊；③如果一條焊縫過長，續焊前應不需除去前道焊縫的熔渣，以起到續焊時引弧引起的飛濺。

2.9 焊接結束

拆下焊鉗線與焊接電纜的連接，用皮頭圓錘輕輕拂去焊渣。

2.10 焊接后的檢查

除去焊渣后，對焊道全線進行目視檢查，若有咬邊，焊瘤，凹痕等缺陷的話，進行補修，對焊縫進行100%的著色檢驗。

3 結束語

焊接參數的合理選取及WPS(焊接工藝規程)的科學制定是保證焊接質量的前提，通過理化分析等手段對焊縫進行檢驗，才能保證焊接工作的順利進行。