1 Tổng quan
Tàu container lớn có các đặc điểm như chiều dài lớn, sức chở container, tốc độ cao, độ hở lớn dẫn đến mức ứng suất cao ở vùng giữa của kết cấu thân tàu. Vì vậy, vật liệu thép cường độ cao có chiều dày lớn thường được sử dụng trong thiết kế.
Là một phương pháp hàn hiệu quả cao, hàn đứng khí điện đơn dây (EGW) được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, nhìn chung độ dày tấm áp dụng tối đa chỉ có thể đạt 32 ~ 33mm và không thể sử dụng trên các tấm dày lớn nói trên;
Độ dày tấm áp dụng của phương pháp EGW dây đôi thường lên tới khoảng 70mm. Tuy nhiên, do nhiệt lượng hàn đầu vào rất lớn nên để đảm bảo hiệu suất của mối hàn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật phải sử dụng tấm thép phù hợp cho hàn nhiệt độ cao.
Do đó, nếu không sử dụng các tấm thép hàn có khả năng thích ứng với nhiệt lượng lớn đầu vào, hàn giáp mép thẳng đứng của các tấm lớn và dày chỉ có thể sử dụng phương pháp hàn nhiều lớp FCAW và hiệu suất hàn thấp.
Phương pháp này là phương pháp quy trình hàn kết hợp FCAW + EGW được phát triển dựa trên các đặc điểm trên, không chỉ có thể áp dụng EGW để hàn các tấm dày lớn, phát huy tối đa lợi thế hiệu quả cao mà còn thích ứng với đặc tính của tấm thép thực tế . Nghĩa là, một phương pháp hàn kết hợp hiệu quả sử dụng hàn một mặt FCAW trên bề mặt kết cấu để tạo hình mặt sau, sau đó thực hiện hàn EGW trên bề mặt phi kết cấu.
Thiết bị hàn Xinfa có đặc tính chất lượng cao và giá thành thấp. Để biết chi tiết, vui lòng truy cập:Các nhà sản xuất hàn & cắt - Nhà máy và nhà cung cấp hàn & cắt Trung Quốc (xinfatools.com)
2 điểm chính của phương pháp hàn kết hợp FCAW+EGW
(1) Độ dày tấm áp dụng
34~80mm: Nghĩa là, giới hạn dưới là giới hạn trên của độ dày tấm áp dụng cho EGW sợi đơn; Về giới hạn trên, hiện nay tàu container lớn sử dụng tấm thép có độ dày lớn cho các tấm giằng mặt trong và trên của vỏ tàu. Xét rằng độ dày của tấm thép của các sản phẩm khác nhau là khác nhau nên được xác định là 80mm.
(2) Phân chia độ dày
Nguyên tắc phân chia độ dày hàn là phát huy tối đa lợi thế hiệu quả cao của hàn EGW; đồng thời phải lưu ý lượng kim loại lắng đọng hàn giữa hai phương pháp không được chênh lệch quá nhiều, nếu không sẽ khó kiểm soát được biến dạng hàn.
(3) Thiết kế khuôn dạng mối nối bằng phương pháp hàn kết hợp
① Góc rãnh: Để tránh chiều rộng rãnh quá lớn ở phía FCAW, rãnh này nhỏ hơn một cách thích hợp so với rãnh hàn một mặt FCAW thông thường, nghĩa là Độ dày tấm khác nhau đòi hỏi các góc vát khác nhau. Khi độ dày tấm là 30~50mm, nó là Y±5°, và khi độ dày tấm là 51~80mm, nó là Z±5°.
② Khe hở chân răng: Cần phải thích ứng đồng thời với yêu cầu quy trình của cả hai phương pháp hàn, tức là G±2mm.
③Dạng đệm có thể áp dụng: Các miếng đệm hình tam giác thông thường không thể đáp ứng các yêu cầu về dạng khớp ở trên do vấn đề về góc. Phương pháp hàn kết hợp này yêu cầu sử dụng gioăng thanh tròn. Kích thước đường kính cần được chọn dựa trên giá trị khe hở lắp ráp thực tế (xem Hình 1).
(4) Những điểm cơ bản của kết cấu hàn
①Đào tạo hàn. Người vận hành cần phải trải qua một thời gian đào tạo nhất định. Ngay cả những người vận hành có kinh nghiệm hàn tấm thép có độ dày thông thường bằng EGW (phương pháp SG-2) cũng phải trải qua đào tạo, vì chuyển động vận hành của dây hàn trong bể nóng chảy là khác nhau khi hàn tấm mỏng và tấm dày lớn.
②Kết thúc phát hiện. Kiểm tra không phá hủy (RT hoặc UT) phải được sử dụng ở phần cuối của mối hàn và phần dừng hồ quang để kiểm tra các khuyết tật và xác nhận kích thước của các khuyết tật. Cắt lỗ được sử dụng để loại bỏ các khuyết tật và phương pháp hàn FCAW hoặc SMAW được sử dụng để hàn lại.
③Tấm đánh dấu hồ quang. Chiều dài tấm đập hồ quang phải ít nhất là 50 mm. Tấm đập hồ quang và vật liệu đế có cùng độ dày và có cùng rãnh. ④ Trong quá trình hàn, gió sẽ gây rối loạn khí bảo vệ, gây ra các khuyết tật lỗ rỗng trong mối hàn, sự xâm nhập của nitơ trong không khí sẽ khiến mối nối hoạt động kém, vì vậy cần phải thực hiện các biện pháp bảo vệ gió cần thiết.
3 Quy trình thử nghiệm và phê duyệt
(1) Tài liệu thử nghiệm
Các tấm thử và vật liệu hàn được thể hiện trong Bảng 1
(2) Thông số hàn
Vị trí hàn là 3G và các thông số hàn cụ thể được thể hiện trong Bảng 2.
(3) Kết quả kiểm tra
Cuộc thử nghiệm được thực hiện theo các quy định của tàu LR và CCS và dưới sự giám sát tại chỗ của giám định viên. Kết quả như sau.
NDT và kết quả: Kết quả PT cho thấy các cạnh của mối hàn trước và sau đều gọn gàng, bề mặt nhẵn, không có khuyết tật bề mặt; Kết quả UT cho thấy tất cả các mối hàn đều đạt tiêu chuẩn sau khi kiểm tra siêu âm (đạt tiêu chuẩn ISO 5817 cấp độ B); Kết quả MT cho thấy các mối hàn trước và sau đều được phát hiện khuyết tật do hạt từ tính. Sau khi kiểm tra, không có khuyết tật bề mặt hàn nào.
(4) Chấp nhận kết luận
Sau khi tiến hành thử nghiệm NDT và các tính chất cơ học trên các mối hàn thử nghiệm, kết quả đã đáp ứng các yêu cầu về thông số kỹ thuật của tổ chức đăng kiểm và đã được phê duyệt quy trình.
(5) So sánh hiệu quả
Lấy mối hàn dài 1m của một tấm nhất định làm ví dụ, thời gian hàn cần thiết để hàn FCAW hai mặt là 250 phút; khi sử dụng phương pháp hàn kết hợp, thời gian hàn cần thiết cho EGW là 18 phút và thời gian hàn cần thiết cho FCAW là 125 phút và tổng thời gian hàn là 143 phút. Phương pháp hàn kết hợp giúp tiết kiệm gần 43% thời gian hàn so với phương pháp hàn FCAW hai mặt ban đầu.
4 Kết luận
Phương pháp hàn kết hợp FCAW+EGW được phát triển thử nghiệm không chỉ tận dụng tối đa hiệu quả cao của hàn EGW mà còn thích ứng với đặc tính hiện tại của thép tấm. Đây là một công nghệ xử lý hàn mới có hiệu suất hàn cao và tính khả thi cao.
Là một công nghệ quy trình hàn tiên tiến, việc tạo rãnh, độ chính xác lắp ráp, lựa chọn vật liệu, thông số hàn, v.v. là rất quan trọng và phải được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình thực hiện.
Thời gian đăng: 22-02-2024
