黃海造船有限公司 （山東石島 264309） 邢殿忠

1. 概述

某漁船船東使用的一對(duì)拖網(wǎng)漁船，塢修時(shí)發(fā)現(xiàn)在尾軸表面徑向出現(xiàn)了一圈寬15～20mm、深6～8mm不等的腐蝕溝槽。該尾軸長(zhǎng)約5.6m，原因是客戶在上塢拆裝推進(jìn)器后，因?qū)β菪龢岸嗣媾c尾軸間隙密封未處理好，下水航行中海水滲到尾軸表面造成腐蝕。該尾軸許用設(shè)計(jì)直徑185mm，實(shí)際采用直徑為195mm，如果繼續(xù)使用會(huì)加劇腐蝕，尾軸可能因有效直徑減少而導(dǎo)致斷裂，連同推進(jìn)器脫落丟失，給客戶造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。

如果重新加工兩支尾軸，則因制作尾軸周期長(zhǎng)，既耽誤了捕撈作業(yè)，又增加了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析論證，決定采用CO2氣體保護(hù)焊對(duì)尾軸的腐蝕部位進(jìn)行焊補(bǔ)。

為保證焊接質(zhì)量，認(rèn)真分析了45鋼的焊接性能及在焊接過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，并據(jù)此制定相應(yīng)的焊接工藝措施。

2. 焊接難點(diǎn)分析

（1）45鋼的化學(xué)成分如表1所示（鋼廠提供）。

表1 45鋼化學(xué)成分 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

由表可見，45鋼由于含碳量較高，其焊接性較差，容易產(chǎn)生熱裂紋、冷裂紋、氣孔和焊接接頭脆化等缺陷。

（2）尾軸前后位置有兩個(gè)長(zhǎng)度分別為1m左右的銅套，兩銅套中間部位尾軸表面包敷玻璃鋼涂層，無(wú)法對(duì)尾軸焊前整體預(yù)熱。

（3）該尾軸為成形產(chǎn)品，焊補(bǔ)后沒有加工余量，要求焊接變形為零。

3. 焊接材料的選擇

由于45鋼含碳量較高，焊接后易產(chǎn)生延遲性裂紋，為預(yù)防這種情況的發(fā)生，我們選擇了GFL－71Ni藥芯焊絲作為焊材，其化學(xué)成分如表2所示。

表2 GFL－71Ni藥芯焊絲化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）

由于焊絲含有Ni的成分，且P、S含量極低，能夠提高焊縫的抗裂性。

4. 焊接工藝

（1）焊接工藝要點(diǎn) 焊前在焊縫周圍局部預(yù)熱，為防止預(yù)熱溫度過(guò)高，造成尾軸的變形和對(duì)銅套的損傷，因此溫度宜控制在150℃。

層間溫度控制：采用小電流、低電壓多層焊?？赏ㄟ^(guò)減少含碳量高的母材金屬熔入熔池，來(lái)滿足焊縫金屬的含碳量低于母材的要求，從而獲得好的焊接接頭。

焊接時(shí)將尾軸水平放在墩木上，采用專門地火線、遮蓋好尾軸表面，防止因接觸不良和焊接飛濺等對(duì)尾軸造成二次損傷。

（2）焊接工藝 采用機(jī)械加工，把被腐蝕部位加工成上口寬20mm、下口寬15mm、深為7.5mm的U形坡口，沒有被加工掉的腐蝕層用角磨機(jī)打光。

焊接步驟如下：

第一，在尾軸坡口附近用兩支氧乙炔火焰焊炬對(duì)稱快速移動(dòng)，緩慢加熱，使軸的內(nèi)部和表面溫度能均勻加熱到150℃。

第二，使用逆變式CO2氣體保護(hù)焊機(jī)，直流反接、小電流施焊，焊縫熔深要淺，焊速要快，焊道要窄，以保證層間溫度。具體焊接參數(shù)如表3所示。

表3 焊接參數(shù)

第三，采用兩名焊工對(duì)稱分段焊法以減少焊接應(yīng)力集中，確保無(wú)焊接變形，且每道焊縫要錯(cuò)開接頭。分段焊和焊縫位置如附圖所示。

分段焊和焊縫位置

第四，焊后仔細(xì)檢查焊縫外觀有無(wú)裂紋、氣孔、未熔合和咬邊等缺陷，焊縫余高能否達(dá)到要求。

第五，施焊結(jié)束后立即對(duì)尾軸對(duì)稱均勻加熱到250℃，用石棉毯包裹保溫自然冷卻，48h后檢查無(wú)焊接缺陷后加工去掉余高。

第六，加工后對(duì)焊縫及焊接接頭表面進(jìn)行著色、磁粉探傷檢查，未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷，經(jīng)超聲波檢測(cè)焊縫內(nèi)部無(wú)氣孔、夾渣、未熔合和裂紋等缺陷。

5. 結(jié)語(yǔ)

（1）采用合理的焊接工藝，正確的選擇焊接材料，45鋼尾軸的焊補(bǔ)可獲得理想的焊縫質(zhì)量。

（2）為防止出現(xiàn)熱裂紋和熱影響區(qū)的脆化，采用焊前局部預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理等工藝措施是獲得良好的焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵，采用兩名焊工分段對(duì)稱焊接，是尾軸焊后零變形的保證。