铝质高速船的焊接修理工艺分析

摘 要：本文通过对一艘铝质高速船铝板焊接修理案例的分析，详述并总结用熔化极氩弧焊（MIG）进行铝合金焊接修理的工艺要求及作业程序，旨在进一步提高并保证同类型船舶的焊接修理施工质量。

关键词：铝合金 MIG 焊缝 坡口

1.案例列举

某船队高速双体客船改装工程，在左右片体31#-32#肋位之间，割板拆除原有的T-foil—— 一款程控自动调节压水装置。完成拆卸后，在原位开孔处焊接密封16mm厚铝板；割换板位置示意图，见图1所示；

2.施工设计2. 1焊缝设计

由于该处封板内部为密封箱体，如采用双面焊接，必须在舱室内部进行切割，从而导致工程量加大，成本上升。现场查看后确定，其中上、左、右三边焊缝可以跟原焊路走，采取单面焊接，垫背板；考虑到底部龙骨的延续性，在31#-32#肋位加装龙骨，内外板与龙骨对接。

2.2使用设备及焊接方法

本厂一直常用的设备均为脉冲直流焊接，半自动送丝机；保护惰性气体为高纯氩气；采取焊接方法为熔化极氩弧焊（MIG）。板材及坡口形式如下文所示。

由于原来加装T-foil的缘故，初始设计对此处进行加强，母材厚度为16mm， 材料规格为船用铝材5083。为保持船壳的连续及光顺，保证结构的可靠性，密封板厚应与原板厚度保持一致。割换的铝合金板尺寸约为 梯形480mm（420mm）X 1094 mm， 开孔形式详细见图2。

上、前、后三段焊缝基本上为对接焊缝，根据《海上高速船入级与建造规范》中铝质高速船一般船体结构的焊缝设计有关规定：在保证质量前提下，可采取单面全焊透对接焊缝；应用弧焊方法进行焊接时， 8mm以上应开坡口焊接；坡口角度一般为60°～90°；钝边为1.5～3mm；间隙为0～4mm之间；

根据工件厚度、焊接方法、技术要求，基本可以确定坡口形式为如下：上、左、右三边焊缝：板厚16mm， Y行坡口，使用背板，坡口角度60°，钝边2 ～3m m，间隙为2～3mm。（图3所示）

下方焊缝为角焊缝，在标准ISO15614-1：2004及《海上高速船入级与建造规范》中铝质高速船一般船体结构的焊缝设计均没有提出对单面角焊缝的要求，也就意味着只要保证焊接质量，坡口形状及角度不是工艺评定所规定的项目，而是工艺人员根据施工的具体要求进行设计：板厚16mm，单边V行坡口角度45°，间隙为0～2mm；（图3所示）。

3.焊接施工

3 . 1焊接前的准备

按工艺要求开制坡口；焊前清理：必须严格去除金属表面的氧化膜，油脂和水分等赃物。清理方法用不锈钢丝刷或用刮刀清理，然后用天拿水或瓦斯通（丙酮）清洁干净；当焊接在潮湿、下雨、大风或寒冷的露天场地进行时，应对焊接作业区域提供适当的遮蔽和防护措施。

3.2焊接操作

焊缝应按已认可的焊接工艺规程施焊；采取从中间向两端施焊，包角焊缝长度应不小于75mm，焊接方向要指向自由端；定位焊点数量应尽量减少，定位焊的间距一般不大于板厚的20倍，焊缝长度至少为板厚的4倍，在角部、端部及受力较大或应力集中的部位应避免设置定位焊。焊缝末端收口应填满弧坑，以防止产生弧坑裂纹。进行多到焊时，在下道焊接之前，应将前道焊表面清除干净。对有焊透要求的焊缝，在焊接第二面焊缝前应进行清根。清根后应具有适当的坡口形式，以便进行封底焊。3 . 3焊缝的检验与修补

施焊完工后，对所有焊缝进行外观检查。焊缝表面应成型均匀、致密、平滑地向母材过渡，无裂纹和过大增高以及不应有焊瘤，弧坑和咬边等缺陷存在。若检查表明焊缝缺陷超过标准允许值，应在船体完工实验前，对缺陷进行修补。所有需要焊补的缺陷应在焊补前彻底清除干净。焊缝经修补后对该处进行外观检查和相应的无损探伤。船体结构试验课根据船体结构强度对密性的不同要求，采用冲水、水压、充气和着色或其他等效方法进行；此处使用的是高压水枪喷射的水压试验及着色探伤，经DNV及香港海事处检验通过。

4.完工图纸（图4）

5.结语

通过对专项案例进行分析，理论结合实际，制定并总结具体的施工设计和经验，有利于今后对同类型修理工程的提高，有利于工程质量的稳定，有利于公司业务品牌的提升。

参考文献：

[1]中国船级社.海上高速船入级与建造规范.2005.

[2]ISO标准ISO15614-1：2004.