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    銅合金船用螺旋槳焊補工藝

    日期:2016-07-09

    摘要:在斷槳的焊補過程中按照焊補工藝嚴格施工,就可以減少因焊補而引起的二次斷槳的可能性,從而保證船舶的正常和安全營運。

    下面以“明州海”船為例對銅合金螺旋槳的具體焊補工藝進行說明。

    該船2001年塢修時發現No.1槳葉在0.8R處斷裂丟失,其他槳葉在葉梢處局部變形。該槳主要參數:材料為鎳鋁青銅(CCS Cu3);直徑為6200mm;螺距為5400mm;槳葉數為4;旋向為右旋。損壞示意圖如圖1所示。

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    圖1 槳葉損壞示意圖

    根據CCS《材料與焊接規范》的規定,在螺旋槳C區損傷可進行焊接修補。因此,該槳No.1槳葉在0.8R處的缺損擬采用鑄造鑲塊焊接的方法修復。具體修理工藝如下:

    1、焊前準備

    (1)選用與母材化學成分相同的材料鑄造鑲塊,同時鑄造試塊,對試塊進行理化性能試驗,以保證其理化性能的一致性和材料的親和性。

    (2)徹底清除焊接區域兩側150mm范圍內的水分、油污及金屬氧化膜,并用手砂輪打磨至露出金屬光澤。

    (3)用手砂輪加工X形坡口,先開壓力面一側。坡口形式如圖2所示。

    2.png 

    圖2 坡口形勢圖

    (4)將鑲塊與槳葉斷面用點焊精確定位,壓力面向上。

    (5)為避免大風及惡劣天氣影響,本次焊補修理在車間內進行。

    2、焊前預熱

    采用局部預熱的方法,用電阻加熱器在焊縫兩側300mm范圍內緩慢均勻加熱至預熱溫度(100~150℃)并且一直保持到焊補結束。在其他不施焊部位覆蓋石棉布以減少熱量散失。

    不同牌號的槳葉在焊補時,預熱溫度是不同的,一般可控制在150~300℃之間。正確的預熱方式可以大大改善焊接應力的分布,減少應力腐蝕開裂的危險程度。因此焊前預熱,建議采用瓦斯噴燈或電阻加熱器等軟性火焰進行加熱,盡可能不要采用氧化丙烷、氧—乙炔等能量集中的熱源,以避免局部過熱。對焊前溫度的檢測,建議采用熱電偶等儀器來測量。

    3、施焊

    (1)在焊接方式的選擇上,一般可采用電弧焊、氣體保護焊以及氬弧焊。本次焊接選用手工鎢極氬弧焊(TIG)。

    (2)選用和母材材質相近的焊絲,牌號為ZQAL9-4-4-2。

    (3)焊接電流選為200~240A,焊接結束前應減小電流,防止弧坑開裂。

    (4)氬氣流量選為15~25L/min。

    (5)在焊接前提前幾秒輸送氬氣以驅除焊接區域的空氣。每道焊縫熄弧后繼續送氣幾秒鐘,以保護尚未冷卻的熔池。

    (6)在焊接過程中,對焊縫金屬的錘擊可使焊縫和熱影響區的應力松弛,顯著改善焊縫的金屬質量和強度。錘擊一般可采用小榔頭,先錘焊縫中間,再錘焊縫兩側,并要求把焊縫每一點都錘遍。除施底焊外,其余各層在清渣后即可進行錘擊。

    (7)仔細清理焊縫表面的氧化物,防止出現夾雜等缺陷。嚴格控制層間溫度為150℃左右。

    (8)先在壓力面施焊1/3厚度,然后將螺旋槳翻身,在吸力面開坡口并且清根。著色探傷確認無缺陷后再施焊。吸力面全部焊好后再翻身,完成壓力面的焊接。焊接順序如圖3所示。

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    圖3 焊接順序圖

    (9)全部焊接完成后在焊接區域覆蓋石棉布保溫、緩冷,冷卻速度控制在50℃/h。

    (10)根據CCS《材料與焊接規范》2001修改通報的要求,對于鎳鋁青銅(CCS Cu3)不要求進行消除應力熱處理,所以本次焊接結束后未作熱處理。

    (11)焊好后應對磨光后的焊補區域進行外觀檢查和著色探傷,同時為滿足螺旋槳的使用性能,應重新進行螺距的測量和靜平衡試驗。


    標簽: 螺旋槳(85) 船用螺旋槳加工(62)
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