[发明专利]一种用于在极地超低温环境中工作的船舶的埋弧焊接装置

说明书

本发明涉及一种用于在极地超低温环境中工作的船舶的埋弧焊接装置，所述焊接装置采用焊丝对所述船舶的不规则焊缝区域进行自动埋弧焊接，焊丝为高强高韧的埋弧焊丝，该焊丝通过与其匹配的埋弧焊接装置进行焊接。该焊丝的成分，以重量百分比计，为：C 0.10％～0.15％，Si 0.60％～1.2％，Mn 0.80％～1.50％，Cr 0.50％～1.00％，Ni 0.80％～1.40％，P＜0.010％，S＜0.005％，Ti 0.01％～0.10％，Mo＜0.60％，Cu 0.50％～1.20％，Al 0.01％～0.06％，Nb 0.003～0.06％，V 0～0.08％，其余为Fe和杂质；能够应对极地船舶中的复杂、不规则焊缝区域的焊接施工，使用适应极地超低温环境下冰雪磨蚀和海水腐蚀要求的高强高韧耐磨蚀的埋弧焊丝，对极地船舶的复杂、不规则焊缝区域能够自动、高效地完成焊接作业，并能够保证焊缝金属的一致性，基本不需要对焊缝进行再次机加工，保证了焊缝的高强度、高韧性和高耐磨蚀性能。

技术领域

本发明涉及船舶建造领域，尤其涉及一种用于在极地超低温环境中工作的船舶的埋弧焊接装置，所述埋弧焊接装置采用焊丝对所述船舶的不规则焊缝区域进行自动埋弧焊接，使用高强高韧埋弧焊丝与碱性焊剂，实现在极地船舶上对复杂焊接区域进行焊接，使得焊接后的结构能够适应超低温环境下的冰雪磨蚀以及海水腐蚀。

背景技术

随着近年来极地科考、旅游等项目以及极地航运的需求越来越热，对于能够极地环境的船舶的需求也越多越高。而在极地环境中，是低温寒冷的海冰流动的状况，环境复杂多变，船舶要承受超低温、冰雪磨蚀、低温风浪碰撞、强烈的海洋风暴以及冻土碰撞等带来的诸多挑战，对船舶用低温钢的设计、选材和建造加工等提出了更高的要求。极地船舶用低温钢要求具有优良的极寒低温综合性能，其结构材料不仅具有高的强度、良好的塑性，而且还要求在-60℃以下还具有优异的冲击韧性，特别是要求断裂韧性良好，焊接性能优异。

这些严苛的性能要求对极地船舶的建设加工提出了很高的要求，在对极地船舶的低温钢的大型构件进行连接时，通常情况下采用埋弧焊，这是因为埋弧焊的效率高且焊接质量好。但是目前国内进行这类焊接的焊丝大多依赖进口，国产的焊丝因低温韧性不稳定，特别是断裂韧性不稳定而被拒之门外。因而，开发高性能的国产焊丝势在必行。

同时，现有的埋弧焊焊接对于焊缝区域的要求较高，一般要求被连接的两个部件之间的间距一致、坡口在焊接全长的深度保持一致以及坡口形状一致，焊缝区域中各个位置处需要的焊丝量基本一致，埋弧焊设备沿着焊缝均匀行走，即可满足焊接的要求。而在极地船舶的焊接中，对于特殊部件或部位，尤其是大厚度焊接的部位，由于功能结构以及强度要求等因素，会出现焊缝区域的深度不一致、焊缝区域的宽度、坡口边缘轮廓复杂以及坡口角度不一致等异常复杂情况，在这样的情形下，焊缝区域的宽度、深度以及坡口边缘的形状都是不统一甚至是不规则的，在不同位置处所需的焊丝量不同，焊丝施料不均匀，并且由于埋弧焊接过程中，在焊缝区域上部覆盖有焊剂，无法实时探知和监测焊缝区域中的熔池状况，也就无法准确获知焊缝区域中各区段的焊接质量；同时，由于焊缝区域的复杂性，焊丝在不同位置和情况的焊缝中要承受不同的载荷和应力，需要焊丝具有在不同位置和情况的焊缝中承受差别很大的冲击和应力，而普通的焊丝无法胜任。另外，对于这样的异常复杂的情形，现有的埋弧焊装置无法应用在上述的异常复杂的情形，开发能够应对复杂焊缝区域的与专用埋弧焊设备配合的焊丝成为本领域中的急迫需求。

发明内容