船用板表面堆焊质量检验方法与流程

1.本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船用板表面堆焊质量检验方法。


背景技术：

2.在加工时，存在船用的高强度或超高强度钢厚板表面因机加工过度或使用过程中因腐蚀导致的厚度减小的情况，此时需要在厚板表面堆焊来弥补厚度减小导致的厚度不足和强度不足。然而，现有堆焊工艺一般多用于焊接坡口堆焊或钢板表面小范围修补，没有专门针对船用高强度或超高强度钢的表面大范围堆焊或修补的规范和标准；由于没有相关的标准或规范来证明高强度或超高强度钢表面大范围堆焊的质量和理化性能，从而无法验证高强度或超高强度钢表面大范围堆焊的可性形，因此焊接成果很难得到船东和船检的认可；高强度或超高强度钢表面如不可采用堆焊方式处理，就只能通过换板方式进行处理，但是换板难度极大，换板成本较高，且严重影响高强度或超高强度钢的现场施工与使用。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的在于：提供一种船用板表面堆焊质量检验方法，其能够检验高强度或超高强度钢表面大范围修补或堆焊的可行性，为现场高强度或超高强度钢表面大范围修补或堆焊提供技术依据，提升现场施工的效率。
4.为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.提供一种船用板表面堆焊质量检验方法，提供母材板，所述母材板上划分有至少四个焊接区，至少四个所述焊接区记为第一焊接区、第二焊接区、第三焊接区和第四焊接区，所述第一焊接区、所述第二焊接区、所述第三焊接区和所述第四焊接区绕所述母材板的中心环形布置，包括以下步骤：
6.步骤100、依次在所述第一焊接区、所述第二焊接区、所述第四焊接区和所述第三焊接区内堆焊焊接，其中，在所述第一焊接区和所述第三焊接区内使用立焊焊接方式，在所述第二焊接区和所述第四焊接区内使用横焊焊接方式，相邻两个所述焊接区内的焊缝相连；
7.步骤200、打磨所述第一焊接区、所述第二焊接区、所述第三焊接区和所述第四焊接区；
8.步骤300、切割所述母材板，得到若干试样件；
9.步骤400、分别对所述试样件进行拉伸测试、弯曲测试和冲击测试。
10.作为船用板表面堆焊质量检验方法的一种优选方案，所述试样件上至少具有两条所述焊缝。
11.作为船用板表面堆焊质量检验方法的一种优选方案，所述试样件包括第一拉伸样件和第二拉伸样件，所述第一拉伸样件上的所述焊缝种类相同，所述第二拉伸样件上具有立焊焊接方式和横焊焊接方式形成的所述焊缝；和/或，
12.所述试样件包括第一弯曲样件和第二弯曲样件，所述第一弯曲样件上的所述焊缝
种类相同，所述第二弯曲样件上具有立焊焊接方式和横焊焊接方式形成的所述焊缝；和/或，
13.所述试样件包括冲击样件，所述冲击样件上的所述焊缝种类相同。
14.作为船用板表面堆焊质量检验方法的一种优选方案，所述第一焊接区和所述第二焊接区的所述第一拉伸样件的长度方向与所述焊缝的长度方向平行，所述第三焊接区和所述第四焊接区的所述第一拉伸样件的长度方向与所述焊缝的长度方向垂直。
15.作为船用板表面堆焊质量检验方法的一种优选方案，所述第一焊接区和所述第二焊接区的所述第一弯曲样件的长度方向与所述焊缝的长度方向平行，所述第三焊接区和所述第四焊接区的所述第一弯曲样件的长度方向与所述焊缝的长度方向垂直。
16.作为船用板表面堆焊质量检验方法的一种优选方案，所述冲击样件包括第一冲击件和第二冲击件，所述第一冲击件的长度平行于所述焊缝的长度方向，所述第二冲击件的长度垂直于所述焊缝的长度方向。
17.作为船用板表面堆焊质量检验方法的一种优选方案，所述冲击样件包括平行的第一侧面和第二侧面，所述步骤400包括：
18.步骤401、在所述第一侧面上设置缺口，在所述第二侧面上划定冲击点，所述冲击点与所述缺口位置正对；
19.步骤402、对所述冲击点冲击。
20.作为船用板表面堆焊质量检验方法的一种优选方案，所述缺口位于所述第一侧面的中心，所述冲击点位于所述第二侧面的中心。
21.作为船用板表面堆焊质量检验方法的一种优选方案，所述步骤200之后，还包括：
22.使用磁粉探伤设备对所述焊缝进行检查。
23.作为船用板表面堆焊质量检验方法的一种优选方案，每个所述焊接区的尺寸相同。
24.本发明的有益效果为：通过设置四个焊接区，第一焊接区、第二焊接区、第三焊接区和第四焊接区绕母材板的中心环形布置，且按照第一焊接区、第二焊接区、第四焊接区和第三焊接区的顺序进行堆焊焊接，对于第一焊接区、第二焊接区和第四焊接区而言，是先立焊焊接后横焊焊接，且第二焊接区先于第四焊接区焊接，第一焊接区的焊接余温对第二焊接区和第四焊接区影响不同；对于第二焊接区、第三焊接区和第四焊接区而言，是先横焊焊接后立焊焊接，且第二焊接区和第四焊接区具有焊接余温，比较第一焊接区和第三焊接区的试样件、第二焊接区和第四焊接区的试样件，可以得到焊接余温对焊缝质量的影响，比较第一焊接区和第二焊接区的试样件、第三焊接区和第四焊接区的试样件，可以得到焊接顺序对焊缝质量的影响。
附图说明
25.下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
26.图1为本发明实施例所述母材板示意图(堆焊前)。
27.图2为本发明实施例所述母材板示意图(堆焊后)。
28.图3为本发明实施例所述在母材板上分割试样件示意图。
29.图4为本发明实施例所述冲击样件示意图。
30.图中：
31.1、母材板；101、第一焊接区；102、第二焊接区；103、第三焊接区；104、第四焊接区；2、焊缝；301、第一拉伸样件；302、第二拉伸样件；401、第一弯曲样件；402、第二弯曲样件；5、冲击样件；501、第一冲击件；502、第二冲击件；503、第一侧面；504、第二侧面；505、缺口；506、冲击点。
具体实施方式
32.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.如图1至图4所示，本发明提供的一种船用板表面堆焊质量检验方法，提供母材板1，母材板1上划分有四个焊接区，四个焊接区记为第一焊接区101、第二焊接区102、第三焊接区103和第四焊接区104，第一焊接区101、第二焊接区102、第三焊接区103和第四焊接区104绕母材板1的中心环形布置，包括以下步骤：
35.步骤100、依次在第一焊接区101、第二焊接区102、第四焊接区104和第三焊接区103内堆焊焊接，其中，在第一焊接区101和第三焊接区103内使用立焊焊接方式，在第二焊接区102和第四焊接区104内使用横焊焊接方式，相邻两个焊接区内的焊缝2相连；
36.步骤200、打磨第一焊接区101、第二焊接区102、第三焊接区103和第四焊接区104；
37.步骤300、切割母材板1，得到若干试样件；
38.步骤400、分别对试样件进行拉伸测试、弯曲测试和冲击测试。
39.通过设置四个焊接区，第一焊接区101、第二焊接区102、第三焊接区103和第四焊接区104绕母材板1的中心环形布置，且按照第一焊接区101、第二焊接区102、第四焊接区104和第三焊接区103的顺序进行堆焊焊接，对于第一焊接区101、第二焊接区102和第四焊接区104而言，是先立焊焊接后横焊焊接，且第二焊接区102先于第四焊接区104焊接，第一焊接区101的焊接余温对第二焊接区102和第四焊接区104影响不同；对于第二焊接区102、第三焊接区103和第四焊接区104而言，是先横焊焊接后立焊焊接，且第二焊接区102和第四焊接区104具有焊接余温，比较第一焊接区101和第三焊接区103的试样件、第二焊接区102和第四焊接区104的试样件，可以得到焊接余温对焊缝2质量的影响，比较第一焊接区101和第二焊接区102的试样件、第三焊接区103和第四焊接区104的试样件，可以得到焊接顺序对焊缝2质量的影响。
40.在本实施例中，焊接区设置有四个，在其他实施例中，可以根据需要增加或减少焊接区的数量，本实施例在此不作限制。其中，第一焊接区101和第三焊接区103的焊接方向相同，第二焊接区102和第四焊接区104的焊接方向相同。
41.在本实施例中，每个焊接区的尺寸相同。母材板1的长度和宽度均为400mm，第一焊接区101、第二焊接区102、第三焊接区103和第四焊接区104均呈正方形，第一焊接区101、第二焊接区102、第三焊接区103和第四焊接区104的长度和宽度均为200mm，母材板1的厚度可以根据船用板材的厚度进行选择，例如选择30mm、50mm等厚度的母材板1。通过设置每个焊接区的尺寸相同，每个焊接区均呈正方形，一方面，可以降低焊接的难度，另一方面，减少焊接区域尺寸对实验结果的影响。
42.由于立焊工艺难度有横焊工艺难度不同，因此成型的焊缝2宽度也不同，立焊焊接成型的焊缝2宽度大于横焊焊接成型的焊缝2宽度，在本实施例中，第一焊接区101和第三焊接区103采用立焊焊接方式，第一焊接区101和第三焊接区103分别成型有七条焊缝2，第二焊接区102和第四焊接区104采用横焊焊接方式，第二焊接区102和第四焊接区104分别成型有十一条焊缝2。
43.进一步地，试样件上至少具有两条焊缝2。可以理解的是，相邻的两条焊缝2之间容易出现缺陷，即存在薄弱点，设置试样件上至少具有两条焊缝2，可以检测薄弱点的强度，从而提升实验结果的准确度。
44.进一步地，试样件包括第一拉伸样件301和第二拉伸样件302，第一拉伸样件301上的焊缝2种类相同，第二拉伸样件302上具有立焊焊接方式和横焊焊接方式形成的焊缝2；试样件包括第一弯曲样件401和第二弯曲样件402，第一弯曲样件401上的焊缝2种类相同，第二弯曲样件402上具有立焊焊接方式和横焊焊接方式形成的焊缝2；试样件包括冲击样件5，冲击样件5上的焊缝2种类相同。在本实施例中，第一拉伸样件301和第一弯曲样件401分别设置有四个，对应每个焊接区，即对应第一焊接区101、第二焊接区102、第三焊接区103和第四焊接区104均设置有一个第一拉伸样件301和第一弯曲样，分别对第一拉伸样件301和第一弯曲样件401进行拉伸和弯曲测试，可以检验不同焊接方式对焊缝2质量的影响，从而判断焊接后母材板1的性能；第二拉伸样件302和第二弯曲样件402也分别设置有四个，每个第二拉伸样件302和第二弯曲样件402均横跨相邻的两个焊接区，分别对第二拉伸样件302和第二弯曲样件402进行拉伸和弯曲测试，可以检验不同焊接顺序对焊缝2质量的影响；可以理解的是，焊接热输入量会影响焊缝2的冲击性能，焊接热输入量越高，成型的焊缝2的抗冲击性能越低，在本实施例中，立焊焊接方式的焊接热输入量最高，立焊成型的焊缝2的抗冲击性能最低，横焊焊接方式的焊接热输入量最低，横焊成型的焊缝2的抗冲击性能最高，立焊和横焊成型的焊缝2的连接区域的抗冲击性能处于两者之间，因此，设置冲击样件5上的焊缝2种类相同，可以分别检验立焊成型的焊缝2和横焊成型的焊缝2的抗冲击性能，通过测试结果可以推断连接区域的抗冲击性能，从而推断母材板1整体的抗冲击性能。
45.在本实施例中，冲击样件5的尺寸为10*10*55mm。
46.进一步地，第一焊接区101和第二焊接区102的第一拉伸样件301的长度方向与焊缝2的长度方向平行，第三焊接区103和第四焊接区104的第一拉伸样件301的长度方向与焊缝2的长度方向垂直。通过设置第一焊接区101和第二焊接区102的第一拉伸样件301的长度方向与焊缝2的长度方向平行，第三焊接区103和第四焊接区104的第一拉伸样件301的长度方向与焊缝2的长度方向垂直，可以从不同方向测试焊缝2的质量，例如,对比第一焊接区101和第三焊接区103的第一拉伸样件301的测试结果，可以比较得知施力方向对焊缝2的影响。
47.进一步地，第一焊接区101和第二焊接区102的第一弯曲样件401的长度方向与焊缝2的长度方向平行，第三焊接区103和第四焊接区104的第一弯曲样件401的长度方向与焊缝2的长度方向垂直。通过设置第一焊接区101和第二焊接区102的第一弯曲样件401的长度方向与焊缝2的长度方向平行，第三焊接区103和第四焊接区104的第一弯曲样件401的长度方向与焊缝2的长度方向垂直，可以方便计算外力与焊缝2的夹角大小，从而比较得知施力方向对焊缝2的影响，获得焊缝2的薄弱点信息。
48.拉伸试验的结果应不低于母材板1规定的最小抗拉强度；弯曲试验按照gb/t2653规定的试验方法进行，试样件弯曲到规定的角度后，在试样件拉伸面上的堆焊层内不得有大于1.5mm任一开口缺陷，在熔合线内不得有大于3mm的任一开口缺陷。
49.进一步地，冲击样件5包括平行的第一侧面503和第二侧面504，步骤400包括：
50.步骤401、在第一侧面503上设置缺口505，在第二侧面504上划定冲击点506，冲击点506与缺口505位置正对；
51.步骤402、对冲击点506冲击。
52.通过在第一侧面503上设置缺口505，在第二侧面504上划定冲击点506，并将冲击点506与缺口505位置正对，可以使得碰撞产生的裂纹沿冲击点506-缺口505的连线方向延伸，即能够使得裂纹能够尽可能机中出现在冲击点506-缺口505的连线方向，方便统计裂纹数量以及裂纹长度等实验结果，不仅降低统计难度，还可以提升检测的精确度。
53.优选地，缺口505位于第一侧面503的中心，冲击点506位于第二侧面504的中心。通过设置缺口505位于第一侧面503的中心，冲击点506位于第二侧面504的中心，冲击样件5的冲击点506两侧受力平衡，可以减少冲击样件5自身内部应力对实验结果的影响。在本实施例中，缺口505为v形缺口505。
54.具体地，冲击样件5包括第一冲击件501和第二冲击件502，第一冲击件501的长度平行于焊缝2的长度方向，第二冲击件502的长度垂直于焊缝2的长度方向。在本实施例中，对应第一焊接区101设置有三个第一冲击件501和三个第二冲击件502，第一焊接区101的三个第一冲击件501的平均冲击功应不低于母材板1的最小冲击功，相应地，第一焊接区101的三个第二冲击件502的平均冲击功不低于母材板1的最小冲击功；对应第二焊接区102也设置有三个第一冲击件501和三个第二冲击件502，第二焊接区102的三个第一冲击件501的平均冲击功应不低于母材板1的最小冲击功，相应地，第二焊接区102的三个第二冲击件502的平均冲击功不低于母材板1的最小冲击功。可以理解的是，冲击试样是瞬间完成的，由于实验过程短，影响实验结果的外部因素的可控性较差，增加第一冲击件501和第二冲击件502的数量，取平均值进行比较，可以减小外部因素对实验结果的影响。
55.优选地，步骤200之后，还包括：使用磁粉探伤设备对焊缝2进行检查。可以理解的是，通过磁粉探伤设备对焊缝2进行检查，可以快速检查尺寸较大的气泡、开口等缺陷，从而直接评估焊缝2的质量；先使用磁粉探伤设备对焊缝2进行检查，磁粉探伤检查结果通过之后再分割母材板1，对试样件的焊缝2进行拉伸、弯曲和冲击测试，可以加快对焊缝2质量的检测速度，提升检测效率。
56.只有磁粉探伤、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验结果合格才能判定焊接区内焊缝2质量和性能满足使用要求。在本实施例中，母材板1为高强度钢或超高强度钢，即：
57.拉伸试验结果应不低于待堆焊的高强钢或超高强钢规定的最小抗拉强度。
58.弯曲试验按照gb/t 2653规定的试验方法进行，弯曲试样弯曲到规定的角度后，在试样件拉伸面上的堆焊层内不得有大于1.5mm任一开口缺陷，在熔合线内不得有大于3mm的任一开口缺陷。
59.冲击试验的平均冲击功应不低于待堆焊高强钢或超高强钢规定的最小冲击功。
60.测试通过之后，验证了大厚板高强度钢或超高强度钢最小和最大堆焊热输入量堆焊焊接位置的可性行，从而验证覆盖全位置堆焊的可性能，验证了此种堆焊焊接方式成型的焊缝2满足使用要求，可以采用改种焊接方式对高强度钢板或超高强度钢板的表面进行大范围的堆焊或修补，为现场高强度钢或超高强度钢表面大范围修补或堆焊提供技术依据，减少换板的需求，从而避免换板难度极大，换板成本较高的问题。
61.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
62.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
63.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
64.以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种船用板表面堆焊质量检验方法，其特征在于，提供母材板，所述母材板上划分有至少四个焊接区，至少四个所述焊接区记为第一焊接区、第二焊接区、第三焊接区和第四焊接区，所述第一焊接区、所述第二焊接区、所述第三焊接区和所述第四焊接区绕所述母材板的中心环形布置，包括以下步骤：步骤100、依次在所述第一焊接区、所述第二焊接区、所述第四焊接区和所述第三焊接区内堆焊焊接，其中，在所述第一焊接区和所述第三焊接区内使用立焊焊接方式，在所述第二焊接区和所述第四焊接区内使用横焊焊接方式，相邻两个所述焊接区内的焊缝相连；步骤200、打磨所述第一焊接区、所述第二焊接区、所述第三焊接区和所述第四焊接区；步骤300、切割所述母材板，得到若干试样件；步骤400、分别对所述试样件进行拉伸测试、弯曲测试和冲击测试。2.根据权利要求1所述的船用板表面堆焊质量检验方法，其特征在于，所述试样件上至少具有两条所述焊缝。3.根据权利要求1所述的船用板表面堆焊质量检验方法，其特征在于，所述试样件包括第一拉伸样件和第二拉伸样件，所述第一拉伸样件上的所述焊缝种类相同，所述第二拉伸样件上具有立焊焊接方式和横焊焊接方式形成的所述焊缝；和/或，所述试样件包括第一弯曲样件和第二弯曲样件，所述第一弯曲样件上的所述焊缝种类相同，所述第二弯曲样件上具有立焊焊接方式和横焊焊接方式形成的所述焊缝；和/或，所述试样件包括冲击样件，所述冲击样件上的所述焊缝种类相同。4.根据权利要求3所述的船用板表面堆焊质量检验方法，其特征在于，所述第一焊接区和所述第二焊接区的所述第一拉伸样件的长度方向与所述焊缝的长度方向平行，所述第三焊接区和所述第四焊接区的所述第一拉伸样件的长度方向与所述焊缝的长度方向垂直。5.根据权利要求3所述的船用板表面堆焊质量检验方法，其特征在于，所述第一焊接区和所述第二焊接区的所述第一弯曲样件的长度方向与所述焊缝的长度方向平行，所述第三焊接区和所述第四焊接区的所述第一弯曲样件的长度方向与所述焊缝的长度方向垂直。6.根据权利要求3所述的船用板表面堆焊质量检验方法，其特征在于，所述冲击样件包括第一冲击件和第二冲击件，所述第一冲击件的长度平行于所述焊缝的长度方向，所述第二冲击件的长度垂直于所述焊缝的长度方向。7.根据权利要求6所述的船用板表面堆焊质量检验方法，其特征在于，所述冲击样件包括平行的第一侧面和第二侧面，所述步骤400包括：步骤401、在所述第一侧面上设置缺口，在所述第二侧面上划定冲击点，所述冲击点与所述缺口位置正对；步骤402、对所述冲击点冲击。8.根据权利要求7所述的船用板表面堆焊质量检验方法，其特征在于，所述缺口位于所述第一侧面的中心，所述冲击点位于所述第二侧面的中心。9.根据权利要求1所述的船用板表面堆焊质量检验方法，其特征在于，所述步骤200之后，还包括：使用磁粉探伤设备对所述焊缝进行检查。10.根据权利要求1所述的船用板表面堆焊质量检验方法，其特征在于，每个所述焊接区的尺寸相同。

技术总结
本发明公开一种船用板表面堆焊质量检验方法，提供母材板，母材板上划分有至少四个焊接区，至少四个焊接区记为第一焊接区、第二焊接区、第三焊接区和第四焊接区，第一焊接区、第二焊接区、第三焊接区和第四焊接区绕母材板的中心环形布置，包括以下步骤：步骤100、依次在第一焊接区、第二焊接区、第四焊接区和第三焊接区内堆焊焊接，其中，在第一焊接区和第三焊接区内使用立焊焊接方式，在第二焊接区和第四焊接区内使用横焊焊接方式，相邻两个焊接区内的焊缝相连；步骤200、打磨第一焊接区、第二焊接区、第三焊接区和第四焊接区；步骤300、切割母材板，得到若干试样件；步骤400、分别对试样件进行拉伸测试、弯曲测试和冲击测试。弯曲测试和冲击测试。弯曲测试和冲击测试。


技术研发人员：马金军 刘亚伟 李晓军 陈巍
受保护的技术使用者：广船国际有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/31