EH36船板CO₂焊推荐使用 ER50-6或GHS-60 等低合金
EH36船板二氧焊焊丝选型及工艺详解
EH36钢属于海洋工程用高强度结构钢，广泛应用于船舶建造、海上平台等领域，其具有优异的低温冲击韧性（-20℃）、良好的焊接性和较高的屈服强度（≥355MPa），在船舶制造中，二氧焊（即CO₂气体保护电弧焊）因其高效、低成本的特点成为主流焊接方式之一，本文将从材料特性、焊丝匹配原则、具体型号推荐、工艺参数优化及质量控制要点等方面展开详细阐述。
EH36钢的基本特性与焊接难点
材料性能特点
| 项目 | 数值范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 屈服强度 | ≥355 MPa | 需保证焊缝等强匹配 |
| 抗拉强度 | 490~620 MPa | 对热输入敏感度高 |
| 碳当量(CEV) | ≤0.44% | 淬硬倾向中等 |
| -20℃冲击功 | ≥34 J（横向） | 要求焊缝区保持高韧性 |
| 化学成分 | C≤0.18%, Mn=1.6%~2.0% | 含微量Nb/V/Ti合金元素 |
主要焊接挑战
✅ 冷裂纹敏感性：因含碳量及合金元素较高，若冷却速度过快易产生氢致裂纹； ✅ 热影响区脆化：过热会导致晶粒粗大，降低冲击韧性； ✅ 层状撕裂风险：厚板焊接时需控制Z向拘束应力； ✅ 气孔敏感性：CO₂保护下易生成氮氧化物夹杂。
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焊丝选型核心原则
力学性能匹配准则
- 等强原则：熔敷金属抗拉强度应≥母材标准值下限（490MPa）；
- 韧性保障：-20℃冲击功需达到母材要求的80%以上；
- 扩散氢含量：≤5mL/100g（低氢型焊丝优先）。
典型焊丝对比表
| 焊丝类型 | 国标型号 | AWS型号 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 实心焊丝 | ER70-G | ER70S-6 | 成本低，工艺性好 | 普通对接/角接焊缝 |
| ER80-G | ER80S-D2 | 更高强度储备 | 承受动载的关键部位 | |
| 药芯焊丝 | E71T-1C | E71T-1C | 熔敷效率高，成形美观 | 大坡口填充层 |
| E71T-GS | E71T-GS | 超低氢配方，抗裂性优异 | 厚板打底焊 | |
| 金属粉芯焊丝 | E71T-M | E71T-M | 高速焊接，烟尘少 | 流水线自动化作业 |
推荐组合方案
🔹 常规工况：ER70-G（Φ1.2mm）+ 80%Ar+20%CO₂混合气体； 🔹 高强需求：ER80-G（Φ1.6mm）+ 纯CO₂气体； 🔹 厚板深坡口：E71T-GS（Φ2.0mm）+ 背面衬垫+陶瓷衬垫。
关键工艺参数控制
电源极性与波形
| 参数项 | 推荐值 | 作用说明 |
|---|---|---|
| 直流反接(DCEP) | 减少飞溅，提高熔深 | |
| 脉冲频率 | 50~80Hz | 改善冶金性能 |
| 占空比 | 40%~60% | 调节热输入量 |
热输入控制策略
| 板厚(mm) | 焊接层次 | 线能量(kJ/cm) | 层间温度(℃) | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| ≤20 | 单面焊双面成型 | 15~25 | ≤150 | 强制冷却措施必备 |
| 20~40 | 多层多道 | 20~30 | ≤200 | 每层清理彻底 |
| >40 | 窄间隙焊 | 30~40 | ≤250 | 预热至100~150℃ |
特殊操作要求
⚠️ 摆动方式：采用月牙形摆动（摆幅≤3倍焊丝直径）； ⚠️ 收弧处理：衰减电流+回烧时间≥3秒； ⚠️ 除氢处理：焊后立即进行350~400℃×2h消氢处理。
质量检测与缺陷防治
常见缺陷及对策
| 缺陷类型 | 产生原因 | 解决措施 |
|---|---|---|
| 冷裂纹 | 氢含量超标/冷却速度过快 | 改用低氢焊丝+后热保温 |
| 气孔 | CO₂纯度不足/防风不良 | 更换高纯气体+挡风板 |
| 未熔合 | 坡口角度过小/电流过低 | 调整坡口角度至60°±5° |
| 咬边 | 电弧过长/速度不均 | 缩短干伸长至15~20mm |
NDT检测要求
| 检测方法 | 执行标准 | 合格判定 |
|---|---|---|
| UT检测 | GB/T 2970-2016 | Ⅰ级合格（无超标缺陷） |
| RT检测 | GB/T 3323-2019 | B级合格（允许少量气孔） |
| MT检测 | ISO 17638:2016 | 显示清晰连续磁痕 |
相关问题与解答
Q1: EH36钢板厚度超过50mm时如何优化焊接工艺？
A: 建议采用以下综合措施：①实施阶梯式预热（100→150→200℃逐层升温）；②选用E71T-GS药芯焊丝配合气电立焊工艺；③采用对称施焊顺序控制变形；④每完成两层进行一次锤击消应力处理。
Q2: 现场施工中发现焊缝表面出现鱼鳞纹怎么办？
A: 这是典型的气体流量不足导致的氧化皮堆积现象，应立即检查：①CO₂流量计校准状态；②送丝软管是否堵塞；③导电嘴磨损情况，临时解决方案可将气体流量从18L/min提升至22L/min，同时适当降低行走速度，长期需更换磨损的导电嘴并清理送丝
（图片来源网络，侵删）
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