CSTM-双丝气电立焊工艺规范.docx

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1、ICSxx.xxx.xxXXXC5TM团体标准TCSTMLXXXXXXXXXXX-2022高热输入双丝气电立焊工艺要求Shipandoceanengineeringsteelsforhighheatinputwelding2022-XX-XX实施2022-XX-XX发布中关村材料试验技术联盟发布.Z,-X刖百本标准参照GB/T1.1给出的规则起草。本标准由中国材料与试验团体标准委员会综合领域委员会提出。本标准由中国材料与试验团体标准委员会综合领域委员会归口。本标准于2022年XX月首次发布。在船舶、钢结构等行业的设计建造中，存在大量厚板的焊接生产建造，其中会涉及到厚板(4085mm)的立对接焊

2、缝焊接，焊接工作量比较大。常规的立对接工艺中，一种是采用COz手工半自动焊(FCAW)进行多层多道焊焊接，焊接效率低且焊接质量不好控制；一种是采用自动化焊接工艺单丝气电立焊(EGW),但此工艺一般只能焊接厚度40mm及以下的板材焊缝，进行厚板40mm以上焊缝的焊接，易出现背面未焊透的情况。在最新的焊接工艺方法中，采用超高效的双丝气电立焊(TandemEGW)进行厚板立对接焊缝的焊接，可实现40mm85mm厚板焊缝一道焊接完成，焊接效率相比较于手工半自动焊可提升8倍以上，且焊接质量易于控制。但在双丝气电立焊的焊接工艺方法中，第一坡口的形式设计将直接影响焊接效率和焊接质量；第二两根焊丝的位置和相互

3、之间的距离设置，会影响焊缝的内部质量和表面成型；第三焊接工艺参数的选择同样直接影响到焊接效率和质量；第四双丝气电立焊工艺属于超大线能量焊接方法，焊接线能量随着焊缝厚度的增加可达到700KJcm,对焊丝和钢板的性能提出了较高的要求。因此需要制定双丝气电立焊的相关要求及标准，确保双丝气电立焊的焊接性及焊接接头的性能，便于在厚板立对接焊缝焊接中发挥其焊接效率及焊接质量方面的优势。GB/T223.14GB/T 223.19GB/T 223.23GB/T 223.26GB/T223.62GB/T 223.63GB/T 223.64GB/T 223.78GB/T 223.79GB/T 223.81GB/T

4、 223.82GB/T 223.84GB/T 223.85GB/T 223.86GB/T 228.1GB/T 229GB/T 232GB/T 247GB/T 709GB/T2101GB/T 2970GB/T 2975GB/T 4336GB/T5313高热输入焊接用船舶及海洋工程用钢1范围本标准规定了高热输入焊接用船舶及海洋工程用钢的订货内容、牌号表示方法、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书等。本标准适用牌号为A36E40及A420E500厚度不大于Ioomm的高热输入焊接用船舶及海洋工程用钢（以下简称“钢板”）。2规范性引用文件下列文件对于本文件的

5、应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于木文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T222钢的成品化学成分允许偏差GB/T223.5钢铁酸溶硅和全硅含量的测定还原型硅铝酸盐分光光度法GBZT223.9钢铁及合金铝含量的测定铭天青S分光光度法GB/T223.11钢铁及合金铭含量的测定可视滴定或电位滴定法钢铁及合金化学分析方法铝试剂萃取光度法测定钢含量钢铁及合金化学分析方法新亚铜灵-三氯甲烷萃取光度法测定铜量钢铁及合金银含量的测定丁二酮历分光光度法钢铁及合金铝含量的测定硫氟酸盐分光光度法GB/T223.40钢铁及合金银含量的测定氯磺酚S

6、分光光度法钢铁及合金化学分析方法乙酸丁酯萃取光度法测定磷量钢铁及合金化学分析方法高碘酸钠（钾）光度法测定镭量钢铁及合金钵含量的测定火焰原子吸收光谱法钢铁及合金化学分析方法姜黄素直接光度法测定硼含量钢铁多元素含量的测定X-射线荧光光谱法（常规法）钢铁及合金总铝和总硼含量的测定微波消解-电感耦合等离子体质谱法钢铁氢含量的测定惰气脉冲熔融热导法钢铁及合金钛含量的测定二安替比林甲烷分光光度法钢铁及合金硫含量的测定感应炉燃烧后红外吸收法钢铁及合金总碳含量的测定感应炉燃烧后红外吸收法金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法金属材料夏比摆锤冲击试验方法金属材料弯曲试验方法钢板和钢带包装、标志及质量证明书的一般

7、规定热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定厚钢板超声检测方法钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法）厚度方向性能钢板GBT8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GBZT10561钢中非金属夹杂物含量的测定标准平级图显微检验法GB/T13298金属显微组织检验方法GB/T17505钢及钢产品交货一般技术要求GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法GB/T20123钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法)GBZT20124钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法(常

8、规方法)GB/T20125低合金钢多元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法T/CSTM00012钢铁多元素成分及状态分布表征激光诱导击穿光谱原位统计分布分析方法3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1线能量指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。线能量采用公式(1)计算，巨=型4x10-3(1)V式中：E单位长度焊缝的线能量(kJ/cm)；I焊接电流(A)；U电弧电压(V)；V焊接线速度(Cms);一热效率系数，根据焊接方式选择。埋弧焊的热效率系数为1.0,二氧化碳气体保护焊的热效率系数为0.85,熔化极惰性气体保护焊的热效率系数为0.75,气电立焊的热效率系数为0.8。其

9、他焊接方式的热效率系数由供需双方协商确定。3.2 高热输入焊接指线能量(热输入量)大于50kJCm的焊接。3.3 超高热输入焊接指线能量(热输入量)大于300kJcm的焊接。4牌号表示方法4.1 分类4.1.1 钢板按质量等级分为A、D、E等质量等级。4.1.2 钢板按屈服强度分为355MPa、390MPa、420MPa.460MPa500MPa等强度等级。4.1.3 钢板按焊接线能量分为IoOkJ/cm、150kJCm、200kJcm250kJcm等多个等级。4.2 标记钢板的牌号标记，如牌号E460-W100,指屈服强度460MPa级别、适应焊接线能量100kJ/cm、质量等级为E级的钢。

10、当有厚度方向性能要求时，则在牌号后加上代表厚度方向（Z向）性能级别的符号,如：E460-W100-Z35o5订货内容按本标准订货的合同或订单应提供下列信息：a）本标准编号；b）牌号；O尺寸、外形及允许偏差；d）交货状态；e）重量（数量）；D特殊要求。6尺寸、外形、重量及允许偏差6.1 钢板的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T709的规定，其中，厚度允许偏差应符合C类的规定。6.2 经供需双方协议，可供应其他尺寸、外形及允许偏差的钢板。7技术要求7.1 牌号与化学成分7.1.1 钢的牌号及化学成分（熔炼分析）应符合表】的规定。表1牌号及化学成分（熔炼分析）牌号化学成分abd（质量分数）/%

11、,不大于CSiMnPSAlsNbVTiNiCrCuMoA36/D36/E360.140.401.600.0150.0050.0750.050.100.020.400.200.350.08A40/D40/E400.120.401.600.0150.0050.0750.050.100.020.400.200.350.08A420/D4200.150.501.700.0150.0050.0750.050.100.050.800.500.550.30E4200.130.501.700.0150.0050.0750.050.100.050.800.500.550.30A460/D4600.160.501

12、.700.0150.0050.0750.050.100.050.800.500.550.40E4600.140.501.700.0150.(X)50.0750.050.100.050.800.500.550.40A500/D5000.160.501.700.0150.0050.0750.050.100.050.800.500.550.40E5000.140.501.7()().015().0()50.0750.050.100.050.800.500.550.40注：a微量元素要求N0015%,H0.00015%b同时满足Als20.015%,当采用全铝（AIt）含量计算时，全铝含量应为0020

13、0.080%.C钢中至少添加Nb、V、Ti中一种细化晶粒元素，当单独添加时其含量除满足表1要求外，还应满足NbNO.01或V20.01%或Ti0.005%:当同时添加两种及以上细化晶粒元素时应满足Nb+V+Ti0.12%od铭、钥还应满足Cr+MoWO.65%。7.1.2成品钢板化学成分的允许偏差应符合GBfr222的规定。7.1.3钢的碳当量Ceq应以熔炼成分分析值采用公式（2）计算，焊接裂纹敏感性指数Pem以熔炼成分分析值采用公式（3）计算。碳当量、焊接裂纹敏感性指数应符合表2的规定。Ceq=C+Mn6+(Cr+Mo+V)5+(Cu+Ni)/15(2)Pcm=C+Si30+(Mn+Cu+C

14、r)20+Mo15+Ni60+V10+5B(3)表2碳当量及焊接裂纹敏感性指数牌号Ceq%,不大于Pcm%,不大于t5050t100t100A36/D36/E360.380.400.21A40/D40/E400.400.420.21A420/D420/E4200.430.450.22A460/D460/E4600.450.460.23A5OO/D5OO/E5OO0.460.470.24注：t为公称厚度，单位mm.7.2 冶炼方法钢采用转炉或电炉冶炼，并应进行炉外精炼。7.3 交货状态钢板以热轧或热机械轧制（TMCP）状态交货。7.4 力学性能7.4.1拉伸试验取横向样，夏比（V型缺口）冲击试验

15、取纵向样。7.4.2钢板的力学性能应符合表3的规定。表3力学性能钢级屈服强度RcnZMPa不小于抗拉强度RMPa断后伸长率A%不小于冲击吸收能量KV2ZJ不小于50I(X)100温度/纵向横向A363554906302105034D36-20E36-40A403905106602005537D40-20E40-40A4204203905206801904228D420-20E420-40A4604604305407201704631D460-20E460-40A500500480590-7701705033D5(X)-20E500-40注：当无明显屈服平台时，可测量RpOZ代替&H。7.4.3

16、夏比（V型缺口）冲击吸收能量和断面纤维率，按一组3个试样的算术平均值进行计算，允许其中有1个试样值低于表2规定值，但不得低于规定值的70%,7.4.4对厚度小于12mm钢板的夏比（V型缺口）冲击试验应采用辅助试样。厚度为6mm8mm的钢板，其尺寸为IOmmX5mmX55mm,其试验结果应不小于表2规定值的50%。厚度8mmV12mm的钢板其尺寸为IommX7.5mmX55mm,其试验结果应不小于表2规定值的75%。厚度小于6mm的钢板不做冲击试验。7.4.5如果钢板的冲击试验结果不符合7.4.3和7.4.4规定时，应从同一批钢板上再取一组3个试样进行试验。前后6个试样的算术平均值不得低于规定值

17、，允许其中2个试样低于规定值，但低于规定值70%的试样只允许有1个。7.4.6Z向钢厚度方向断面收缩率应符合GBZT5313的规定。7.5表面质量7.5.1钢板表面不允许存在裂纹、气泡、结疤、折叠、夹杂和压入的氧化铁皮。钢板不应有目视可见的分层。7.5.2钢板表面允许有不妨碍检查表面缺陷的薄层氧化铁皮、铁锈、由压入氧化铁皮脱落所引起的不显著的表面粗糙、划伤、压痕及其它局部缺陷，但其深度不得大于钢板厚度的公差之半，并应保证钢板允许的最小厚度。7.5.3钢板表面缺陷不允许焊补，允许修磨清理，但应保证钢板允许的最小厚度。修磨清理处应平滑无棱角。7.6超声检测检测方法执行GB/T2970,合格级别不低

18、于Il级。经供需双方协商，并在合同中注明，也可采用其他超声波检测方法，其检测标准和级别应在协议或合同中明确。8试验方法8.1钢的化学成分试验方法应符合GB223.5、GBZT223.9、GB/T223.11、GB/T223.14、GB/T223.19、GBZT223.23、GB/T223.26、GBZT223.40、GB/T223.62、GBZT223.63、GB/T223.64GB/T223.78、GB/T223.79GB/T223.81GB/T223.82GBZT223.84、GB/T223.85、GBZT223.86、GB/T4336GB/T20123、GB/T20124、GB/T201

19、25、T/CSTM00012的规定。8.2每批钢板的检验项目、取样数量、取样方法、试验方法应符合表4的规定。表4钢板的检验项目、取样数量、取样方法和试验方法序号检验项目取样数量取样方法试验方法1化学成分（熔炼分析）1个/炉GB/T20()66见8.12拉伸试验1个/批GB/T2975GB/T228.14受比冲击试验3个/批GB/T2975GB/T2295Z向拉伸试验a3个/批GB/T5313GB/T53139超声检测逐张GBZT2970或协商10表面质量逐张目视及测量11尺寸、外形逐张合适的量具“仅对有Z向性能要求的钢板做此检验。9检验规则9.1 检查和验收钢板检查和验收由供方技术监督部门进行

20、。9.2 组批钢板应成批验收。每批应由同一牌号、同一炉号、同一规格、同一轧制制度及同一热处理制度的钢材组成，每批重量不大于30吨。9.3 复验与判定规则9.3.1钢板冲击试验的复验与判定应符合GB/T17505的规定。9.3.2钢板拉伸试验及弯曲试验的复验与判定应符合GB/T17505的规定。9. 3.3Z向钢的厚度方向断面收缩率的复验与判定应符合GB/T5313的规定。9.4力学性能和化学成分试验结果的修约力学性能和化学成分试验结果采用修约值比较法，修约规则按GB8170的规定。10包装、标志及质量证明书钢板的包装、标志及质量证明书应符合GB247的规定。附录A（资料性附录）本标准主要起草单位：南京钢铁股份有限公司、钢研纳克有限公司、广船国际有限公司、钢铁研究总院、本标准主要起草人：黄一新、谯明亮、赵晋斌、江泽新、陈林恒、陈明、陈华、李恒坤、