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CB

中华人民共和国船舶行业标准

CB/T 371 1 - 1 995

船用柴油机零件焊补修复工艺 技术要求

1 995-06-1 9 发布

中国船舶工业总公司发布

中华人民共和国船舶行业标准

1主题内容与适用范围

本标准规定了船用柴油机零件（不包括曲轴和有色金属件）焊补修复工艺技术要求、焊后热处理原 则和检验规则。

本标准适用于船用柴油机零件的铸造缺陷、碰伤、裂纹、磨损、腐蚀、烧蚀等焊补修复。其他机械零件 可参照执行。

2引用标准

焊接接头机械性能试验取样方法

焊接接头冲击试验方法

焊接接头拉伸试验方法

焊缝及熔敷金属拉伸试验方法

焊接接头弯曲及压扁试验方法

焊接接头及堆焊金属硬度试验方法

焊接接头应变时效敏感性试验方法

船用火焰粉末喷涂工艺

船舶柴油发电机组原动机修理技术要求

CB/T 3473-93船用柴油机气缸盖修理技术要求

CB/T 3501-93船用柴油机气缸体修理技术要求

3技术要求

3-1 一般要求

3∙1∙ 1零件焊补前,应确知零件材料的化学成分、热处理或表面处理状态、使用条件及缺陷的性质等。 表1列出了常用零件的材料牌号、使用要求、热处理状态、常见缺陷、焊补规定和探伤方法等。

表1

中国船舶工业总公司1 995-06T9批准

续表1

续表1

3∙ 1∙ 2钢质零件的缺陷焊补时,应采用手工电弧焊补、CO2堆焊、埋弧堆焊、氧乙決喷焊、等离子喷焊

等。

铸铁件可采用手工电弧焊、气焊、钎焊等焊补方法。选择焊补方法时应考虑以下原则：

• a.铸件的材质及用途、工作条件和是否承受载荷的性质等；

b-对焊补区的硬度、加工性、颜色及变形有无要求；

c.铸件的几何形状、厚薄和结构的复杂程度及刚度；

d∙缺陷的类型、程度、数量及其分布等。

• 3-1. 3采用新钢种、新焊补材料或新工艺焊补重要零件的缺陷时,应进行焊接工艺试验。

3-1-4表面经渗碳、渗氮、镀铭、喷涂（焊）处理过的零件,在焊补前应采用有效的方法裸露基底材质。

3-1-5零件同时存在多处缺陷需焊补时,应遵循以下原则：

• a. 先焊补刚性大和厚的部位,后焊补刚性小和薄的部位；

• b. 先焊补零件内部缺陷,后焊补零件外部缺陷；

• c. 先焊补尺寸小的缺陷,后焊补尺寸大的缺陷。

3-1-6焊补时应避免对流风,环境温度应高于UC,否则应采取相应措施,保证焊补质量。

3-2材料

3- 2-1焊补时,材料的选择必须根据零件的化学成分、机械性能、使用条件等因素进行综合考虑,而且 应遵循以下原则：

• a. 受力件、运动件,ZG270-500以上铸钢件的焊补,一般选用碱性焊条。

• b. 对碳素钢和低合金钢零件,应保证焊缝金属的机械性能不低于原零件材料的要求。

• c. 由低合金耐热钢制成的气缸盖、活塞头等零件高温工作面的焊补,其焊条的合金成分应与母材 相当或略高一些。不允许采用奥氏体耐热钢焊条焊补高温工作面。

根据以上原则,推荐按表2选用焊补材料,铸铁焊补用焊条见表3。

表2

续表2

3∙2-2焊补用材料应有船检认可证书,否则须经理化性能检验合格后方可使用。

• 3- 2-3缺陷需挖补时,补板应采用与本体相同或相似材质。

• 3-3焊补工艺

• 3- 3-1准备

3- 3-1-1表面准备

长期处在油质中的零件,焊补前,可用火焰加热至200C左右烧去零件表面油污和清除氧化物;也 可用溶剂清洗。

3∙ 3∙1∙2清除缺陷及坡口准备

清除缺陷及坡口准备可用机械加工、风铲、砂轮打磨、碳弧气刨和等离子切割等方法,铸铁件还可采 用剔或气焊火焰开槽。

3- 3-1.2-1清除缺陷

• a. 用碳弧气刨清除裂纹时,应先从裂纹两端向内进行刨削，以防止裂纹蔓延；

• b. 低合金耐热钢制成的气缸盖、活塞头等零件,原则在不低于焊接预热温度的情况下清除缺陷, 且应设法打磨掉气刨后的坡口表面层,至露出金属光泽；

• c. 清除裂纹时,应先在距离裂纹两端5~10 mm之处用5~12 mm的钻头钻止裂孔,止裂孔深度 应超过裂纹的深度。

3.3-1-2.2 坡口准备

a∙保证焊透和避免进一步产生裂纹；

• b.按清除缺陷的形状,开成相应的坡口（参见图1）,且坡口底部应为半圆形,不允许成尖角形。整 个坡口外形光滑而平滑过渡；

  
  
  
  
  
  

  （b）便于施工的穿透缺陷

  
  
  
  
  
  
  
  
  

（e）沿缺陷长度方向各种坡口

图1

• c. 坡口加工完毕,应检査影响焊接质量的局部凸处,予以修整;细小的裂纹等缺陷应予清除;应将 坡口及离坡口边缘不少于50 mm范围内的污油、锈、氧化物、水垢等杂物清除干净；

• d. 坡口外侧应适当覆盖，以防止焊接飞溅物的粘附。

3- 3-1-3焊条准备

焊接前,所使用的焊条、焊丝,应根据说明书规定烘干及保温存放,在使用过程中，应严格防止焊条 等重新吸潮。

3. 3-1-4 垫板

对穿透缺陷,应用垫板时,垫板材料可以是紫铜或钢,也可用非金属绝热垫。若用钢板,则其化学成 分与零件材料相同。

3- 3-2预热

3- 3- 2-1预热温度

预热温度应根据零件的化学成分、焊补处的厚度、焊接材料及环境温度等综合考虑,见表2、表3。并 遵循以下原则：

• a. 对于机架和机座等低碳钢件,如焊补缺陷较小时,可采用冷焊法,温度过低时,可作低温预热处 理；

• b. 进、排气阀的预热温度,可按焊接材料的要求进行预热；

c∙当环境温度过低,零件厚度增加及结构复杂时,表2中推荐的预热温度应适当提高；

d.在焊补过程中,要注意保持层间温度,应不超过预热温度IoOC。

3∙3∙2∙2预热方法

可在预热炉中进行预热,也可用红外线、氧乙换、电加热、木炭等方法进行预热,但用氧乙焕预热时， 应掌握预热的温度梯度。

3. 3- 2- 3预热形式

在有条件的情况下,尽量采用整体预热,若采用局部预热时,可在缺陷及其周围约150〜200 mm左 右范围内预热。

3- 3-3焊补

3- 3- 3-1在焊补过程中,焊接规范及顺序的选择应保证焊透,减少母材和焊缝金属的熔合比,降低内应 力，减少焊接变形。

3- 3- 3- 2尽量避免在非如补部位引弧,并将弧坑补平磨光。

3. 3- 3- 3采用碱性低氢焊条和合金钢焊条焊补时,焊条摆动的幅度应尽量小,以免产生气孔和合金元 素的烧损。

3- 3- 3- 4电弧熄灭前,使焊条在焊条终端上稍停瞬间，以便填满火口，避免裂纹、气孔等缺陷的产生。

3- 3- 3- 5焊补坡口较长且深时,可沿坡口长度方向采用多层步退焊法、多层迭加法、山形焊补法等。

3- 3- 3- 6坡口的焊补熔敷次序,可根据图2的三种方法进行。

(b)

图2坡口焊补分层施焊法

3∙ 3∙ 3∙ 1各种焊接方法焊补铸铁件的工艺要求见表3。

4主要零件焊补工艺

船用柴油机主要零件的焊补除应满足第3章的要求外还应满足以下要求。

• 4-1柴油机焊接机座、机架及其他低碳钢件

4∙ 1-1应采用较细焊条和较小的电流，同时还应采用对称焊焊补，以防止零件变形。

4∙1∙2采用短道步退焊法,每道焊缝的长度在一根据焊条所能熔敷的范围内；除底层和表面层焊道外, 其余各焊道焊后应立刻进行锤击,以消除应力。

4∙ 1∙ 3采用冷焊法焊补时,每层焊道温度控制在40〜IO(TC左右为宜。

• 4-2气缸盖、活塞头

• 4-2-1在整个焊补过程中保温,并一次连续焊完,不允许中途停顿。

• 4-2-2坡口应处在自由状态下,铸钢活塞头部顶部堆焊,加工成型。

4- 2-3采用短道歩退焊法,与4.1.2相同。

4-2-4表面退火焊道的焊接材料可采用“结427”等结构焊条,退火焊道不应使之与基本金属相接触, 在机加工后不应有所保留。如图3。

4-3轴类件

4- 3-1轴类零件堆焊时,为防止工件变形,应采取下列措施：

• a. 合理采用夹具；

• b. 在堆焊过程中设法测量变形,改变焊接顺序随时调整变形量；

• c. 采用较细焊条和较小电流；

• d. 采用层间冷却法，防止局部过热。

4∙ 3- 2轴类零件焊补时,焊补顺序可采用螺旋线堆焊或纵向焊补法。

4∙ 3- 3轴类零件堆焊时,焊道不应终止于角隅肩部,而应焊到角隅肩部附近的面积较大处。

4∙4进、排气阀，阀座

采用等离子喷焊、TlG焊时应按专门工艺进行;在电弧堆焊时防止阀件温度剧降。

4∙5活塞销

活塞销外圆磨损一般不允许用电弧焊补,但可采用金属喷涂修复,修复工艺按CB- 3335要求执行。

• 4- 6薄壁瓦、轴承

4∙ 6∙ 1薄壁瓦可用喷涂工艺修复,其修复工艺按CB- 3335技术要求执行。

4∙6∙2轴承的焊补,可采用火焰或钎焊,将轴瓦局部损坏的合金熔化,用与轴瓦的合金牌号相同的焊条 焊补。

5焊后热处理

对要求尺寸稳定且在动载下工作的柴油机零件经焊补后,通常须进行焊后热处理,焊后热处理可采 用缓冷或消除应力处理。

• 5- 1焊后热处理选择

机架、机座、铸钢轴承等碳钢件,若焊补面积较小而又无条件根据表2的温度消除应力时,焊补后可 用石棉布、热黄砂覆盖缓冷。

气缸盖、活塞头、排气阀及低合金结构钢件,焊补后应立即进行消除应力处理。

• 5-2消除应力的方法

• 5- 2-1可采用整体热处理和局部热处理,在焊补时可采用焊道之间的跟踪回火消除焊接应力。

• 5- 2- 2消除应力时,一般情况下可参考以下要求确定工件的加热速度、保温时间和冷却速度。

• a. 加热速度:碳钢以每小时升温60~80 C ,一般合金钢控制在每小时升温200C以内；

• b. 保温时间：可根据零件厚度以5 min/mm来计算,但不少于0∙ 5~1 h；

• c. 冷却速度;钢质件一般可按约1 θθŋ/h降温。

6检验

• 6-1缺陷焊补过程中的检査应包括:缺陷消除、坡口准备、焊接材料的准备及相应的技术要求。

6∙ 2焊补后,应按零件的表面质量要求,对焊补处进行外观检查。

• 6-3零件经焊补或机加工后,必要时应作探伤检査,其方法见表1。

• 6-4柴油机活塞、气缸盖、气缸体经焊补或机加工后，液压试验应分别符合CB 3364,CB/T 3473、 CB/T 3501的规定。

• 6- 5零件须经焊接工艺试验时,试样的材料、焊接要求及热处理要求等同焊补工艺要求。机械性能试验 可按GB 2649〜2655进行。

6-6零件经焊补后,仍发现有超出技术要求的缺陷存在,须经检验部门研究决定，方可进行再次焊补, 但零件焊补一般不应超过2次。

6-7重要零件经较大焊补修理后,应进行装机试验，以满足柴油机性能要求。

附加说明；

本标准由全国海洋船标准化技术委员会修船分技术委员会提出。

本标准由天津修船技术研究所归口。

本标准由天津修船技术研究所负责起草。

本标准主要起草人白增林。