一、技術(shù)名稱：中厚板不清根高效焊接技術(shù)
二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)
三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：機(jī)械、船舶、橋梁及海洋工程裝備等四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況
中厚板拼板焊接結(jié)構(gòu)在機(jī)械、船舶、橋梁及海洋工程裝備等方面應(yīng)用廣泛，約占全部鋼構(gòu)的 30%~40%。傳統(tǒng)焊接方法采用半自動火焰或數(shù)控等離子設(shè)備開坡口、藥芯焊絲氣保焊打底、埋弧焊填充及碳弧氣刨清根，具有效率低、工期長、浪費(fèi)焊材、勞動強(qiáng)度大等不足。
中厚板不清根高效焊接技術(shù)可實(shí)現(xiàn)不清根全熔透板對接，簡化了傳統(tǒng)焊接工序，與傳統(tǒng)焊接相比可減少電耗和耗材 30%以上，提高生產(chǎn)效率 30%以上，具有高效率、低成本、低排放、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。目前，該技術(shù)已在港口機(jī)械及船舶行業(yè)有了一定規(guī)模的應(yīng)用，應(yīng)用效果良好。
五、技術(shù)內(nèi)容
1. 技術(shù)原理
通過適當(dāng)控制坡口加工精度、合理控制裝配間隙和采用改進(jìn)焊接工藝技術(shù)流程，提高了焊接工藝技術(shù)的現(xiàn)場適用性，實(shí)現(xiàn)了中厚板不清根、全熔透、高質(zhì)量對接。該工藝技術(shù)的實(shí)施避免了傳統(tǒng)焊接工藝流程中存在的碳刨清根、打磨等工序，減少碳弧氣刨和打磨產(chǎn)生的煙塵、有害氣體、弧光及噪聲等污染，從而減少碳弧氣刨過程中電極的碳排放和電能消耗，并可減少打磨過程中的原料損耗。
2. 關(guān)鍵技術(shù)
（1） 坡口加工精度與裝配間隙設(shè)計(jì)技術(shù)
采用中厚板不清根高效焊接技術(shù)進(jìn)行中厚板拼接前，需檢查鋼板坡口平面度和垂直度，對有凸起或凹陷的坡口面局部進(jìn)行處理；通過大量工藝試驗(yàn)摸索與現(xiàn)場驗(yàn)證，確定中厚板拼接裝配間隙要求、范圍以及不同板厚適用的焊接參數(shù)。
（2） 焊接工藝技術(shù)優(yōu)化
該技術(shù)采用小電流實(shí)心焊絲氣保焊打底，可適當(dāng)降低坡口加工精度與裝配間隙要求；采用小電流正面埋弧焊，可避免焊道熔穿，保證根部熔合質(zhì)量；采用較大電流埋弧焊（根據(jù)板厚），實(shí)現(xiàn)背面焊道全熔透，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了中厚板不清根的高質(zhì)量對接。
3. 工藝流程
（1）中厚板 8~12mm 的 I 型坡口焊接新工藝
在完成坡口清理與裝配后，采用小電流實(shí)心焊絲氣保焊打底，小電流正面埋弧焊，背面根據(jù)板厚采用不同的大電流埋弧焊施焊，如圖1 所示。
圖 1 中厚板 8～12mm 的 I 型坡口焊接工藝流程圖
根據(jù)I 型坡口新方法原理，對 Y 型坡口大鈍邊采用不清根焊接工藝方法。獲得了在不等間隙、不同鈍邊下不清根焊接方法及工藝參數(shù)， 如圖 2 所示。
圖 2 大厚板 14mm 以上 Y 型坡口焊接工藝流程圖
六、主要技術(shù)指標(biāo)
1. 實(shí)現(xiàn)中厚板 8~12mm 的I 型坡口不清根焊接；
2. 實(shí)現(xiàn)大厚板 14mm 以上Y 型坡口大鈍邊不清根焊接；
3. 可減少焊材使用量、電能消耗量 30%以上；
4. 焊接過程可減少打磨量 60%以上；
5. 中厚板全熔透拼板合格率可達(dá) 95%以上。
與傳統(tǒng)制作工藝相比，拼板合格率基本不變。
七、技術(shù)鑒定情況
該技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利 2 項(xiàng)，實(shí)用新型專利 1 項(xiàng)。
八、典型用戶及投資效益
典型用戶：機(jī)械、船舶、橋梁及海洋工程裝備制造等企業(yè)。
典型案例 1
項(xiàng)目名稱：PSA 新加坡岸邊集裝箱起重機(jī)項(xiàng)目
項(xiàng)目規(guī)模：每年生產(chǎn) 200 臺岸橋起重機(jī)。建設(shè)條件：具有中厚板件焊接需求。主要建設(shè)內(nèi)容：完成中厚板材不清根焊接。主要設(shè)備：2 臺切割設(shè)備、1 臺機(jī)加工設(shè)備、20 臺焊接設(shè)備。項(xiàng)目投資約 350 萬元， 年減少碳排放約 2219 tCO2，以設(shè)備折舊期為 10 年計(jì)算，碳減排成本約為 150～350 元/tCO2。項(xiàng)目年節(jié)約制造成本為 530 萬元，項(xiàng)目投資回收期為 1 年。
典型案例 2：
項(xiàng)目名稱：洋山自動化碼頭軌道吊與輪胎吊項(xiàng)目
項(xiàng)目規(guī)模：每年生產(chǎn) 300 臺岸橋起重機(jī)。建設(shè)條件：具有中厚板件焊接需求。主要建設(shè)內(nèi)容：完成中厚板材不清根焊接。主要設(shè)備：2 臺切割設(shè)備、1 臺機(jī)加工設(shè)備、20 臺焊接設(shè)備。項(xiàng)目投資約 350 萬元， 年減少碳排放為 936tCO2，以設(shè)備折舊期為 10 年計(jì)算，碳減排成本約為 150～350 元/tCO2。項(xiàng)目年節(jié)約制造成本為 240 萬元，項(xiàng)目投資回收期為 1.5 年。
九、推廣前景和減排潛力
中厚板不清根高效焊接技術(shù)在機(jī)械、橋梁、船舶、大型鋼結(jié)構(gòu)及海工裝備相關(guān)領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。預(yù)計(jì)未來 5 年，該技術(shù)在中厚板焊接領(lǐng)域推廣比例可達(dá) 60%，項(xiàng)目總投資將達(dá)到 10 億元，可形成的年碳減排能力達(dá) 51 萬 tCO2。
