季圣国 魏 亮

上海振华重工(集团)股份有限公司

1 引言

海工领域浮式起重船臂架回转下支撑圆筒体主体结构材料为FH69，是造船行业船级社标准中最高韧性等级690级别高强钢材料，其特点是不仅强度等级高，而且具有-60℃超低温的优良冲击韧性要求。此类材料焊接工艺制定难度大，需要确定合理的焊接材料及焊接工艺，确保达到力学性能要求，获得良好的接头性能。

2 试验材料及方法

该回转下支撑圆筒体结构材料主要为FH69和EH69，其中板厚≥60 mm材料基本为FH69，结构强度及制作要求极高，焊接要求多为全熔透CJP焊缝及≥30 mm超大焊脚角焊缝。针对此种690级别高强钢材料，合理的工艺措施是保证焊接质量和预防高强钢焊接裂纹的关键(见图1)。

图1 回转下支撑圆筒体

2.1 试验母材化学成分和力学性能

根据英国LR制作标准中对于FH69材料的化学成分及力学性能要求[1]，FH69化学成分见表1，力学性能见表2。

表1 FH69化学成分表/(Wt%)

表2 FH69力学性能表

2.2 焊接性分析

FH69调质钢用作高强钢的焊接结构，在合金成分上已考虑到焊接性的要求，其含碳量限制得较低，要求在0.18%以下。此类钢是通过调质热处理获得强化，焊后在热影响区上除发生脆化外，还会有软化，所以焊接过程中的冷裂纹控制和热影响区脆化和软化是主要问题。

根据国际焊接协会推荐的碳当量计算公式：

Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5

+(Ni+Cu)/15(%)

由表1可计算得出FH69的碳当量Ceq≈0.608%。

随着碳当量的增加，钢材的焊接性会变差，一般当碳当量小于0.4%时，焊前不需要预热(板厚太大时除外)。当碳当量大于0.4%～0.6%时，冷裂纹的敏感性将增大，焊接时需要采取预热、后热及用低氢型焊接材料施焊等一系列工艺措施。……