船用轴锻件的焊接工艺需要严格控制以确保其强度、耐腐蚀性和疲劳性能。以下是关键的工艺步骤和技术要点：

1. 焊接前准备

• 材料选择

• 轴锻件通常采用优质碳钢（如AISI 4140）、合金钢或不锈钢，焊接材料需匹配母材的化学成分和力学性能（如AWS E7018焊条或ER70S-6焊丝）。

• 焊材需低氢型，避免氢致裂纹（尤其是高强钢）。

• 坡口设计

• 采用V型、U型或双V型坡口，角度60°~70°，根部留2~3mm间隙，确保焊透并减少应力集中。

• 清洁与预热

• 彻底清除坡口及周围20mm内的油污、锈迹和水分。

• 预热温度根据材料碳当量（CE）确定（如CE＞0.4时需预热150~300℃），防止冷裂纹。

2. 焊接工艺

• 焊接方法

• 手工电弧焊（SMAW）：适用于小批量或复杂位置，使用低氢焊条。

• 埋弧焊（SAW）：高效率，适用于长直焊缝，需配合焊剂（如HJ431）。

• 气体保护焊（GMAW/FCAW）：CO₂或混合气体保护，适合自动化焊接。

• 工艺参数

• 电流、电压和速度根据材料厚度调整（如20mm厚钢板，电流180~220A，电压22~28V）。

• 多层多道焊时，控制层间温度（≤250℃），避免过热。

• 焊接顺序

• 对称焊接以减少变形，采用分段退焊法。

• 打底焊需保证根部焊透，填充焊逐层清理熔渣。

3. 焊后处理

• 后热消氢

• 立即在200~250℃保温2~4小时，扩散残余氢。

• 应力消除退火

• 加热至600~650℃，保温时间按厚度计算（如1小时/25mm），缓冷至300℃以下。

• 机械矫正

• 若变形超差，采用冷矫或局部加热矫正（避免过热）。

4. 质量检验

• 无损检测（NDT）

• 100%超声波检测（UT）或射线检测（RT），确保无内部缺陷。

• 磁粉（MT）或渗透检测（PT）检查表面裂纹。

• 力学性能测试

• 取样进行拉伸、弯曲和冲击试验，符合船级社标准（如ABS、LR、DNV）。

• 尺寸精度

• 直线度误差≤1mm/m，总长度误差≤3mm。

5. 注意事项

• 环境控制

• 湿度＞80%时需停止焊接或采取除湿措施。

• 工艺评定

• 按规范（如ISO 15614）进行焊接工艺评定（WPS/PQR）。

• 焊工资质

• 操作人员需持有船级社认可的焊接证书。

常见问题与对策

• 裂纹：优化预热/后热，控制氢来源。

• 气孔：加强保护气体纯度或焊剂干燥。

• 变形：采用刚性固定或反变形法。

通过严格遵循上述工艺，可确保船用锻件的焊接质量满足船舶动力系统的苛刻要求。