2.2.4 预防措施

结合对于FCB终端裂纹的类型以及原因分析结果，控制终端回转变形或消除终端变形是最有效的预防裂纹发生的措施。目前在中国及日本造船厂，对于预防终端裂纹主要有以下几种方法。

（1）终端拘束焊法 终端拘束焊法是在终端一定长度范围内采用其他电弧焊方法焊接一定厚度的拘束焊缝将其固定，因此，即使FCB焊接到终端时也不会因为熔化拘束焊缝而引起终端回转变形，进而控制终端裂纹的产生。典型的拘束焊方案如图2-13所示。

终端拘束焊法是现行所采用的各种终端裂纹防止方法中可靠度最高的一种，其终端裂纹防止率在各种板厚、各种焊缝长度级别中也是最高的。此方法的缺点：一是拘束焊缝焊接需要耗费一定的时间；二是由于拘束焊缝的存在，背面不能成形，需要在后道工序进行背面未焊透区域的碳弧气刨、焊接修补，而且是仰焊焊接，对于焊工的技能要求较高，操作不当会产生二次缺陷，如夹渣、气孔等。

（2）单切缝引出板法 单切缝引出板法是在常规的平板引出板上开一个切口，用于缓慢释放终端回转变形位移，使得FCB焊接到引出板上时回转变形已经释放大部分，使其不能引起焊缝的开裂。为了达到防止裂纹的目的，需要对最后一个定位焊的位置进行限定，一般要求距离终端至少500mm，理论上距离越远，回转变形越小，即使FCB焊接到此位置并熔化定位焊时回转变形小，不足以产生裂纹。因为定位焊距离终端较远，所以为了装配板时不至于错边，需要在定位焊与终端之间布置定位焊用于临时装配固定，其典型的操作方法如图2-14所示。

此方法操作简单，不需要焊接拘束焊缝，也不需要背面再返修，但是由于熄弧板的强度有限，对于厚板的裂纹防止效果较差，目前只适用于板厚在20mm以下的钢板。

（3）双切缝引出板法 双切缝引出板法是在常规的平板引出板上开两个切口用于隔离FCB电弧引到引出板上时的热量，使得终端回转变形平缓而不至于引起突然变形位移（见图2-15），从而控制终端裂纹的产生，其原理与单切缝引出板法类似，典型尺寸及安装方法如图2-16所示。

相对于终端拘束焊法，双切缝熄弧板法的优点是操作简单，不需要进行仰焊修补，但其在防止裂纹方面成功率较低，实际生产中成功率不到20%，尤其是厚板，因为其约束终端回转变形的能力与引出板的尺寸、切缝的长度、安装方法有直接关系，如图2-17和图2-18所示，所以尺寸越大、安装越牢固，约束力越强，但也只是相对而言、定性分析，实际操作中无法计算出适合于每一种板厚、焊缝长度相对应的引出板尺寸、切口长度或安装角度、钝边，以达到防止裂纹的目的。

（4）弧坑会合法 弧坑会合法是先从拼接接头的一端进行焊接，在接头中部熄弧，然后将焊接机头移动至另一端进行反向焊接，当焊接到在先焊接的焊缝弧坑上时停止焊接，如图2-19所示。

弧坑会合法的优点是基本消除了终端回转变形，也就不可能产生终端裂纹，可以100%防止终端裂纹。但其缺点也非常明显，即焊接效率降低，每条缝焊接都需要中断一次，而且焊机掉头后又需要重新进行焊丝矫正、对中工作，辅助时间延长；同时如果先焊弧坑不进行碳弧气刨削斜处理，后焊弧坑会合处可能存在焊接缺陷，且会合后的焊缝余高超过标准，需要进行焊接修补及降低余高处理，增加了修补时间。由于弧坑会合法效率较低，因此在生产中基本没有采用。

（5）火焰矫正法 终端裂纹的产生是由于终端的回转变形所致，火焰矫正法则是在终端区域进行加热，使其产生一个与回转变形方向相反的收缩力，从而抵消或降低回转变形，达到防止裂纹产生的方法，其矫正方法如图2-20所示。火焰矫正的温度根据钢板的强度、厚度而定，加热温度在400～700℃。

火焰矫正法相对于终端拘束焊法优点是不需要进行背面焊返修，节省了修补工位停留时间，相对于单、双切缝方法是防止裂纹较为有效的方法。据国内某船厂施工统计，对于16～24mm同等板厚的工件对接时，终端裂纹产生可以控制在5%以内。缺点是操作要求较高，需要熟练掌握加热的区域、温度、时机及加热速率，否则难以达到防止裂纹产生的目的；火焰矫正法相对于钢板在焊接前进行了高温加热，而FCB又属于大热输入焊接，因此，接头会因为高温停留时间及冷却速度降低而发生性能尤其是冲击韧度下降的情况；同时对于板厚超过24mm且拼板长度超过14m的焊缝，裂纹产生概率升高。