船舶焊接的缺陷及質(zhì)量管理
季建忠
(揚(yáng)州市地方海事局,江蘇 揚(yáng)州 225003)
摘要:詳細(xì)介紹了船舶建造檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的常見焊接缺陷主要為氣孔、夾渣、咬邊、未焊透或未溶合焊接裂紋等,分析了在船舶建造中由于船廠焊接工藝控制不嚴(yán)導(dǎo)致的各種焊接問題,提出了在船舶焊接質(zhì)量中應(yīng)抓好的五個(gè)方面。
關(guān)鍵詞:船舶檢驗(yàn);焊接缺陷;質(zhì)量管理;質(zhì)量控制
中圖分類號(hào):U671.84
收稿日期:2014-10-20
作者簡(jiǎn)介:季建忠(1968-),男,工程師,從事船舶檢驗(yàn)工作。
0引言
船舶焊接技術(shù)是船舶建造的關(guān)鍵技術(shù)之一,它可以有效保證船舶密性和強(qiáng)度,提高船舶質(zhì)量,是保證船舶安全航行的重要條件。如果焊接質(zhì)量存在問題,就有可能造成船舶結(jié)構(gòu)滲漏、斷裂,嚴(yán)重的會(huì)引起船舶沉沒。
近年來,隨著民用船舶大型化的發(fā)展,焊接技術(shù)在船舶建造中的作用愈加重要,因此,有必要對(duì)在船舶建造檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷進(jìn)行研究,以便盡早發(fā)現(xiàn)問題,把焊接缺陷限制在一定范圍內(nèi),確保船舶建造質(zhì)量。
1船舶焊接常見缺陷
焊接缺陷主要表現(xiàn)為焊接中接頭金屬不連續(xù)、不致密或連接不良。正確識(shí)別常見船舶焊接缺陷的特征,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)防范措施,對(duì)船舶修造、營(yíng)運(yùn)意義重大。
船舶焊接缺陷種類很多,常見缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、焊接裂紋、咬邊、焊瘤、弧坑,焊縫外形尺寸和形狀不符合要求等。
氣孔是焊縫的主要缺陷之一。它不僅削弱了焊縫的有效工作截面,而且會(huì)使應(yīng)力集中,明顯降低焊縫金屬的強(qiáng)度和塑性,特別是冷彎和沖擊韌性時(shí)降低更多。
不同的焊接方法產(chǎn)生的氣孔形狀、大小和密集程度不相同。一般來說,自動(dòng)焊產(chǎn)生的氣孔比手工焊大。CO2焊產(chǎn)生的氣孔比較多,密集氣孔比較容易產(chǎn)生在焊縫起弧的部位。
夾渣也是焊縫中常見的一種缺陷。夾渣可減少焊縫的有效工作截面,降低焊縫的機(jī)械性能,同時(shí)還會(huì)引起應(yīng)力集中導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞,尺寸過大的夾渣還會(huì)降低焊縫的致密性。
咬邊會(huì)增大局部應(yīng)力值,咬邊深度與疲勞強(qiáng)度有關(guān)系,咬邊越深,疲勞強(qiáng)度降低越多。咬邊還會(huì)加速局部腐蝕。
未焊透或未熔合是一種比較嚴(yán)重的缺陷。由于未焊透或未熔合,焊縫會(huì)出現(xiàn)間斷或突變,從而降低焊縫強(qiáng)度。因此,船體的重要結(jié)構(gòu)部分均不允許存在未焊透或未熔合的情況。
焊接裂紋是一種非常嚴(yán)重的缺陷。結(jié)構(gòu)的破壞主要從裂紋處開始,在焊接過程中應(yīng)采取預(yù)防措施防止裂紋的出現(xiàn),焊后要檢查焊縫有無裂紋。若發(fā)現(xiàn)裂紋,應(yīng)予以清除,然后再進(jìn)行修補(bǔ)。
焊接中還常見到一些焊瘤、弧坑及焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷。焊瘤會(huì)影響美觀,弧坑伴有裂紋和氣孔,嚴(yán)重影響焊接強(qiáng)度。
2工藝控制不嚴(yán)出現(xiàn)的常見焊接問題
由于某些船廠在船舶建造時(shí)焊接工藝控制不嚴(yán),導(dǎo)致焊接(或裝配)時(shí)出現(xiàn)各種焊接問題,其主要表現(xiàn)為:
(1)骨材采用間斷焊時(shí),末端未連續(xù)包角焊或包角焊長(zhǎng)度不夠(不小于75 mm或骨材高度)。
(2)肘板等未進(jìn)行雙面包角焊。
(3)構(gòu)件采用間斷焊時(shí),焊縫間距、焊縫節(jié)距未嚴(yán)格控制,僅憑目測(cè),造成與焊接規(guī)格表中的要求差距過大。
(4)構(gòu)件采用間斷焊時(shí),在構(gòu)件對(duì)接焊縫或板材拼板縫處,未遵守兩側(cè)均應(yīng)有長(zhǎng)度不小于75 mm的角焊縫的規(guī)定,而是一成不變地按照間斷焊的方法施焊。
(5)構(gòu)件、肘板未按要求開過焊孔,如桁材面板對(duì)接焊處、骨材在板材拼板縫處應(yīng)開過焊孔,便于施焊和檢查。
(7)曲度較大的外板與其內(nèi)側(cè)的骨材、桁材角焊縫間隙過大時(shí),未挖補(bǔ)或替換,直接使用短板搭接或嵌補(bǔ)焊處理。
(8)骨材、桁材由于裝配或下料的原因?qū)е麻L(zhǎng)度不足,使其端部間隙過大,未挖補(bǔ)或替換,直接使用短板搭接或嵌補(bǔ)焊處理。
(9)骨材穿過構(gòu)件腹板時(shí)的補(bǔ)板,未作雙面焊處理。板厚大于4 mm的手工對(duì)接焊,板材端未開坡口。
(10)板厚大于4 mm的手工對(duì)接焊,板材端未開坡口。
(11)為起吊方便,構(gòu)件上任意開口或開孔而不挖補(bǔ)或補(bǔ)焊。
3焊接質(zhì)量管理
船舶焊接缺陷或問題是由多方面的因素造成的,在船舶焊接質(zhì)量管理當(dāng)中應(yīng)抓好5個(gè)方面的工作,即:優(yōu)秀的操作者、一流的焊接設(shè)備、合格的焊接材料、嚴(yán)密的焊接規(guī)范、良好的施焊環(huán)境,簡(jiǎn)稱為人、機(jī)、料、法、環(huán)5要素,這其中尤以人的因素最為重要。具體來說,應(yīng)做到以下幾點(diǎn):
(1)加強(qiáng)焊工培訓(xùn),提高焊接技能,確保焊工持證上崗。
第五孔窯洞開間3.28m,進(jìn)深7m,室內(nèi)空間狹長(zhǎng),此處是裝載糧食的空間,南側(cè)設(shè)窗但不設(shè)門,進(jìn)入此處只能通過第四孔窯洞,這樣既保證了室內(nèi)的通風(fēng)采光,使糧食的存放時(shí)間更長(zhǎng),也保證了糧食的存放安全,避免了外來人直接進(jìn)入糧食裝載區(qū)。
(2)提高焊工的質(zhì)量意識(shí),建議船廠建立相應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度。
(3)生產(chǎn)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)焊接質(zhì)量監(jiān)管,責(zé)任落實(shí)到人。
(4)對(duì)焊接設(shè)備的供應(yīng)商進(jìn)行評(píng)估,選擇其中的優(yōu)勝者進(jìn)行合作。
(5)建立焊接設(shè)備臺(tái)帳,從而掌握設(shè)備狀況,便于管理。
(6)建立維護(hù)保養(yǎng)制度并指定專人負(fù)責(zé),加強(qiáng)日常維護(hù),確保焊接設(shè)備處于良好狀態(tài)。
(7)采購合格的焊接材料。
(8)嚴(yán)格遵守焊接材料(焊條、焊絲、焊劑)的保管、使用制度,謹(jǐn)防受潮。
(9)不使用不合格焊條。當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊條藥皮變質(zhì)、剝落或焊芯銹蝕時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制使用范圍。
(10)根據(jù)材質(zhì)的不同,選用合適的焊條(如低氫型焊條)。
(11)認(rèn)真執(zhí)行工藝規(guī)程,選取合理的焊接程序。
(12)嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù),選擇合適的焊接電流和焊接速度。
(13)正確選取坡口尺寸、角度和裝配間隙。
(14)加強(qiáng)管理,確保不在潮濕(如陰雨天)的環(huán)境下施焊。
(15)認(rèn)真清理坡口邊緣,確保無銹蝕、油污、雜質(zhì)等。
(16)對(duì)于CO2焊接,如施焊時(shí)風(fēng)力較大,應(yīng)采取必要的防風(fēng)措施,以便焊接的順利進(jìn)行。
4結(jié)語
船舶焊接質(zhì)量關(guān)系到船舶的建造質(zhì)量,是船舶建造質(zhì)量的重要組成部分,因此,必須提高焊接質(zhì)量,尤其一些管理相對(duì)薄弱的船廠,更應(yīng)重視船舶焊接質(zhì)量。只有從思想上認(rèn)清焊接質(zhì)量的重要性,不斷提高焊接技術(shù),采用焊接新工藝,加強(qiáng)對(duì)焊工隊(duì)伍的建設(shè)和管理,盡量減少焊接缺陷的產(chǎn)生,船舶建造質(zhì)量才能得到提高。
參考文獻(xiàn):
[1]吳暉,杜忠民,敖慶章.船舶焊接缺陷類別、產(chǎn)生原因和防止措施[J].艦船電子工程,2010,29(4):189-192.