影響海工裝備制造中焊接質(zhì)量的因素及對策探析

馬慶華

摘 要：現(xiàn)代化海工裝備是我國海洋油氣事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，提高海工裝備制造效率與質(zhì)量是我國現(xiàn)代化海洋建設(shè)的重要要求。焊接技術(shù)作為海工裝備制造過程中的關(guān)鍵技術(shù)，其技術(shù)水平直接影響到我國海工裝備的效率與質(zhì)量。對此，相關(guān)技術(shù)和操作人員必須積極開展對焊接技術(shù)的研究談?wù)摴ぷ?，改善焊接設(shè)備性能，提高焊接效率與精度，提升焊接工藝及技術(shù)，從而更好地為海工裝備制造服務(wù)。

關(guān)鍵詞：海工裝備；制造；焊接；質(zhì)量

前言：海工裝備中鋼結(jié)構(gòu)在焊接時出現(xiàn)的問題會嚴重影響海工裝備的質(zhì)量和性能，在某些時候還會引發(fā)人員傷亡的較大事故，給使用者及主家造成巨大的損失，所以對于相應(yīng)病因的控制措施應(yīng)該深刻理解，避免海工裝備出現(xiàn)此類問題，保證海工平臺的安全使用，助力海工事業(yè)的推進發(fā)展。

1海工裝備制造中焊接質(zhì)量的影響因素

1.1焊接氣孔

焊接氣孔，是在海工裝備焊接缺陷中經(jīng)常見到的一種缺陷，其原因是在實際焊接的過程中，熔池中的氣體沒有完全溢出，熔池就已經(jīng)凝固，就會導(dǎo)致成型的焊接縫中出現(xiàn)孔洞，這些孔洞在實際海工裝備焊接缺陷中，是以表面氣孔和內(nèi)部氣孔兩種形式而存在的。由于氣孔的存在導(dǎo)致海工裝備焊接的橫截面減少。降低了海工裝備焊接中的接縫處安全強度，同時由于海工裝備焊接中存在氣孔，使得在實際海工裝備焊接過程中鋼結(jié)構(gòu)的美觀性受到了破壞。按照海工裝備焊接缺陷的要求規(guī)定，在實際海工裝備的焊接作業(yè)中，外板以及應(yīng)力區(qū)是不允許存在氣孔的，在其他位置的焊接中允許存在的焊接氣孔個數(shù)不能超過2個。

1.2焊接夾渣

焊接后，應(yīng)對焊接夾渣進行有效的清理，焊接夾渣在焊接中對焊接的質(zhì)量會產(chǎn)生較大的影響，所以海工裝備焊接工作中必須要保證零夾渣。若發(fā)現(xiàn)焊接夾渣，應(yīng)采取有效措施加以處理，確保焊接工作的正常進行。出現(xiàn)焊接夾渣的原因有很多，而焊接坡口潔凈度不高，多層焊接過程中沒有對通道內(nèi)的雜質(zhì)進行全面清理，焊接材料質(zhì)量不達標，焊接過程中掉落到熔池內(nèi)和焊接速度過快，熔池當中的雜質(zhì)沒有充足的時間分離到熔池外等是較為常見的影響因素。

1.3咬邊

（1）焊接施工過程中的焊接速度控制不當所導(dǎo)致的，如果焊接的運動速度過快，則會使焊接出現(xiàn)“咬邊”的現(xiàn)象。（2）焊接施工中的電流控制不當所導(dǎo)致的。對于焊接施工中存在的“咬邊”缺陷性問題，要認真分析焊接施工中的荷載狀態(tài)、應(yīng)力狀況等，合理控制焊接的速度，實現(xiàn)對焊接軌道的平整度控制。

1.4未熔合

焊接主要是基于高溫環(huán)境來融化構(gòu)件截面接觸部位并建立連接。然而由于構(gòu)件斷面設(shè)計因素造成焊接距離窄，焊接過程中沒有運用合理的焊接方式控制焊接方向，另外電流小且電弧大的情況下，就會造成鋼結(jié)構(gòu)焊接發(fā)生未熔合問題。

2海工裝備制造過程中焊接質(zhì)量的提升與控制措施

2.1保證焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量

為了最大程度確保焊接質(zhì)量，第一步應(yīng)當合理設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)，這不僅對焊接方法和工藝的確定有直接影響，還對結(jié)構(gòu)焊縫以及整體焊接效果息息相關(guān)，通過合理化焊接設(shè)計和具體工藝，能夠使船舶制造成本大大降低。焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)當對焊接結(jié)構(gòu)進行綜合考慮。接頭形式的設(shè)計可以確保焊接方式的順利實現(xiàn)，具體接頭設(shè)計中應(yīng)當保證選擇的形式簡單便捷，盡可能采用平焊或自動焊方式，并且不要在焊縫上設(shè)計最大應(yīng)力；焊接工藝的確定可以保證接頭能夠在設(shè)計的溫度和腐蝕介質(zhì)中發(fā)揮作用，有效控制焊接變形和應(yīng)力，可以符合焊接標準中關(guān)于技術(shù)、人員、設(shè)備的要求，并且有利于焊縫進行檢測；與此同時根據(jù)生產(chǎn)實際狀況優(yōu)化設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)。

2.2加強母材、焊接材料和設(shè)備的質(zhì)量管理

焊接工作的進行離不開焊接材料和設(shè)備，焊接材料設(shè)備對焊接質(zhì)量的影響極大。想要確保焊接工作有效，就要強化母材、焊接材料、設(shè)備的質(zhì)量。在實際工作中，大部分設(shè)備采用的是電弧焊，為了提高焊接設(shè)備發(fā)揮重要作用，需要構(gòu)建全面的設(shè)備操作流程和相應(yīng)的維護管理制度，同時明確設(shè)備直接負責人，由專門人員對單臺或批量焊接設(shè)備進行規(guī)范化管理和保養(yǎng)。

母材和焊接材料的質(zhì)量控制通過訂貨、驗收、復(fù)驗、保管、存放、領(lǐng)用、發(fā)放和回收等環(huán)節(jié)來保證，焊接工程師負責所有焊材的技術(shù)要求、接收和使用指導(dǎo)并準備適用于焊接工藝程序的焊材放行單，并提交給焊材倉庫管理員；質(zhì)量控制工程人員，依據(jù)采購標準和技術(shù)要求對材料設(shè)備進行嚴格檢驗和驗收，保證應(yīng)用于焊接中的材料工藝安全可靠；采購部門也需要嚴格的根據(jù)施工要求的規(guī)格、型號對焊材進行采購，仔細審核材料合格證明；焊材保管人員對焊材的收取、保管、領(lǐng)用進行詳細登記和管理。通過梳理完善質(zhì)量控制流程，確保海洋工程裝備的焊接正確、焊縫合格，保證在整個生產(chǎn)過程中焊接材料的領(lǐng)用有條不紊。

2.3控制好板材拼板

拼板須在專用桁架基礎(chǔ)鋼板平臺上進行，平臺平整且剛性強度足夠，嚴禁在地面拼板，對薄板的焊接前需進行板材的裝配，拼板間隙要嚴格控制在0～0.5mm，對板材的對位可以采用磁鐵拉馬或者其他非焊接的方式，為了保證其平直度，可以采用壓鐵或者厚鋼板在焊縫的兩邊進行剛性固定。在排板前盡量將板厚差別不大的板進行合并處理，減少板縫及不規(guī)則的排列方式，減少圓弧過度，防止焊接后應(yīng)力無法釋放變形。對于板厚差別較大的拼板，薄板與薄板先組合，厚板與厚板先組合，以薄板為基準。

為了減少焊接變形，需要盡可能的減少焊接熱輸入量，故而需要采用較細的焊絲，需要選擇恰當?shù)暮附与妷汉秃附与娏骷昂附铀俣?，焊接材料?yīng)與母材匹配，并嚴格執(zhí)行焊接工藝。

焊后可用木錘或橡膠錘對焊接板縫進行錘擊，大板需用“壓路機”在專用“矯正平臺”上對板縫處進行輥壓，使焊縫得到延展以釋放焊接應(yīng)力，消除角變形和內(nèi)應(yīng)力。

2.4強化焊接縫病害控制

為了進一步提升現(xiàn)階段海工裝備鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)施工質(zhì)量，有效應(yīng)對焊縫病害，在病害治理的過程中，立足于實際，全面梳理焊縫病害的基本類型與成因，在此基礎(chǔ)上，從多個維度出發(fā)，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，穩(wěn)步實現(xiàn)海工裝備鋼結(jié)構(gòu)焊縫病害控制工作的實現(xiàn)。在操作過程之中，要在分析鋼結(jié)構(gòu)焊接具體情況的前提下，對鋼結(jié)構(gòu)焊接坡口的角度、裝配間隙以及各項焊接技術(shù)參數(shù)進行確定，并將其作為施工作業(yè)框架，推動鋼結(jié)構(gòu)焊接活動的有序進行，達到控制焊縫病害的目的。此外，還需要采取積極的技術(shù)措施，進行焊縫病害的預(yù)防工作。應(yīng)當統(tǒng)籌分析各類需求，合理選擇鋼材類型，從源頭上保證焊縫質(zhì)量，降低焊縫病害發(fā)生機率。在完成鋼材類型選擇的基礎(chǔ)上，組織專業(yè)人員對鋼材開展處理工作，例如清除焊絲中存在的油污以及水分，借助于材料處理的控制方式，在很大程度上避免了焊縫病害的出現(xiàn)。焊縫氣孔的應(yīng)對，要求施工人員在焊接作業(yè)開始之前，應(yīng)當組織專業(yè)人員，對鋼材坡口位置進行清潔，保證鋼材坡口的清潔程度，避免殘渣對于焊縫病害防治工作帶來的不利影響。同時對焊條、焊接劑的溫度進行控制，調(diào)節(jié)焊接溫度，避免溫度過大或者過小，導(dǎo)致氣體難以有效排除?，F(xiàn)階段隨著我國海工裝備生產(chǎn)能力的提升，海工裝備體積逐步增加，為了適應(yīng)這一情況，生產(chǎn)企業(yè)采取大體積鋼結(jié)構(gòu)施工方式，以降低施工作業(yè)難度。大體積鋼結(jié)構(gòu)焊接工序較多，難度較高，在對大體積鋼結(jié)構(gòu)部件焊接的過程之中，要事先采取預(yù)熱處理，保證整個鋼結(jié)構(gòu)溫度的一致性，避免溫度差異過大引發(fā)的裂縫。

結(jié)語：海工裝備制造是我國工業(yè)體系中重要的組成部分，也是我國海洋事業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。焊接技術(shù)作為海工裝備制造業(yè)中一種最常見的施工技術(shù)，對海工裝備建造質(zhì)量具有最為直接的影響。海工裝備制造中的焊接工序，需要采取科學(xué)高效的控制手段，有效應(yīng)對海工裝備鋼結(jié)構(gòu)病害，延長海工裝備鋼結(jié)構(gòu)使用壽命，提升鋼結(jié)構(gòu)焊接效能，為后續(xù)海工裝備加工活動的進行創(chuàng)造便利條件。

參考文獻：

[1]韓顏.船舶的焊接缺陷分析及質(zhì)量控制[J].設(shè)備管理與維修，2018（17）：75-76.