船舶的焊接缺陷分析及質(zhì)量控制

矯顯明

摘要：船舶焊接技術(shù)是船舶建造中的關(guān)鍵技術(shù)之一，焊接技術(shù)高低直接影響著船舶建造質(zhì)量。如果焊接存在缺陷，會使產(chǎn)品抗腐蝕性能下降或者不能滿足力學(xué)性能的要求，造成滲漏或者結(jié)構(gòu)斷裂，無法保證船舶安全航行和作業(yè)。本文從焊接缺陷進(jìn)行分析，通過實踐分析提出相應(yīng)預(yù)防措施，提升焊接技術(shù)，控制焊接質(zhì)量，進(jìn)而提升船舶質(zhì)量。

Abstract： Ship welding technology is one of the key technologies in ship construction， which directly affects the quality of ship construction. If there are welding defects， the corrosion resistance of the products will be reduced or the mechanical properties can not be met， resulting in leakage or structural fracture， which can not ensure the safe navigation and operation of the ship. This paper analyzes the welding defects and puts forward the corresponding preventive measures through practical analysis， so as to improve the welding technology， control the welding quality， and then improve the ship quality.

關(guān)鍵詞：船舶建造;焊接缺陷;船舶質(zhì)量

0? 引言

良好的船舶焊接技術(shù)能夠保障船舶密性與強(qiáng)度，是技術(shù)性、專業(yè)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。如果船舶焊接技術(shù)出現(xiàn)缺陷則可能導(dǎo)致船舶的密性和整體強(qiáng)度下降，引發(fā)船舶在航行過程中出現(xiàn)滲漏、結(jié)構(gòu)斷裂甚至船舶沉沒等事故。對此，應(yīng)當(dāng)要重視船舶焊接技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)焊接缺陷并做好缺陷修補(bǔ)，把質(zhì)量控制在一定范圍內(nèi)，推動我國船舶行業(yè)的發(fā)展。

1? 船舶焊接技術(shù)概述

焊接技術(shù)是通過加熱或加壓的形式針對金屬材料進(jìn)行連接融合，主要是借助金屬原子的結(jié)合與擴(kuò)散原理將分離的金屬材料進(jìn)行永久的連接在一起。焊接技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，在船舶及海洋結(jié)構(gòu)制造方面也是重要研究方向之一。船舶焊接技術(shù)也是利用同樣的工作原理進(jìn)行船舶鋼板材料、金屬材料之間的連接。如果兩者之間的連接缺口較大則需要利用同種性質(zhì)的材料進(jìn)行融化連接，確保需要焊接的兩個材料能夠緊緊的粘合在一起。尤其是在制造一些角度較為復(fù)雜、結(jié)構(gòu)繁雜的船舶建造時焊接技術(shù)作用更為顯著。因此，對于船舶焊接技術(shù)應(yīng)當(dāng)給予重視，從工作原理上進(jìn)行其缺陷分析，并針對每一個缺陷做好相應(yīng)的原因分析與提升焊接技術(shù)的策略，推動船舶焊接工藝向更高的水平發(fā)展。

2? 船舶焊接缺陷分析

船舶焊接技術(shù)是船舶工業(yè)的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一，有著很強(qiáng)的技術(shù)性和專業(yè)性，并有完整的技術(shù)規(guī)定。焊接中接頭金屬不完整性被稱為焊接缺陷。焊接缺陷主要分為氣孔、裂紋、夾渣、未熔合、未焊透、形狀缺陷等。

2.1 焊接氣孔缺陷

焊接氣孔缺陷是較為常見的焊接缺陷之一，它的存在直接影響著焊縫區(qū)域的密度，焊接位置存在氣孔空洞，可導(dǎo)致焊接處出現(xiàn)密度不夠。焊接氣孔由焊接環(huán)境、焊接材料、焊接電流以及焊工技術(shù)等決定了氣孔的數(shù)量，工件的底漆太厚、保護(hù)氣流量不足或不夠干燥都可能使焊接過程中出現(xiàn)氣孔，可能出現(xiàn)單個氣孔、密集氣孔以及鏈狀氣孔。氣孔的數(shù)量又決定了焊接處的密度與強(qiáng)度，使得焊接處不牢固。在船舶投入使用過程中，受到外界壓力的時候容易使存在氣孔的位置產(chǎn)生裂縫甚至是斷裂，造成整個船舶發(fā)生安全事故。因此，應(yīng)當(dāng)針對焊接氣孔產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并從根本入手優(yōu)化焊接氣孔缺陷，減少焊接過程中氣孔的產(chǎn)生，提高焊接位置的密度和防止強(qiáng)度下降。

2.2 焊接夾渣缺陷

焊接夾渣在船舶焊接過程中也是常有的事情，主要是在焊接過程中摻雜了一些不熔的非金屬物質(zhì)，導(dǎo)致焊接處與銜接兩端的金屬密度不一樣。尤其是夾渣在連接兩邊金屬處時直接影響到連接不連續(xù)，導(dǎo)致焊接兩邊的金屬材料無法融合在一起，起不到焊接的效果。夾渣存在于焊縫區(qū)域中的任何位置都會影響到焊接效果，如果夾渣尺寸較大的情況下會從焊接處內(nèi)部開始出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致焊接處出現(xiàn)開裂，這是最容易導(dǎo)致船舶在運(yùn)行中斷裂的，可以說是最明顯的危害之一。造成的主要原因有：焊接時坡口處處理不干凈，存在雜質(zhì);電流小或者是焊接坡口小;焊接材料質(zhì)量問題和焊條角度及運(yùn)條方式不對;焊接的速度過快未能把雜質(zhì)溶解浮現(xiàn)出來，讓雜質(zhì)存在于焊接處。對此，要針對夾渣缺陷分析，做好夾渣的清除，提升焊接質(zhì)量。

2.3 焊接裂紋缺陷

焊接裂紋也是船舶焊接中危害較大的焊接缺陷。一旦裂紋存在就直接影響了焊接處的硬度、牢固性，在船舶投入使用過程中隨著水力的沖擊、氧化、腐蝕性物質(zhì)入侵等原因會造成裂紋逐漸變大，直接造成焊接處斷裂。而造成裂紋出現(xiàn)的原因大部分原因是焊接材料的含磷、含硫成分較高或者是焊接設(shè)計不合理。因此，在進(jìn)行相應(yīng)的焊接材料選擇以及船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候要制定相應(yīng)的檢測手段，測試焊接材料的可靠性以及船舶建造結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)合理性，進(jìn)而實現(xiàn)焊接質(zhì)量提升。

2.4 焊接其它缺陷

焊接看似簡單但是各個工序都要求細(xì)致，如果焊接過程中缺乏檢測與實時監(jiān)控，容易出現(xiàn)焊接未熔透，導(dǎo)致焊接效果不佳。一般來說焊接過程中兩邊的金屬材料要和焊接材料徹底融合才能實現(xiàn)焊接質(zhì)量的提升。但在進(jìn)行焊接過程中如果電流過小、坡口鈍邊太厚、角度不當(dāng)或者是需要焊接的坡口深度較大時焊條未進(jìn)入到母材根部，無法完全熔化;或者是焊條位置不貼近母材位置，導(dǎo)致焊接接頭根部未完全熔透，也就是未焊透。如果焊接線能量過低，焊層間清渣不徹底，也會導(dǎo)致未熔合。焊接中運(yùn)條不勻、操作不當(dāng)，會使焊縫表面形成焊瘤。在后期的使用過程中無法滿足高強(qiáng)度和高密度要求，導(dǎo)致船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，使用壽命下降。

3? 船舶焊接缺陷控制對策

船舶焊接中有些缺陷的存在對于船舶安全航行是非常危險的，一定要及時發(fā)現(xiàn)及時修整。從焊接缺陷形成的機(jī)理入手，針對不同缺陷進(jìn)行全面控制解決。

3.1 消除氣體來源，防止焊接氣孔出現(xiàn)

焊接氣孔缺陷是焊接工藝中常見缺陷，屢屢無法杜絕，進(jìn)而對船舶焊接質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。對此，相關(guān)技術(shù)管理人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理，從形成氣孔的根本出發(fā)營造出適合的焊接環(huán)境，嚴(yán)格監(jiān)控好空氣中的濕度，一旦焊接材料在潮濕環(huán)境中存儲過要在焊接前進(jìn)行水分的去除。對于一些已經(jīng)變質(zhì)、焊條藥皮脫落、生銹等情況要禁止使用。在焊接之前還要對焊接坡口和邊緣處進(jìn)行打磨干凈，露出相應(yīng)的金屬光澤。同時要檢測好焊接設(shè)備的電流電壓情況，確保在整個焊接過程中電流輸出穩(wěn)定性，防止焊接電流過大或過小而出現(xiàn)焊接氣孔，導(dǎo)致焊接質(zhì)量受到影響。同時應(yīng)當(dāng)制定相應(yīng)的焊接前檢測工作，檢測分析空氣環(huán)境情況、焊接材料情況、焊件裝配情況、保護(hù)氣體純度及流量選擇情況等多方面內(nèi)容從而為焊接奠定基礎(chǔ)，在焊接過程中才能夠大大的降低氣孔出現(xiàn)。

3.2 做好基礎(chǔ)工作，防止焊接夾渣出現(xiàn)

焊接工作中基礎(chǔ)工作較為繁瑣，很多時候焊接工人覺得焊接熔化溫度比較高，什么都可以熔化掉，對于在處理焊接坡口雜物的時候并不重視，導(dǎo)致在焊接位置中出現(xiàn)非金屬雜質(zhì)。對此，要強(qiáng)化焊接工人的基礎(chǔ)質(zhì)量意識，要求焊接工人認(rèn)真進(jìn)行焊接坡口雜質(zhì)的處理，同時焊接時選用合適的焊接電流、焊速和運(yùn)條手法。這樣可保證在坡口內(nèi)及焊接時產(chǎn)生的雜質(zhì)均能浮出焊縫熔池表面，減少焊接處雜質(zhì)的存在。如果是執(zhí)行多層多道焊接工藝的時候一定要做好每層每道的熔渣與雜物清除工作。對于夾渣缺陷的防治更多的是提高焊接工人的細(xì)心程度以及施工責(zé)任心，船舶建造管理人員可以制定好相應(yīng)的激勵鼓勵制度，提升其積極的工作態(tài)度。

3.3 選擇適宜材料，加強(qiáng)焊接裂紋防治

焊接裂紋對于船舶建造來說有著巨大的危害，很多時候造成嚴(yán)重的安全事故出現(xiàn)。針對焊接裂紋的防治，相關(guān)建造人員首先應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)入廠檢驗制度，要選擇良好的金屬材料及選用與材料金屬化學(xué)成分相匹配焊接材料。選擇合適的焊接材料進(jìn)行焊接，對于一些焊接性較差的焊接材料要禁止使用。同時，對于一些厚度較大的材料一定要按照焊接設(shè)計進(jìn)行提前處理，保障焊接過程中間層的深度熔化，確保熔化程度均衡，防止裂紋的出現(xiàn)。此外，在焊接的過程中還要注意焊接應(yīng)力的均衡，防止焊接兩方材料出現(xiàn)位置偏差，引發(fā)裂紋出現(xiàn)。在此可以借用一些固定工具強(qiáng)化焊接位置的固定，確保雙方在同一個水平方位上，防止裂紋出現(xiàn)。

3.4 增加監(jiān)控力度，強(qiáng)化檢測焊接密度

隨著科技的發(fā)展在焊接的過程中應(yīng)當(dāng)引進(jìn)相應(yīng)的檢測工具對整個焊接過程進(jìn)行檢測，實時監(jiān)控焊接的質(zhì)量，確保整個焊接位置密度均衡。同時要檢測整個焊接位置的熔化程度，深入檢測其金屬材料是否完全熔合。此外，在焊接結(jié)束之后要對焊接位置進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)志，做好后期的監(jiān)督控制工作，并實施反饋到船舶建造技術(shù)人員上做好相應(yīng)的焊接工藝優(yōu)化與提升，促進(jìn)船舶焊接質(zhì)量的提升。

3.5 引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提升焊接質(zhì)量控制

船舶建造焊接技術(shù)近些年也得到很大的發(fā)展，對于大型的船舶建造設(shè)計、實施建造過程當(dāng)中融入了先進(jìn)的檢測工具、智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)監(jiān)控進(jìn)行焊接質(zhì)量的控制。同時，為船舶建造制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫信息，為后期的焊接工藝研發(fā)工作提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可對船舶焊接過程進(jìn)行科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。此外，在焊接工人培訓(xùn)上應(yīng)當(dāng)投入相應(yīng)的成本，讓技術(shù)人員能夠?qū)崟r更新自身技術(shù)，學(xué)習(xí)國內(nèi)外焊接先進(jìn)技術(shù)。同時，在進(jìn)行材料選擇上也要關(guān)注市場上的先進(jìn)材料，針對舊材料的缺點(diǎn)進(jìn)行規(guī)避，打造出更加高質(zhì)量的船舶，為我國的運(yùn)輸行業(yè)、軍事領(lǐng)域貢獻(xiàn)出自身力量。

4? 結(jié)束語

綜上所述，重視船舶焊接缺陷并針對缺陷進(jìn)行良好分析改進(jìn)，對于船舶建造來說具有重要意義。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)針對當(dāng)前焊接缺陷進(jìn)行詳細(xì)的記錄、觀察，減少焊接過程中的氣孔過多、咬邊不牢固以及焊接處摻雜雜質(zhì)等情況出現(xiàn)，利用行之有效的方法進(jìn)行焊接技術(shù)的提升，并對焊接位置做好詳細(xì)的質(zhì)量檢測，嚴(yán)格把控焊接質(zhì)量，降低因為焊接缺陷而出現(xiàn)的船舶安全事故，保障船舶行業(yè)能夠高質(zhì)量發(fā)展。

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