船體建造中焊接檢驗與質量控制分析

張勇

摘 要：船舶是我國未來的探索海洋資源必不可少的重要工具，焊接質量會對船體整體穩(wěn)定性和性能帶來較大影響?？傮w來說，當前船體建造工藝尚有巨大進步空間，因此相關人士應重視造船工藝的改進。由于焊接是船體建造中的重要工序，不但會直接對船體安全性帶來較大影響，還會影響建造成本。這就需要重視焊接檢驗以及相對應的質量控制。因此，本文將結合船體焊接常用方法，討論船體焊接檢驗方法和質量控制對策，希望可以為相關人士提供一點參考價值。

關鍵詞：船體制造;焊接檢驗;質量控制

中圖分類號：U671.8 文獻標識碼：A

0 引言

我國當前船體制造，以流水線模式為主，隨著我國科學技術的快速發(fā)展，未來船體建造技術工藝，大致方向為智能化、數(shù)字化、綠色化和總裝化。但是建造工程中的一些問題也在日益凸顯，例如無效焊接問題，或者船體建造自身同樣存在技術應用弊端，對船體建造質量帶來了嚴重影響，同樣也會影響我國未來船舶制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鋼制船體焊接是船體建造的重要部分，值得引起充分重視。

1 船體焊接常用方法

當前技術發(fā)展背景下，船體焊接主要為電弧焊接工藝，在施工環(huán)節(jié)中，通常為人工手持焊條，這種技術是通過加熱焊條，加熱至金屬可以熔化的溫度，使金屬在液體狀態(tài)下相互連接，經(jīng)過冷卻之后就會形成焊縫，保證船體整體性不受影響。這種手工施焊方式可以達到簡化施工的目的，具備較強操作性，焊接效果相對理想，適用于多種金屬。但是難以保證較高的施工效率，而且焊接質量和焊工工作經(jīng)驗、專業(yè)水平有較大關聯(lián)。

2 船體焊接檢驗方法

2.1 焊接檢驗總體分析

鋼件焊接檢驗方法較多，以焊接接頭的理化檢驗為主，物理檢驗就是在重點檢查焊接件表面裂紋現(xiàn)象，焊接接頭夾渣雜質的現(xiàn)象。同時，為了保證焊接接頭在各類環(huán)境中的適用性，應當重視焊接件抗酸堿腐蝕能力、抗壓和抗拉強度的檢驗。

2.2 外觀檢驗

2.2.1 磁粉檢驗

磁粉檢驗是無損檢驗技術的一類，因此使用相對廣泛，可以檢驗焊縫表面是否存在問題。檢驗時需要先妥善清理焊縫，保證焊縫不被油污、雜質等污染，另外，應令焊接位置保持干燥，并達到較好的整潔效果。最后，附著在焊接部位的磁粉要保證均勻程度。磁粉檢驗優(yōu)勢主要有以下幾種，首先，檢驗準確度較高，即使是表面殘渣或裂紋，也都能檢驗出來;其次，檢驗投入的成本較低，而且不會消耗太長的檢驗時間，可以精準定位細微裂紋;最后，磁粉檢驗具有較廣的適用范圍，不會受到焊縫大小與焊接形狀的影響。

但是磁粉檢驗同樣不是無懈可擊的，一些缺陷仍然十分明顯，值得引起注意。首先，檢驗的對象必須是磁性金屬，無法檢驗非磁性金屬;其次，磁粉檢驗針對的是表面檢驗，無法妥善檢驗到內(nèi)部質量缺陷;最后，磁粉本身也是一種污染物，因此檢驗之后，需要額外對焊縫表面進行清理，檢驗操作相對繁瑣。

2.2.2 液體滲透檢驗

液體滲透檢驗同樣在船體焊接檢驗中極為常見，技術原理相對簡單，一言以蔽之，就是在表面涂上浸潤液，如果檢驗中發(fā)現(xiàn)有浸潤液向內(nèi)部滲透，則可以判定焊接中存在空隙與裂縫。液體滲透檢驗時，首先要領浸潤液向焊縫孔隙中滲透，之后將表面多余的浸潤液全部清理干凈，最后在焊接涂上顯示液縫外表面。通過這種方式，可以促進滲透液與顯示液的相互溶解，追蹤顯示液的同時，就可以發(fā)現(xiàn)其中是否存在焊縫裂紋。

檢驗環(huán)節(jié)需要注意的是，首先，若焊接表面存在鐵銹，應當先完成除銹操作，全面清理表面注入殘渣、油污、鐵銹等雜質，保證檢驗表面清潔程度達到標準，防止出現(xiàn)檢驗誤差。在表面涂抹浸潤液時，需要盡量均勻涂抹，完成涂抹操作之后，應保證涂抹位置的干燥，在涂抹顯示液時，同樣應當遵循均勻涂抹的原則，涂抹過后應保持超過30分鐘，從而讓顯示液與浸潤液的混合溶液，充分浸潤至焊縫裂隙中，實現(xiàn)檢驗準確性的提升。由于這種方式不會損害船體，因此應用相對廣泛。

2.3 內(nèi)部檢驗

2.3.1 超聲檢驗

超聲檢驗在檢測船體焊接內(nèi)部質量時應用較多，需要憑借專業(yè)性較強的超聲檢測儀器達到檢驗目的。儀器以超聲探測模塊、檢測模塊、超聲探頭為主要結構，工作時可以發(fā)射超聲波，向焊縫內(nèi)部侵入，如果沒有焊縫質量缺陷，則超聲波整體將會是均勻的。但是如果遇到孔隙，就可能導致超聲波回彈，或者出現(xiàn)偏轉現(xiàn)象，這種異?，F(xiàn)象，會幫助儀器完成定位，從而明確內(nèi)部質量缺陷的實際位置。超聲檢驗技術靈敏度較高，準確率也相對理想，而且操作相對簡單，可以通過挪動儀器，增強檢驗的適用性。但是這種技術只能檢驗內(nèi)部缺陷，對表面缺陷的檢驗束手無策。

2.3.2 射線探傷檢驗

船體焊接內(nèi)部質量的檢驗，同樣可以用射線探傷檢驗達到目的。該檢驗方式的技術原理，是將射線打到焊接表面，如果存在裂紋，或有損傷情況，就會出現(xiàn)能量變化，進而幫助定位損傷實際情況。這是因為射線會因為焊接位置的異常，發(fā)生能量變化，并通過配套設備得以顯示。射線探傷檢驗對于內(nèi)部檢驗的準確性相對理想，而且結果十分可靠。但是這項技術同樣也是有一定弊端的，首先，射線造價較高，檢驗成本同樣水漲船高;其次，射線針對單一類型的缺陷，檢驗準確率較高，但是如果疊加多重缺陷，則檢驗結果的準確率就會受到影響;另外，射線探傷的配套設備往往有較多組成模塊，因此快速移動難度較大;最后，射線本身對人體是有害的，因此在檢驗時，工作人員應穿戴防輻射設備，相對麻煩。

3 船體焊接質量控制對策

船體焊接對于船體整體質量有較大影響，因此一定要加強船體焊接質量控制，針對焊接的整個過程展開控制。具體來說，應當在正式焊接之前，加強對焊接材料的檢查和控制，焊機、焊劑與焊條應保證配套，使用時應當達到使用要求。焊條表面不能出現(xiàn)雜質或油污，防止對焊接質量造成較大影響。如果焊接對象為級別存在差異的鋼材，所用的焊條材料也不能一概而論，而是要認真符合其型號、合格證等一系列信息。另外，焊接之前應當對材料的力學強度進行檢驗，合理匹配不同的焊條和焊接材料。還應當測量裝配間隙、焊接坡口，防止影響焊接質量。焊接操作工人應貫徹持證上崗的原則，保證焊接工人的資質達到要求。正式操作之前，應進行詳盡的技術交底，對于每一次的焊接工作，都應當有詳細的記錄。如果是之前有過操作經(jīng)驗，但是中斷了半年以上的焊工，應當進行重新考核，通過之后才能重新操作。最后，在焊接環(huán)境方面，溫度應在-10℃以上，濕度應≤90%，若是氣體保護焊，則風速應在2 m/s以下，其他焊接方法可以適當放寬要求，10 m/s以下即可。

焊接過程中，同樣不能放松質量控制。對于焊接產(chǎn)品，應加強抽檢工作的落實，同時以焊接工藝要求為標準，對電壓、電流處于標準范圍內(nèi)情況進行檢查。如果是底部焊接，應當合理控制電流大小，防止因為電流過大出現(xiàn)裂紋。但是電流同樣不能過小，否則焊接強度不足，有較大概率出現(xiàn)殘渣。焊接環(huán)節(jié)需要重視角度和位置等一系列參數(shù)，令焊接位置和精度達到驗收要求。

焊接之前，應當以焊接工藝卡規(guī)定為基準，對焊接參數(shù)進行調(diào)整，調(diào)整切勿在施焊產(chǎn)品上進行，防止對正常施焊構成較大影響。如果焊接件變形相對容易，可以在焊接時利用工裝夾具，并保證焊接順序的合理性。施焊時，應最大程度保證工件處于平焊位置，并依照工藝文件要求，對層間溫度進行合理控制。同時如果上一道焊接工序產(chǎn)生了質量缺陷，應在下一道工序時，將缺陷補足。接弧位置不能出現(xiàn)未焊透和未熔合的質量缺陷。如果需要用錘擊方式，提高焊接質量，則需要注意，不能錘擊第一層與蓋面層的焊縫。

焊接完成后，應當將現(xiàn)場遺留的熔渣及時清除干凈，同時對焊接外觀進行目測檢查，如果未達質量要求，應當進行返修。焊接時若遇到惡劣天氣，應當及時停止使用，防止焊接處落下雨雪，因為溫差原因出現(xiàn)裂紋，或增加焊機位置的硬度。若施焊時用的是氣體保護焊技術，應避免焊接區(qū)域進入空氣，可在現(xiàn)場設置防風設備，使焊接環(huán)境的風速達到要求。焊接之前，應當重視剛才的預熱，如果氣溫較低，應當及時中斷焊接工作。

焊接過后，同樣要加強質量檢驗，保證焊縫干燥、清潔的同時，用量角器、鋼尺、游標卡尺等工具，對焊接成品進行檢驗。同時，應做好各項試驗，包含抗拉抗壓試驗、焊接強度試驗等。

4 結束語

綜上所述，本文討論了用于檢驗焊接表面和內(nèi)部的檢驗方法，并介紹了磁粉檢驗、液體滲透檢驗、超聲檢驗、射線探傷檢驗的具體操作要點以及優(yōu)劣勢，同時圍繞焊前、焊中和焊后等不同工序環(huán)節(jié)，提出了有效的質量控制措施，希望引起相關人士的重視，依照科學的焊接工序完成相關工作，從而提高船體建造的焊接質量。

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