淺析船舶薄板焊接質(zhì)量控制

文 向延平，李召佳，黃惠東,吳銳 廣船國際有限公司

在船舶建造中，薄板是指板材厚度t ≤6mm 的板材，主要應(yīng)用于船舶上建，尤其是客船的上建；薄板焊接時，經(jīng)常出現(xiàn)焊后變形、分段組裝和總段吊裝后變形的問題，為保證船體上建薄板光順美觀，需加強薄板焊接施工質(zhì)量控制，如若變形，火工矯正，達到薄板建造質(zhì)量要求。

船舶薄板焊接工藝規(guī)范

焊前準備

⑴船舶薄板焊接工藝、裝配工藝、材料、吊裝堆放等施工作業(yè)文件準備，并依據(jù)以往經(jīng)驗與不足，全面策劃、編審到位。

⑵焊工需持有相應(yīng)等級的技能證書，焊接材料得到船級社認可，焊接設(shè)施在檢定有效期內(nèi)。

⑶焊前應(yīng)采取預(yù)防變形的工藝措施；對于易裂結(jié)構(gòu)要焊前預(yù)熱；對于厚度差大于或等于4mm 的板材對接，需將厚板的邊緣斜削厚度差的4 倍；坡口、裝配間隙確保規(guī)范。

⑷定位焊質(zhì)量要符合要求，定位焊長度50 ～60mm，高度不超過5mm，不得有裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。

⑸把焊縫周圍30mm 區(qū)域的油污、水分、氧化皮以及鐵銹等清除干凈。

焊接過程控制

⑴焊接方法、參數(shù)。

船舶薄板的焊接，其接頭類型有：拼板平對接、平對接、立對接、橫對接、平焊、橫焊、仰角焊、立角焊，推薦的焊接方法及施焊要點見表1。

表1 薄板焊接接頭類型、焊接方法及施焊要點

⑵CO2焊焊接參數(shù)。

CO2焊焊接參數(shù)見表2。

表2 CO2 焊焊接參數(shù)

⑶小合攏（壁板）制作工藝流程。

檢查零件準確性→修整平臺→排料（T形、壁板）→壁板劃線→修割余量→壁板扶材裝配→壁板壓載→壁板扶材焊接→背燒及矯正變形→壁板加強→執(zhí)補→壁板裝焊完整性→放至工裝托架待吊裝→T 形組件打包待吊裝。

⑷焊接工藝要點。

⑴CO2打底焊時要求電流必須嚴格按照《焊接工藝規(guī)程》的參數(shù)執(zhí)行，打底焊如有裂紋，去除裂紋后才能焊接。

⑵每層焊后清除熔渣，有缺陷要及時處理后再焊下一層。

⑶焊接過程中要及時清理焊渣，察看焊縫成形，留意焊接參數(shù)的波動，隨時調(diào)整，確保焊縫質(zhì)量。

⑷T 形面板需要根據(jù)寬度尺寸加設(shè)相應(yīng)的保形肘板或用寬度不小于50mm、板厚不小于6mm、長度為腹板高度2/3 的板條進行保形，保形支撐的間距一般為500mm。

⑸嚴格控制裝配精度，扶材平角焊縫間隙不大于2mm，對接焊縫間隙控制在2mm 范圍內(nèi)，壁板裝配局部不平度控制在±2mm，圍壁垂直度要小于0.1%壁高。

⑹做好壁板加強，所有壁板加強在距下端口200mm 及上端口適當位置處（不影響焊接施工）。

⑺壁板臨時加強嚴格按專題加強方案進行。對于圍壁的臨時加強，加強材統(tǒng)一支撐于結(jié)構(gòu)面，距下口不小于200mm，距上口不大于300mm，加強材與壁板之間用方形板連接，加強材與角鋼（或球扁鋼）采用單面點焊，以便拆除。

焊后質(zhì)量要求

⑴焊后應(yīng)將焊渣清理干凈，并將裝配碼使用氣割切割留10 ～15mm 碼腳，再使用小直徑碳棒將碼腳碳刨至距離板面2 ～3mm，最后使用打磨機磨平碼腳，盡量減少碼腳修補。

⑵焊后進行自檢、互檢，對焊縫正反面進行外觀檢查，不得有裂紋、未熔合、夾渣、表面氣孔、未填滿弧坑和焊瘤等缺陷。

⑶若出現(xiàn)需修補的焊接缺陷，必須返修。薄板應(yīng)盡可能少用碳弧氣刨，如不可避免，應(yīng)選擇小直徑碳棒，并分多段進行。焊縫返修后應(yīng)按原焊縫質(zhì)量要求進行檢驗。

焊后質(zhì)量要求見表3。

表3 焊后質(zhì)量要求

薄板變形的火工矯正

為矯正薄板變形，采用火焰對鋼板進行局部加熱并以自然空氣冷卻或水冷卻的方法稱為火工矯正方法?；鸸こC正參數(shù)主要包括火焰性質(zhì)、火焰功率、加熱速度、加熱溫度、加熱區(qū)的規(guī)格以及火焰到工件表面距離等。薄板火工矯正主要有四種方法，包括長條形加熱法、短條形加熱法、十字形松葉狀加熱法、鏈式密點加熱法，見表4。

表4 薄板變形火工矯正方法

薄板焊接變形原因與防范措施

薄板焊接變形問題經(jīng)常出現(xiàn)，變形后需火工矯正，局部變形超差位置還需換板處理。此處以某船薄板焊接為例。

變形原因

⑴上建區(qū)域部分壁板上球扁鋼角焊縫焊腳過大，違反工藝要求，使兩檔骨材之間的壁板出現(xiàn)內(nèi)凹等變形；部分上建區(qū)域壁板上的鐵舾件后期安裝時角焊縫焊腳較大。

⑵小組階段部分上建分段薄板片體下口安裝保形加強材不規(guī)范，且多為球扁鋼，強度不足，距離壁板端口太近，違反“壁板保形加強材安裝在距下端口200mm 及上端口適當位處”的原則，從而導致上建分段總組及搭載因施工困難提前拆除加強產(chǎn)生變形。

⑷因生產(chǎn)策劃、進度原因，部分上建總組總段違反了《吊裝合攏控制工藝》，對上建區(qū)域壁板變形影響較大。

⑸部分上建區(qū)域因下水周期短，裝配、電焊作業(yè)大面積開展，導致上建區(qū)域部分焊接應(yīng)力無法釋放，對上建區(qū)域壁板變形影響較大。

防范措施

⑴全面完善《薄板建造原則工藝》，并宣貫學習，提升質(zhì)量意識及薄板建造認識，開展火工矯正作業(yè)人員的技能專項培訓。薄板分段制作過程應(yīng)從材料吊運堆放、材料預(yù)處理、下料、小組、小組件堆放、焊接順序、中合攏、總組、搭載各工序開始控制，采取措施實施全過程覆蓋。

⑵嚴格按薄板制作工藝執(zhí)行，嚴格控制焊接參數(shù)，采用合理的電流電壓，嚴格控制壁板、甲板焊接變形，按順序施焊。

⑶上建分段中合攏制作從胎架、裝配到整體分段，焊前的加強方案嚴格按分段加強圖冊施工，不允許隨意使用其他材料代替。

⑷上建分段片體、結(jié)構(gòu)制作完工后進行背燒，釋放局部應(yīng)力，不允許大面積火工矯正。

⑸分段制作完成后，需按《分段堆放運輸方案》工藝要求執(zhí)行，合理策劃分段轉(zhuǎn)運次數(shù)，并堆放至場地平整、基礎(chǔ)牢固的相對固定區(qū)域。

⑹上建區(qū)域壁板上的鐵舾件安裝需使用靠模切割、控制裝配間隙，矯正完安裝位置的船體變形再安裝舾裝件。

⑺嚴格執(zhí)行《吊裝合攏控制工藝》，開展上建總組總段的吊裝有限元計算，必要時對上建分段進行針對性的加強。

結(jié)束語

對船舶薄板焊接變形的控制：焊前需充分準備策劃，擬定、確認過程文件；焊接時嚴格焊接參數(shù)、工藝規(guī)范，并對可能變形的因素從材料、焊接、裝配、吊裝、堆放等方面采取防范措施；若有變形，火工矯正；焊后檢驗把關(guān)從嚴，保證船舶薄板焊接質(zhì)量。

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中華服飾

逐色行走的歷代服飾

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