船舶建造焊接質量與檢驗控制分析

程時登

摘 要：船舶主體結構安全主要取決于焊接質量與檢驗，及早發現焊接缺陷，客觀評價焊接接頭的質量，對于確保船舶安全航行和作業具有重要意義。本文以船舶建造焊接質量與檢驗為研究對象，分析了焊接接頭常見的缺陷及控制措施，希望為確保船舶航行安全提供科學參考。

關鍵詞：船舶 焊接 質量 檢驗

船舶主要結構抵御自然災害的能力和焊接質量的高低密不可分，當主體結構焊接質量較低時，船體結構將面臨損壞的危險，嚴重時船舶也無法安全使用。因此只有提高焊接技術，不斷消除焊接隱患，才能確保船舶的安全遠行，才能提高船舶的使用壽命。同時對焊接接頭進行必要的檢驗，也是減少廢品的產生，及時發現缺陷和找到缺陷產生的原因的重要舉措，有利于從各方面采取措施防止缺陷的產生。

1.焊接接頭質量及其檢驗的意義

焊前檢驗是防止缺陷和產生廢品的重要措施之一，必須引起足夠重視。焊前檢驗內容包括技術文件（圖紙、裝焊工藝規程等）、母材、焊接材料（焊條、焊絲、焊劑和保護氣體）、焊接設備、裝焊工夾具、焊接坡口和邊緣清理程度等。焊接主要焊縫（如船臺裝配接縫）的焊工，需經過一定規則的考試，合格者方才準許焊接。

焊接過程中檢驗是從焊接工作開始至焊接工作結束期間內的檢驗，主要檢查焊接過程中使用的裝焊工夾具、焊接工藝規程和焊接工藝參數執行情況、以及部件與分段裝配質量、焊縫尺寸等。

成品檢驗是最后一個檢驗階段，即在船體建造完畢，對焊接質量進行全面鑒定。

2.焊接接頭的常見缺陷

2 . 1焊縫尺寸不符合要求

焊縫外表尺寸不符合要求主要表現在：外表高低不平、成形粗劣、焊縫尺寸不符合要求。主要是由于焊接電流過大或過小、運條角度不當、焊件坡口角度不對等原因造成的。具體缺陷如圖1所示。常用的改善措施是加強焊條與母材的角度，實現焊縫成形均勻。

2 . 2咬邊

在沿著焊趾的母材部位，由于焊接參數選擇不當，或者操作工藝不正確，燒熔形成的凹陷或溝槽稱為咬邊，如2所示。咬邊減弱了母材的有效面積，減弱焊接接頭強度，并且更嚴重是造成應力集中，承受動載荷或交變載荷的結構，容易在咬邊處產生裂紋，導致結構破壞。

2 . 3焊瘤

焊瘤主要是由于船舶焊接過程中，熔化的金屬液體流淌到焊縫以外的材料上，常常出現在焊縫表面或無襯墊單面焊雙面成形焊縫背面。產生的原因大多是操作不熟練，運條不均或是焊接電流和弧長過高。焊瘤的出現不僅影響到船舶的美觀度，而且容易導致船舶裂縫的產生。其應對措施主要有：提高操作熟練度，嚴格控制熔池溫度， 保持均勻運條等。此外還要注意，在立、仰焊時，焊接電流應小于平焊電流的10%左右。

2 . 4未焊透與未熔合

熔焊時，接頭根部未完全熔透的現象叫未焊透，如圖3（a）所示。焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未能完全熔化結合的部分稱為未熔合，如圖3（b）所示。未焊透與未熔合都降低接頭的力學性能。與夾渣相似，它也容易引起裂紋。

3.船舶焊接質量檢驗控制方法3 . 1射線探傷

3.1.1射線的性質

就本質而言，射線與無線電波和可見光一樣，也是一種電磁波，但波長更短些。射線具有以下一些性質：①可以直線傳播；②能穿透各種物質，如金屬、木材、水泥等，但透過后能量要衰減；③具有光化作用，使照相軟片感光；④能使某些物質產生光電效應，如使鎢酸鈣，硫化鋅等放出熒光；⑤有反射，折射和干涉現象；⑥能使氣體電離；⑦能產生生物效應，具有傷害和殺死細胞作用。

人們利用射線的這些性質，研究成多種射線檢驗方法，如電離法、熒光屏觀察法、照相法和工業電視法。目前造船工業中廣泛使用的是X射線照相法。

3.1.2射線照相法

圖4所示為用X射線透照對接接頭的情況。產生X射線的裝置是X光管，焊件放在正對X光管窗口的下方適當距離處，在焊件下面放置裝于特制暗盒內的照相軟片。X射線透照焊件以后，再經暗室處理，便可在X射線底片上看到焊縫的輪廓。由于焊縫有余高而比母材厚，所以通過焊縫的射線強度比通過母材的射線強度弱，對軟片感光作用差，因而在底片上看到的焊縫較母材亮。裂紋、氣孔、夾渣及未焊透等缺陷阻礙X射線穿透的能力比焊縫金屬弱，透過的X射線強度大，對軟片作用強，于是在明亮的焊縫上呈現出黑色缺陷的形狀。

3 . 2超聲探傷

超聲探傷的優點是：靈敏度高、設備輕巧、使用靈活方便、探測速度快、效率高、成本低、對人體無害，所以應用比X射線探傷還要廣泛。

超聲波和聲波一樣，是彈性介質中的一種機械振動，兩者所不同的地方在于，超聲波的振動頻率高于人的聽覺范圍，在20kHz以上；同時還具有下述一些性質：①可以在任何介質中進行傳播，②在傳播中具有良好的方向性；③在兩種介質的界面處發生反射和折射。因而超聲波在金屬材料和焊接質量檢驗中獲得了廣泛的應用。

在用超聲波檢驗之前，應將焊縫兩側母材表面的飛濺、熔渣、污物除掉并磨平，還要涂上耦合劑（如機油、變壓器油或水玻璃），以利于超聲波傳入焊件。

焊縫中有無缺陷、缺陷的種類、大小、數量和存在位置等全根據熒光屏上的脈沖來判斷，而不象X射線照相法那樣根據底片作判斷，即缺乏直觀性，因此要求檢驗人員具有豐富的實踐經驗。

盡管超聲波探傷具有效率高、成本低的優勢，但船舶廠應綜合射線照相與超聲探傷技術各自的優勢，以達到對船體板焊縫的完全檢驗。如：可以運用超聲探傷技術對焊縫缺陷部位進行檢測，再利用射線照相來確定缺陷的性質，這樣既可以實現對焊縫缺陷準確定位，科學應對，又可以保障檢驗效率，降低船舶檢修成本。

4.結語

良好的船舶建造質量是既是穩定我國船舶建造大國地位的基礎，又是確保船舶安全航行與作業最要條件。通過以往經驗，40%左右的船舶事故都是由于焊接質量問題引起的，其中焊縫質量缺陷尤為突出。因此隨著科技的進步，一方面船舶行業應學習先進的焊接和檢驗技術，另一方面還要對焊接接頭質量有科學客觀的評價，只有這樣才能確保焊接質量，才能真正解決焊接缺陷對船舶帶來的損害，才能保障船舶航行及作業安全。

參考文獻：

[1]孫麗萍，船舶結構有限元分析[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2010.

[2]Jaeyeo.M.Geooetrie reasoning for know ledge based Paraoetrie design Using graphrie presentation[M]. Coopoter-Aided Design，2009（10）.

摘 要：船舶主體結構安全主要取決于焊接質量與檢驗，及早發現焊接缺陷，客觀評價焊接接頭的質量，對于確保船舶安全航行和作業具有重要意義。本文以船舶建造焊接質量與檢驗為研究對象，分析了焊接接頭常見的缺陷及控制措施，希望為確保船舶航行安全提供科學參考。

關鍵詞：船舶 焊接 質量 檢驗

船舶主要結構抵御自然災害的能力和焊接質量的高低密不可分，當主體結構焊接質量較低時，船體結構將面臨損壞的危險，嚴重時船舶也無法安全使用。因此只有提高焊接技術，不斷消除焊接隱患，才能確保船舶的安全遠行，才能提高船舶的使用壽命。同時對焊接接頭進行必要的檢驗，也是減少廢品的產生，及時發現缺陷和找到缺陷產生的原因的重要舉措，有利于從各方面采取措施防止缺陷的產生。

1.焊接接頭質量及其檢驗的意義

焊前檢驗是防止缺陷和產生廢品的重要措施之一，必須引起足夠重視。焊前檢驗內容包括技術文件（圖紙、裝焊工藝規程等）、母材、焊接材料（焊條、焊絲、焊劑和保護氣體）、焊接設備、裝焊工夾具、焊接坡口和邊緣清理程度等。焊接主要焊縫（如船臺裝配接縫）的焊工，需經過一定規則的考試，合格者方才準許焊接。

焊接過程中檢驗是從焊接工作開始至焊接工作結束期間內的檢驗，主要檢查焊接過程中使用的裝焊工夾具、焊接工藝規程和焊接工藝參數執行情況、以及部件與分段裝配質量、焊縫尺寸等。

成品檢驗是最后一個檢驗階段，即在船體建造完畢，對焊接質量進行全面鑒定。

2.焊接接頭的常見缺陷

2 . 1焊縫尺寸不符合要求

焊縫外表尺寸不符合要求主要表現在：外表高低不平、成形粗劣、焊縫尺寸不符合要求。主要是由于焊接電流過大或過小、運條角度不當、焊件坡口角度不對等原因造成的。具體缺陷如圖1所示。常用的改善措施是加強焊條與母材的角度，實現焊縫成形均勻。

2 . 2咬邊

在沿著焊趾的母材部位，由于焊接參數選擇不當，或者操作工藝不正確，燒熔形成的凹陷或溝槽稱為咬邊，如2所示。咬邊減弱了母材的有效面積，減弱焊接接頭強度，并且更嚴重是造成應力集中，承受動載荷或交變載荷的結構，容易在咬邊處產生裂紋，導致結構破壞。

2 . 3焊瘤

焊瘤主要是由于船舶焊接過程中，熔化的金屬液體流淌到焊縫以外的材料上，常常出現在焊縫表面或無襯墊單面焊雙面成形焊縫背面。產生的原因大多是操作不熟練，運條不均或是焊接電流和弧長過高。焊瘤的出現不僅影響到船舶的美觀度，而且容易導致船舶裂縫的產生。其應對措施主要有：提高操作熟練度，嚴格控制熔池溫度， 保持均勻運條等。此外還要注意，在立、仰焊時，焊接電流應小于平焊電流的10%左右。

2 . 4未焊透與未熔合

熔焊時，接頭根部未完全熔透的現象叫未焊透，如圖3（a）所示。焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未能完全熔化結合的部分稱為未熔合，如圖3（b）所示。未焊透與未熔合都降低接頭的力學性能。與夾渣相似，它也容易引起裂紋。

3.船舶焊接質量檢驗控制方法3 . 1射線探傷

3.1.1射線的性質

就本質而言，射線與無線電波和可見光一樣，也是一種電磁波，但波長更短些。射線具有以下一些性質：①可以直線傳播；②能穿透各種物質，如金屬、木材、水泥等，但透過后能量要衰減；③具有光化作用，使照相軟片感光；④能使某些物質產生光電效應，如使鎢酸鈣，硫化鋅等放出熒光；⑤有反射，折射和干涉現象；⑥能使氣體電離；⑦能產生生物效應，具有傷害和殺死細胞作用。

人們利用射線的這些性質，研究成多種射線檢驗方法，如電離法、熒光屏觀察法、照相法和工業電視法。目前造船工業中廣泛使用的是X射線照相法。

3.1.2射線照相法

圖4所示為用X射線透照對接接頭的情況。產生X射線的裝置是X光管，焊件放在正對X光管窗口的下方適當距離處，在焊件下面放置裝于特制暗盒內的照相軟片。X射線透照焊件以后，再經暗室處理，便可在X射線底片上看到焊縫的輪廓。由于焊縫有余高而比母材厚，所以通過焊縫的射線強度比通過母材的射線強度弱，對軟片感光作用差，因而在底片上看到的焊縫較母材亮。裂紋、氣孔、夾渣及未焊透等缺陷阻礙X射線穿透的能力比焊縫金屬弱，透過的X射線強度大，對軟片作用強，于是在明亮的焊縫上呈現出黑色缺陷的形狀。

3 . 2超聲探傷

超聲探傷的優點是：靈敏度高、設備輕巧、使用靈活方便、探測速度快、效率高、成本低、對人體無害，所以應用比X射線探傷還要廣泛。

超聲波和聲波一樣，是彈性介質中的一種機械振動，兩者所不同的地方在于，超聲波的振動頻率高于人的聽覺范圍，在20kHz以上；同時還具有下述一些性質：①可以在任何介質中進行傳播，②在傳播中具有良好的方向性；③在兩種介質的界面處發生反射和折射。因而超聲波在金屬材料和焊接質量檢驗中獲得了廣泛的應用。

在用超聲波檢驗之前，應將焊縫兩側母材表面的飛濺、熔渣、污物除掉并磨平，還要涂上耦合劑（如機油、變壓器油或水玻璃），以利于超聲波傳入焊件。

焊縫中有無缺陷、缺陷的種類、大小、數量和存在位置等全根據熒光屏上的脈沖來判斷，而不象X射線照相法那樣根據底片作判斷，即缺乏直觀性，因此要求檢驗人員具有豐富的實踐經驗。

盡管超聲波探傷具有效率高、成本低的優勢，但船舶廠應綜合射線照相與超聲探傷技術各自的優勢，以達到對船體板焊縫的完全檢驗。如：可以運用超聲探傷技術對焊縫缺陷部位進行檢測，再利用射線照相來確定缺陷的性質，這樣既可以實現對焊縫缺陷準確定位，科學應對，又可以保障檢驗效率，降低船舶檢修成本。

4.結語

良好的船舶建造質量是既是穩定我國船舶建造大國地位的基礎，又是確保船舶安全航行與作業最要條件。通過以往經驗，40%左右的船舶事故都是由于焊接質量問題引起的，其中焊縫質量缺陷尤為突出。因此隨著科技的進步，一方面船舶行業應學習先進的焊接和檢驗技術，另一方面還要對焊接接頭質量有科學客觀的評價，只有這樣才能確保焊接質量，才能真正解決焊接缺陷對船舶帶來的損害，才能保障船舶航行及作業安全。

參考文獻：

[1]孫麗萍，船舶結構有限元分析[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2010.

[2]Jaeyeo.M.Geooetrie reasoning for know ledge based Paraoetrie design Using graphrie presentation[M]. Coopoter-Aided Design，2009（10）.

摘 要：船舶主體結構安全主要取決于焊接質量與檢驗，及早發現焊接缺陷，客觀評價焊接接頭的質量，對于確保船舶安全航行和作業具有重要意義。本文以船舶建造焊接質量與檢驗為研究對象，分析了焊接接頭常見的缺陷及控制措施，希望為確保船舶航行安全提供科學參考。

關鍵詞：船舶 焊接 質量 檢驗

船舶主要結構抵御自然災害的能力和焊接質量的高低密不可分，當主體結構焊接質量較低時，船體結構將面臨損壞的危險，嚴重時船舶也無法安全使用。因此只有提高焊接技術，不斷消除焊接隱患，才能確保船舶的安全遠行，才能提高船舶的使用壽命。同時對焊接接頭進行必要的檢驗，也是減少廢品的產生，及時發現缺陷和找到缺陷產生的原因的重要舉措，有利于從各方面采取措施防止缺陷的產生。

1.焊接接頭質量及其檢驗的意義

焊前檢驗是防止缺陷和產生廢品的重要措施之一，必須引起足夠重視。焊前檢驗內容包括技術文件（圖紙、裝焊工藝規程等）、母材、焊接材料（焊條、焊絲、焊劑和保護氣體）、焊接設備、裝焊工夾具、焊接坡口和邊緣清理程度等。焊接主要焊縫（如船臺裝配接縫）的焊工，需經過一定規則的考試，合格者方才準許焊接。

焊接過程中檢驗是從焊接工作開始至焊接工作結束期間內的檢驗，主要檢查焊接過程中使用的裝焊工夾具、焊接工藝規程和焊接工藝參數執行情況、以及部件與分段裝配質量、焊縫尺寸等。

成品檢驗是最后一個檢驗階段，即在船體建造完畢，對焊接質量進行全面鑒定。

2.焊接接頭的常見缺陷

2 . 1焊縫尺寸不符合要求

焊縫外表尺寸不符合要求主要表現在：外表高低不平、成形粗劣、焊縫尺寸不符合要求。主要是由于焊接電流過大或過小、運條角度不當、焊件坡口角度不對等原因造成的。具體缺陷如圖1所示。常用的改善措施是加強焊條與母材的角度，實現焊縫成形均勻。

2 . 2咬邊

在沿著焊趾的母材部位，由于焊接參數選擇不當，或者操作工藝不正確，燒熔形成的凹陷或溝槽稱為咬邊，如2所示。咬邊減弱了母材的有效面積，減弱焊接接頭強度，并且更嚴重是造成應力集中，承受動載荷或交變載荷的結構，容易在咬邊處產生裂紋，導致結構破壞。

2 . 3焊瘤

焊瘤主要是由于船舶焊接過程中，熔化的金屬液體流淌到焊縫以外的材料上，常常出現在焊縫表面或無襯墊單面焊雙面成形焊縫背面。產生的原因大多是操作不熟練，運條不均或是焊接電流和弧長過高。焊瘤的出現不僅影響到船舶的美觀度，而且容易導致船舶裂縫的產生。其應對措施主要有：提高操作熟練度，嚴格控制熔池溫度， 保持均勻運條等。此外還要注意，在立、仰焊時，焊接電流應小于平焊電流的10%左右。

2 . 4未焊透與未熔合

熔焊時，接頭根部未完全熔透的現象叫未焊透，如圖3（a）所示。焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未能完全熔化結合的部分稱為未熔合，如圖3（b）所示。未焊透與未熔合都降低接頭的力學性能。與夾渣相似，它也容易引起裂紋。

3.船舶焊接質量檢驗控制方法3 . 1射線探傷

3.1.1射線的性質

就本質而言，射線與無線電波和可見光一樣，也是一種電磁波，但波長更短些。射線具有以下一些性質：①可以直線傳播；②能穿透各種物質，如金屬、木材、水泥等，但透過后能量要衰減；③具有光化作用，使照相軟片感光；④能使某些物質產生光電效應，如使鎢酸鈣，硫化鋅等放出熒光；⑤有反射，折射和干涉現象；⑥能使氣體電離；⑦能產生生物效應，具有傷害和殺死細胞作用。

人們利用射線的這些性質，研究成多種射線檢驗方法，如電離法、熒光屏觀察法、照相法和工業電視法。目前造船工業中廣泛使用的是X射線照相法。

3.1.2射線照相法

圖4所示為用X射線透照對接接頭的情況。產生X射線的裝置是X光管，焊件放在正對X光管窗口的下方適當距離處，在焊件下面放置裝于特制暗盒內的照相軟片。X射線透照焊件以后，再經暗室處理，便可在X射線底片上看到焊縫的輪廓。由于焊縫有余高而比母材厚，所以通過焊縫的射線強度比通過母材的射線強度弱，對軟片感光作用差，因而在底片上看到的焊縫較母材亮。裂紋、氣孔、夾渣及未焊透等缺陷阻礙X射線穿透的能力比焊縫金屬弱，透過的X射線強度大，對軟片作用強，于是在明亮的焊縫上呈現出黑色缺陷的形狀。

3 . 2超聲探傷

超聲探傷的優點是：靈敏度高、設備輕巧、使用靈活方便、探測速度快、效率高、成本低、對人體無害，所以應用比X射線探傷還要廣泛。

超聲波和聲波一樣，是彈性介質中的一種機械振動，兩者所不同的地方在于，超聲波的振動頻率高于人的聽覺范圍，在20kHz以上；同時還具有下述一些性質：①可以在任何介質中進行傳播，②在傳播中具有良好的方向性；③在兩種介質的界面處發生反射和折射。因而超聲波在金屬材料和焊接質量檢驗中獲得了廣泛的應用。

在用超聲波檢驗之前，應將焊縫兩側母材表面的飛濺、熔渣、污物除掉并磨平，還要涂上耦合劑（如機油、變壓器油或水玻璃），以利于超聲波傳入焊件。

焊縫中有無缺陷、缺陷的種類、大小、數量和存在位置等全根據熒光屏上的脈沖來判斷，而不象X射線照相法那樣根據底片作判斷，即缺乏直觀性，因此要求檢驗人員具有豐富的實踐經驗。

盡管超聲波探傷具有效率高、成本低的優勢，但船舶廠應綜合射線照相與超聲探傷技術各自的優勢，以達到對船體板焊縫的完全檢驗。如：可以運用超聲探傷技術對焊縫缺陷部位進行檢測，再利用射線照相來確定缺陷的性質，這樣既可以實現對焊縫缺陷準確定位，科學應對，又可以保障檢驗效率，降低船舶檢修成本。

4.結語

良好的船舶建造質量是既是穩定我國船舶建造大國地位的基礎，又是確保船舶安全航行與作業最要條件。通過以往經驗，40%左右的船舶事故都是由于焊接質量問題引起的，其中焊縫質量缺陷尤為突出。因此隨著科技的進步，一方面船舶行業應學習先進的焊接和檢驗技術，另一方面還要對焊接接頭質量有科學客觀的評價，只有這樣才能確保焊接質量，才能真正解決焊接缺陷對船舶帶來的損害，才能保障船舶航行及作業安全。

參考文獻：

[1]孫麗萍，船舶結構有限元分析[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2010.

[2]Jaeyeo.M.Geooetrie reasoning for know ledge based Paraoetrie design Using graphrie presentation[M]. Coopoter-Aided Design，2009（10）.