現(xiàn)代造船焊接及檢驗(yàn)方法

張宇紅

（威海技師學(xué)院，山東 威海 264300）

在現(xiàn)代造船中，焊接是一項(xiàng)很關(guān)鍵的工藝，焊接工時(shí)和成本在整個(gè)船體建造過(guò)程中占40%左右，研究改進(jìn)焊接技術(shù)對(duì)提高造船生產(chǎn)率有很大的意義。焊接質(zhì)量的好壞在很大程度決定船體建造周期和建造成本，因此，研究船體焊接變形的問(wèn)題及控制矯正方法具有重要意義。

1 船舶建造焊接工藝

現(xiàn)代造船中，主船體結(jié)構(gòu)、外設(shè)舾裝、管系等多數(shù)工作內(nèi)容均離不開(kāi)焊接工藝。目前，主流船舶建造企業(yè)常用焊接方法主要包括CO2氣體保護(hù)焊、FCB法埋弧自動(dòng)焊、埋弧自動(dòng)焊、垂直氣電焊，等等。

2 常見(jiàn)的船舶焊接缺陷問(wèn)題原因分析

殘留在焊縫中未能逸出的熔渣就是夾渣，其產(chǎn)生的原因主要是：焊件表面在焊接前清理不干凈，焊層間清理不徹底；對(duì)焊接材料選擇不當(dāng)及焊條藥皮受潮；焊接電流太小或焊接速度過(guò)快，焊絲偏離焊縫中心。進(jìn)行埋弧焊封底時(shí)，由于夾渣外形不規(guī)則，大小相差比較明顯，會(huì)影響到接頭性能，同時(shí)也會(huì)降低焊接接頭的塑性和韌性。此外，夾渣的尖角處會(huì)造成應(yīng)力集中，易在此處產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而形成焊接裂紋。措施：其一，嚴(yán)格按規(guī)定保管、清理和焙烘焊接材料，保證所用焊條的質(zhì)量，嚴(yán)格規(guī)范使用范圍。其二，先確認(rèn)氣孔部位，再用風(fēng)鏟或碳弧氣刨清除缺陷，然后進(jìn)行焊補(bǔ)。其三，正確選取坡口尺寸和合適的焊接電流及焊接速度，并認(rèn)真做好坡口邊緣清潔工作。其四，多層焊時(shí)，要認(rèn)真清理焊層的焊渣；埋弧焊要選用合適的焊接工藝參數(shù)。

3 船舶焊接檢驗(yàn)的重要性

3.1 未焊透、未熔合的問(wèn)題原因分析和預(yù)防方法

未焊透是指焊接時(shí)接頭根部或是焊件邊緣在沒(méi)有充分受熱熔化的情況下，熔敷金屬卻覆蓋上了，這就造成熔敷金屬和焊件邊緣沒(méi)有很好地熔合在一起。焊件與焊縫金屬或焊縫層間有未熔透現(xiàn)象稱為未熔合。究其原因：焊接線能量太低，電弧發(fā)生偏吹或運(yùn)條手法不當(dāng)，坡口角度或?qū)陂g隙太小，焊件散熱太快，坡口側(cè)壁有銹垢和污物，等等。無(wú)論是未焊透還是未熔合都是一種比較嚴(yán)重的焊接缺陷，它減弱了焊接頭的機(jī)械性能，因此，在船體的重要結(jié)構(gòu)部分是絕不允許這種情況存在的。措施：關(guān)于未焊透、未熔合的缺陷的解決方法，仍是采用先前方法，先清除缺陷，而后進(jìn)行焊補(bǔ)。同時(shí)要注意，船體分段的環(huán)形對(duì)接縫，具有較大剛度的構(gòu)件（桅桿、吊貨桿、系纜樁等）及其相連接的構(gòu)件和外板船體骨架的接縫，還有高強(qiáng)度鋼的焊接等。這些需要用低氫焊條焊接，且焊接前應(yīng)檢驗(yàn)焊條牌號(hào)。

3.2 焊縫檢驗(yàn)內(nèi)容及常用方法

焊后檢驗(yàn)主要內(nèi)容有：外觀檢驗(yàn)、無(wú)損檢驗(yàn)、力學(xué)性檢驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、焊縫晶間腐蝕檢驗(yàn)、致密性檢驗(yàn)、焊縫強(qiáng)度檢驗(yàn)。船舶的焊后焊接質(zhì)量檢驗(yàn)主要是采用的非破壞性檢驗(yàn)（即無(wú)損探傷）。

第一，外觀檢驗(yàn)。這種檢查一般是通過(guò)肉眼觀察，借助標(biāo)準(zhǔn)樣板、量規(guī)和放大鏡等工具來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)的，故有肉眼觀察法或目視法之稱。

第二，著色探傷。著色探傷是用來(lái)發(fā)現(xiàn)表面缺陷的一種無(wú)損檢驗(yàn)的方法。

著色探傷的基本原理是：在被檢工件表面涂覆某些滲透力強(qiáng)的滲透液，在毛細(xì)作用下，滲透液被滲入到工件表面開(kāi)口的缺陷中，然后去除工件表面上多余的滲透液（保留滲透到表面缺陷中的滲透液），再在工件表面涂上一層顯象劑，缺陷中的滲透液在毛細(xì)作用下重新被吸到工件的表面，從而形成缺陷的痕跡。根據(jù)在白光下觀察到的缺陷顯示的痕跡，做出缺陷的評(píng)定。

3.3 焊縫外形檢驗(yàn)

其一，焊縫外形檢驗(yàn)：焊縫外形應(yīng)均勻，焊縫的側(cè)面角必須小于90°，焊道與焊道、焊道與基體金屬之間應(yīng)平滑過(guò)渡。在任意25mm焊縫長(zhǎng)度范圍內(nèi)凹凸差<1.5mm，焊縫邊緣直線度<2mm。對(duì)船體重要部位（甲板、外板、艙口圍板）的對(duì)接焊縫，不能有表面氣孔，且咬邊深度要控制在允許值范圍內(nèi)。其二，正確選取坡口尺寸，密切注意坡口兩側(cè)的熔合情況，清除坡口表面氧化皮。其三，當(dāng)工作環(huán)境氣溫過(guò)低時(shí)，若要求需要預(yù)熱的材質(zhì)，應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)熱措施。其四，需要熱處理的焊件，要先對(duì)缺陷修正，然后再熱處理。其五，即便是修正過(guò)后，還要繼續(xù)檢查原焊縫的探傷，若發(fā)現(xiàn)缺陷，應(yīng)繼續(xù)修正，直到合格為止。

4 提高船舶焊接工藝的幾點(diǎn)要素

4.1 內(nèi)部管理

制定推進(jìn)計(jì)劃，確定責(zé)任部門，并賦予相關(guān)權(quán)限，給予必要的資金支持，既定計(jì)劃執(zhí)行到位。

4.2 外部協(xié)作

受公司自身客觀因素影響，對(duì)自身無(wú)法解決的問(wèn)題，可以借助研究單位等力量，提高研究效果和效率。

4.3 人才培養(yǎng)

加強(qiáng)專業(yè)人才的培養(yǎng)，提高其技能水平，是提高船舶焊接工藝的重要因素。

5 結(jié)語(yǔ)

雖然這些年我國(guó)在船舶焊接技術(shù)上有了很大的發(fā)展和進(jìn)步，但也存在一些問(wèn)題，尤其是在中小造船企業(yè)中，船舶的焊接質(zhì)量問(wèn)題還是比較突出。因此，我們必須對(duì)焊接中可能產(chǎn)生的缺陷有一個(gè)全面認(rèn)識(shí)，只有盡早發(fā)現(xiàn)缺陷并控制好，才能保證船上焊縫達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求，以確保航行安全。

［1］ 周業(yè)基.鞏固成果，把造船焊接技術(shù)進(jìn)步推向新的高潮［J］.廣船科技，2012，（02）：15.

［2］ 周國(guó)勝.關(guān)于我國(guó)造船焊接技術(shù)發(fā)展的思考［J］.機(jī)械工人（熱加工），2014，（05）：32-33.

［3］ 陳家本.我國(guó)造船焊接技術(shù)的發(fā)展與展望［J］.機(jī)械工人（熱加工），2014，（08）：88-89.

［4］ 陳家本.90年代日本造船業(yè)焊接施工方法的現(xiàn)狀與展望［J］.船舶工程，2001，（04）：206.