影響海工裝備制造中焊接質量的因素及對策探析

馬慶華

摘 要：現代化海工裝備是我國海洋油氣事業發展的基礎，提高海工裝備制造效率與質量是我國現代化海洋建設的重要要求。焊接技術作為海工裝備制造過程中的關鍵技術，其技術水平直接影響到我國海工裝備的效率與質量。對此，相關技術和操作人員必須積極開展對焊接技術的研究談論工作，改善焊接設備性能，提高焊接效率與精度，提升焊接工藝及技術，從而更好地為海工裝備制造服務。

關鍵詞：海工裝備；制造；焊接；質量

前言：海工裝備中鋼結構在焊接時出現的問題會嚴重影響海工裝備的質量和性能，在某些時候還會引發人員傷亡的較大事故，給使用者及主家造成巨大的損失，所以對于相應病因的控制措施應該深刻理解，避免海工裝備出現此類問題，保證海工平臺的安全使用，助力海工事業的推進發展。

1海工裝備制造中焊接質量的影響因素

1.1焊接氣孔

焊接氣孔，是在海工裝備焊接缺陷中經常見到的一種缺陷，其原因是在實際焊接的過程中，熔池中的氣體沒有完全溢出，熔池就已經凝固，就會導致成型的焊接縫中出現孔洞，這些孔洞在實際海工裝備焊接缺陷中，是以表面氣孔和內部氣孔兩種形式而存在的。由于氣孔的存在導致海工裝備焊接的橫截面減少。降低了海工裝備焊接中的接縫處安全強度，同時由于海工裝備焊接中存在氣孔，使得在實際海工裝備焊接過程中鋼結構的美觀性受到了破壞。按照海工裝備焊接缺陷的要求規定，在實際海工裝備的焊接作業中，外板以及應力區是不允許存在氣孔的，在其他位置的焊接中允許存在的焊接氣孔個數不能超過2個。

1.2焊接夾渣

焊接后，應對焊接夾渣進行有效的清理，焊接夾渣在焊接中對焊接的質量會產生較大的影響，所以海工裝備焊接工作中必須要保證零夾渣。若發現焊接夾渣，應采取有效措施加以處理，確保焊接工作的正常進行。出現焊接夾渣的原因有很多，而焊接坡口潔凈度不高，多層焊接過程中沒有對通道內的雜質進行全面清理，焊接材料質量不達標，焊接過程中掉落到熔池內和焊接速度過快，熔池當中的雜質沒有充足的時間分離到熔池外等是較為常見的影響因素。

1.3咬邊

（1）焊接施工過程中的焊接速度控制不當所導致的，如果焊接的運動速度過快，則會使焊接出現“咬邊”的現象。（2）焊接施工中的電流控制不當所導致的。對于焊接施工中存在的“咬邊”缺陷性問題，要認真分析焊接施工中的荷載狀態、應力狀況等，合理控制焊接的速度，實現對焊接軌道的平整度控制。

1.4未熔合

焊接主要是基于高溫環境來融化構件截面接觸部位并建立連接。然而由于構件斷面設計因素造成焊接距離窄，焊接過程中沒有運用合理的焊接方式控制焊接方向，另外電流小且電弧大的情況下，就會造成鋼結構焊接發生未熔合問題。

2海工裝備制造過程中焊接質量的提升與控制措施

2.1保證焊接結構設計質量

為了最大程度確保焊接質量，第一步應當合理設計焊接結構，這不僅對焊接方法和工藝的確定有直接影響，還對結構焊縫以及整體焊接效果息息相關，通過合理化焊接設計和具體工藝，能夠使船舶制造成本大大降低。焊接結構設計中，應當對焊接結構進行綜合考慮。接頭形式的設計可以確保焊接方式的順利實現，具體接頭設計中應當保證選擇的形式簡單便捷，盡可能采用平焊或自動焊方式，并且不要在焊縫上設計最大應力；焊接工藝的確定可以保證接頭能夠在設計的溫度和腐蝕介質中發揮作用，有效控制焊接變形和應力，可以符合焊接標準中關于技術、人員、設備的要求，并且有利于焊縫進行檢測；與此同時根據生產實際狀況優化設計焊接結構。

2.2加強母材、焊接材料和設備的質量管理

焊接工作的進行離不開焊接材料和設備，焊接材料設備對焊接質量的影響極大。想要確保焊接工作有效，就要強化母材、焊接材料、設備的質量。在實際工作中，大部分設備采用的是電弧焊，為了提高焊接設備發揮重要作用，需要構建全面的設備操作流程和相應的維護管理制度，同時明確設備直接負責人，由專門人員對單臺或批量焊接設備進行規范化管理和保養。

母材和焊接材料的質量控制通過訂貨、驗收、復驗、保管、存放、領用、發放和回收等環節來保證，焊接工程師負責所有焊材的技術要求、接收和使用指導并準備適用于焊接工藝程序的焊材放行單，并提交給焊材倉庫管理員；質量控制工程人員，依據采購標準和技術要求對材料設備進行嚴格檢驗和驗收，保證應用于焊接中的材料工藝安全可靠；采購部門也需要嚴格的根據施工要求的規格、型號對焊材進行采購，仔細審核材料合格證明；焊材保管人員對焊材的收取、保管、領用進行詳細登記和管理。通過梳理完善質量控制流程，確保海洋工程裝備的焊接正確、焊縫合格，保證在整個生產過程中焊接材料的領用有條不紊。

2.3控制好板材拼板

拼板須在專用桁架基礎鋼板平臺上進行，平臺平整且剛性強度足夠，嚴禁在地面拼板，對薄板的焊接前需進行板材的裝配，拼板間隙要嚴格控制在0～0.5mm，對板材的對位可以采用磁鐵拉馬或者其他非焊接的方式，為了保證其平直度，可以采用壓鐵或者厚鋼板在焊縫的兩邊進行剛性固定。在排板前盡量將板厚差別不大的板進行合并處理，減少板縫及不規則的排列方式，減少圓弧過度，防止焊接后應力無法釋放變形。對于板厚差別較大的拼板，薄板與薄板先組合，厚板與厚板先組合，以薄板為基準。

為了減少焊接變形，需要盡可能的減少焊接熱輸入量，故而需要采用較細的焊絲，需要選擇恰當的焊接電壓和焊接電流及焊接速度，焊接材料應與母材匹配，并嚴格執行焊接工藝。

焊后可用木錘或橡膠錘對焊接板縫進行錘擊，大板需用“壓路機”在專用“矯正平臺”上對板縫處進行輥壓，使焊縫得到延展以釋放焊接應力，消除角變形和內應力。

2.4強化焊接縫病害控制

為了進一步提升現階段海工裝備鋼結構焊接作業施工質量，有效應對焊縫病害，在病害治理的過程中，立足于實際，全面梳理焊縫病害的基本類型與成因，在此基礎上，從多個維度出發，在現有技術條件下，穩步實現海工裝備鋼結構焊縫病害控制工作的實現。在操作過程之中，要在分析鋼結構焊接具體情況的前提下，對鋼結構焊接坡口的角度、裝配間隙以及各項焊接技術參數進行確定，并將其作為施工作業框架，推動鋼結構焊接活動的有序進行，達到控制焊縫病害的目的。此外，還需要采取積極的技術措施，進行焊縫病害的預防工作。應當統籌分析各類需求，合理選擇鋼材類型，從源頭上保證焊縫質量，降低焊縫病害發生機率。在完成鋼材類型選擇的基礎上，組織專業人員對鋼材開展處理工作，例如清除焊絲中存在的油污以及水分，借助于材料處理的控制方式，在很大程度上避免了焊縫病害的出現。焊縫氣孔的應對，要求施工人員在焊接作業開始之前，應當組織專業人員，對鋼材坡口位置進行清潔，保證鋼材坡口的清潔程度，避免殘渣對于焊縫病害防治工作帶來的不利影響。同時對焊條、焊接劑的溫度進行控制，調節焊接溫度，避免溫度過大或者過小，導致氣體難以有效排除。現階段隨著我國海工裝備生產能力的提升，海工裝備體積逐步增加，為了適應這一情況，生產企業采取大體積鋼結構施工方式，以降低施工作業難度。大體積鋼結構焊接工序較多，難度較高，在對大體積鋼結構部件焊接的過程之中，要事先采取預熱處理，保證整個鋼結構溫度的一致性，避免溫度差異過大引發的裂縫。

結語：海工裝備制造是我國工業體系中重要的組成部分，也是我國海洋事業發展的重要基礎。焊接技術作為海工裝備制造業中一種最常見的施工技術，對海工裝備建造質量具有最為直接的影響。海工裝備制造中的焊接工序，需要采取科學高效的控制手段，有效應對海工裝備鋼結構病害，延長海工裝備鋼結構使用壽命，提升鋼結構焊接效能，為后續海工裝備加工活動的進行創造便利條件。

參考文獻：

[1]韓顏.船舶的焊接缺陷分析及質量控制[J].設備管理與維修，2018（17）：75-76.