淺析海洋工程裝備制造過程中焊接質量管理

朱曉磊

摘 要：現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，推動了海洋工程的整體建設和發(fā)展，海洋工程已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代社會經(jīng)濟在發(fā)展過程中不可或缺的重要部分。雖然現(xiàn)階段人們的日常生活質量和水平不斷提升，但是對各種資源的需求量也在不斷增加。我國很多資源、能源已經(jīng)出現(xiàn)嚴重供不應求的狀態(tài)，而海洋工程項目的實施，尤其是海上油氣資源的開發(fā)，對這一現(xiàn)象能夠起到一定的緩解性作用。由此可以看出，海洋工程在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中，具有非常重要的影響和作用。在海洋工程項目的具體實施過程中，為了保證各個裝備在使用時能夠得到有效控制，需要保證焊接質量，避免存在質量問題而導致整個海洋工程項目受到影響。

關鍵詞：海洋工程;裝備制造過程;焊接質量;管理

前言：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步，海洋工程受到了廣泛關注。在海洋工程裝備制造工程中，其主要的加工制造工藝就是焊接，焊接作為至關重要的應用技術，其應用范圍非常廣泛，具有許多顯著的優(yōu)勢，然而鋼結構焊接中出現(xiàn)的變形問題卻也不能完全避免。在鋼結構工件焊接過程中，由于外形、尺寸、焊接位置等多種因素的影響，會出現(xiàn)焊件變形的問題，通過觀察能夠發(fā)現(xiàn)焊件最大形變處位于焊件寬度方向的外端。

1 海洋工程裝備制造中焊接結構設計的控制措施

裝備制造是海洋工程項目在建設以及實際發(fā)展過程中非常重要的一部分，裝備的制造效果將會直接影響到海洋工程的建設質量。因此，需要提高對裝備制造的重視度，由于裝備制造過程中離不開焊接操作，所以焊接質量與裝備制造效果具有密切聯(lián)系。必須要采取針對性的措施，圍繞焊接結構對其開展有針對性的設計，從而保證焊接質量，因為這關系到整個海洋工程裝備的安全性能。通過這種設計方式的有效實施，不僅能夠避免一些缺陷問題，而且還能夠為最終的焊接效果提供有效保障。在針對焊接結構設計進行有效控制的時候，要與海洋工程裝備制造的實際情況進行結合，保證其整個結構設計得到優(yōu)化和完善。與此同時，還需要滿足焊接質量把控的基本要求，對相關裝備在制造過程中的特點、運行環(huán)境等因素條件有一定的了解和認識。這樣不僅能夠對焊接的尺寸、大小、具體位置等進行科學合理的把控，而且還能夠提出針對性的焊接措施，為后期焊接的一系列操作打下良好基礎。在這一基礎上，海洋工程裝備制造過程中，焊接結構設計在其中的重要性能夠得到充分發(fā)揮，同時還能夠滿足裝備在運行使用過程中的一系列要求。這樣不僅能夠以一種最佳理想的狀態(tài)進行有效落實，而且還能夠保證在焊接過程中，盡可能避免出現(xiàn)任何變形等故障問題。

2 焊接過程控制

在海洋工程裝備制造過程中，海洋鋼結構的關鍵節(jié)點在組裝后必然會有大量的焊接工作，對應的熱輸入必然增大，焊接產生的收縮及變形也就相應增大。因此，在該結構焊接過程中，對于焊接電流、電弧電壓、焊接順序的控制在一定程度上對控制結構的變形也有著十分重要的意義。

2.1焊接電流及電弧電壓控制

對于海洋鋼結構關鍵節(jié)點的焊接，均有相應的焊接工藝作為焊接支持，基本的熱輸入公式如下：熱輸入=0.06×電弧電壓×焊接電流÷焊接速度。由上式可以看出，焊接電流、電弧電壓若超出工藝規(guī)定的范圍，則熱輸入就會增大，導致焊接收縮量加劇。在焊接過程中，焊接電流、電弧電壓均有一個范圍，過低則無法保證焊絲熔化且與母材熔合，過高又會導致焊接變形，因此，在焊接過程中，焊工及QC人員一定要根據(jù)焊接工藝的要求嚴格控制焊接電流和某項目中部分關鍵節(jié)點焊接所采用焊接電流和電弧電壓，尤其是厚板區(qū)域，往往都是應力比較集中的位置。

2.2焊接順序控制

海洋鋼結構重要節(jié)點的焊接一般都需要采用正確的焊接順序，既能保證焊接質量，又能防止焊接變形。對于單面坡口焊接，可以采用分段焊接的形式來確保熱輸入不集中于一處，以減小焊接變形;對于雙面坡口焊接，由于涉及氣刨清根作業(yè)，因此在焊接此類節(jié)點時，應該在正面焊接完成一部分之后，采取背面清根后再焊接背面，以保證兩側均勻焊接，不至于在焊接過程中出現(xiàn)板材向一側彎曲變形的情況。

3 焊接環(huán)境質量管理

焊接環(huán)境質量在整個海洋工程裝備制造焊接質量管理過程中，同樣具有非常重要的影響和作用。為了能夠保證焊接質量得到有效控制，為海洋工程裝備制造打下良好基礎，需要加強對焊接環(huán)境的把控。在具體實施過程中，要盡可能采取有針對性的措施促使焊接環(huán)境具有理想化的條件，這樣不僅能夠將其進行科學合理的維系，而且還能夠為焊接質量管理打下良好基礎。與此同時，通過對焊接環(huán)境質量的有效把控，能夠盡可能避免海洋工程裝備在進行焊接過程中受到一定的損害影響。一般情況下，在針對焊接周圍環(huán)境采取有效措施進行管理或者是控制的時候，應當將重點放在防風措施以及焊接母材的除濕的控制上，對于焊縫的清潔和坡口的準備情況也是至關重要。

另外，在海洋工程項目的具體落實過程中，其實并不需要對周圍環(huán)境的一些不利因素或者是介質等有更多思考，而是直接采取符合實際要求的措施進行調整和改善。這樣不僅能夠保證該環(huán)境更加符合焊接操作的一系列要求，而且還能夠為焊接質量提供有效保障。

4冷裂紋控制

海洋鋼結構在焊接的過程中，一旦對溫度沒有進行有效控制，導致冷卻溫度降低到200℃以下，將會導致鋼結構出現(xiàn)裂紋。作為超海洋鋼結構焊接中經(jīng)常出現(xiàn)的質量問題，冷裂紋的出現(xiàn)，對鋼結構自身的結構強度、穩(wěn)定性以及安全性都帶來極為不利的影響，基于這種情況，工作人員在進行焊接質量控制的過程中，需要對冷裂紋進行必要的控制。具體來看，要在科學性原則的引導下，對整個焊接流程進行梳理，構建靈活、高效的溫度冷卻機制，焊接之前要對焊接區(qū)域進行去濕，必要時采用烘槍預熱（尤其是在寒冷的冬季），對于厚板區(qū)域采用電加熱方式以提升預熱溫度，并且在環(huán)境溫度低的情況下還需要采用保溫措施進行緩冷，避免溫度冷卻過快的情況出現(xiàn)，有效緩解焊接縫冷卻速率，在焊接過程中對氫含量指標進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)氫含量過高，應及時采取應對措施。控制焊條與焊接劑對水分的吸收量，施工人員要對于每日的焊材當天需求當天領用的原則來使用，避免焊材在現(xiàn)場過夜，現(xiàn)場的焊條需要采用專用的保溫桶進行存儲，防止受潮影響焊接質量和性能。通過上述幾種操作方式，能夠最大程度的確保超大型海洋鋼結構焊接過程中出現(xiàn)冷裂紋的機率，確保鋼結構生產作用的實現(xiàn)。

5抗疲勞性控制

海洋鋼結構中有著為數(shù)眾多的節(jié)點，這些節(jié)點處應力十分復雜，為了有效避免節(jié)點處應力集中給超大型鋼結構帶來的金屬疲勞，在節(jié)點焊接的過程中，尤其是在焊趾的位置，最容易出現(xiàn)疲勞裂紋，需要施工人員對焊縫進行打磨處理，確保焊縫的光順程度，實現(xiàn)對焊接縫隙的輪廓控制。具體來看，施工人員需要在實用性原則的引導下，對整個焊接縫打磨工作進行厘清，對打磨方向、打磨輪廓進行規(guī)劃，給出相應的程序，例如在實際打磨的過程中，打磨方向應該垂直于焊縫的軸線，并且針對性的改善焊接縫的性質，對焊縫的外形有凹型弧度R的要求，制作相應的卡板以檢驗疲勞節(jié)點打磨的是否符合要求，特別是焊趾位置需要打磨出凹坑以便應力分散，提升節(jié)點應力的耐受度，增強超大型海洋鋼結構抗疲勞性控制工作的質量與水平，提升焊接質量控制工作。

結語：總之，海洋鋼結構焊接質量檢驗控制工作的開展對于提升鋼結構的實用性、穩(wěn)定性與安全性有著極為深遠的影響。以上在分析海洋鋼結構的基礎上，在科學性原則、實用性原則的框架體系下，從多個維度出發(fā)，逐步形成現(xiàn)代化的焊接質量控制與檢驗體系。

參考文獻：

[1]楊麗麗.海洋工程制造中的關鍵焊接技術分析[J].中國石油和化工標準與質量，2017，37（21）：172-173+175.

[2]傅強.DS海洋工程有限公司質量管理體系研究[D].哈爾濱工程大學，2016.