關(guān)于強(qiáng)屈比在船舶焊接材料檢驗中的應(yīng)用分析

馬克文

（連云港市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法支隊，江蘇 連云港 222000）

在針對材料進(jìn)行拉伸試驗時，根本目的是對材料本身的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等進(jìn)行試驗，最終得出相應(yīng)的數(shù)值。在具體試驗過程中，強(qiáng)屈比是表示抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度比值的主要表現(xiàn)方式，也可以將其反過來進(jìn)行操作，又可以將其稱為屈強(qiáng)比。在針對屈服強(qiáng)度進(jìn)行具體試驗時，發(fā)現(xiàn)其本身是塑性變形的起點。除此之外，抗拉強(qiáng)度是其承受能力的最大點[1]。由此可以看出，在實踐中如果強(qiáng)屈比較大，那么從屈服一直到受力的最大點，整個距離跨度也會比較大。在這種背景下，要結(jié)合實際情況，從塑性變形的角度出發(fā)，這樣不僅有利于從根本上控制整體的斷裂現(xiàn)狀，還能夠促使其整體容量得到有效提升。在具體操作過程中，要結(jié)合船舶焊接材料檢驗的整體開展情況，這樣不僅有利于保證強(qiáng)屈比的有效應(yīng)用，還能夠為船舶焊接材料的檢驗結(jié)果提供保障。

1 船舶焊接材料檢驗現(xiàn)狀

1.1 船舶焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)存的問題

船舶行業(yè)近年來的整體發(fā)展勢頭良好，但是由于其本身具有一定的特殊性，在作業(yè)時需要保證各個部位的焊接質(zhì)量，以保證船舶在作業(yè)過程中的穩(wěn)定性和安全性。但是通過對現(xiàn)階段船舶焊接材料的選擇和利用情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)仍然存在很多問題，特別是在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計方面。在針對船舶焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計時，根本目的是保證焊接質(zhì)量，以保證船舶的作業(yè)質(zhì)量。在具體設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況，在選擇焊接材料時，要盡可能遵循強(qiáng)度、硬度等基本原則，也就是要保證焊接材料與母材無論是在強(qiáng)度還是硬度上，都保持相同狀態(tài)，根本目的是保證焊接質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，同時保證焊接的可靠性和有效性。但是在現(xiàn)階段的焊接具體操作過程中，很多施工人員都會選擇一些焊接強(qiáng)度不等的金屬材料。特別是當(dāng)前市場競爭越來越激烈，很多單位為了獲得短期的經(jīng)濟(jì)效益，選擇利用一些低合金、高強(qiáng)度的鋼材料進(jìn)行焊接。這種材料在實際應(yīng)用過程中，強(qiáng)度和硬度比焊接金屬明顯高出很多，已經(jīng)嚴(yán)重違背了基本原則。這樣不僅會直接導(dǎo)致焊接部位留下嚴(yán)重的安全隱患，還會導(dǎo)致焊接質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2 科學(xué)合理地選擇焊接材料

在針對船舶進(jìn)行焊接時，焊接材料具有非常重要的作用，將會直接影響船舶在后期使用過程中的安全性和穩(wěn)定性。在這種背景下，要結(jié)合實際情況，積極采取有針對性的措施，保證所選焊接材料的科學(xué)性和合理性。一般情況下，選擇和利用焊接材料時，要保證焊接材料能夠滿足母材的基本性能要求。比如要滿足母材強(qiáng)度、延伸率等不同因素的要求，保證焊接材料在實際應(yīng)用過程中的有效性。與此同時，如果母材本身提出了防腐等要求，那么在選擇焊接材料時，也要保證其具有良好的防腐效果，這樣才能夠保證其在實踐中的合理利用。所以，在針對船舶焊接材料進(jìn)行檢驗時，考慮強(qiáng)屈比的主要目的是檢驗所選焊接材料能否達(dá)到母材提出的相關(guān)要求。如果母材本身沒有提出任何要求，從理論的角度出發(fā)，整個焊接材料的熔敷金屬并不需要達(dá)到強(qiáng)屈比提出的要求[2]。

2 強(qiáng)屈比與焊接材料性能之間的關(guān)系

焊接材料的選擇和利用關(guān)系著整體操作質(zhì)量，將會直接影響后期船舶在作業(yè)過程中的安全性和穩(wěn)定性。所以，要意識到焊接材料檢驗的重要性，這樣有利于將焊接材料的性能充分發(fā)揮出來，增強(qiáng)其實際應(yīng)用效果。在針對這一問題進(jìn)行研究時，結(jié)合管線鋼的檢驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在實踐中如果強(qiáng)屈比較大，那么延伸率也會隨之變大。但是在針對焊接材料的熔敷金屬進(jìn)行檢驗時，對檢驗結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩者之間并沒有任何的關(guān)聯(lián)性。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合實際情況分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)延伸率不斷升高、沖擊值也在不斷增加時，與之相對應(yīng)的強(qiáng)屈比并沒有發(fā)生任何規(guī)律性的變化。與此同時，與其相對應(yīng)的各個數(shù)據(jù)點的離散程度也比較高。根據(jù)這一檢驗結(jié)果最終可以得出，在實踐中焊接材料的熔敷金屬強(qiáng)屈比與焊接材料的塑性等并沒有直接的聯(lián)系。

對實際情況進(jìn)行調(diào)查分析和研究，發(fā)現(xiàn)在選擇和利用焊接材料時，一般情況下，都會與實際情況相結(jié)合，這樣不僅有利于保證材料選擇的有效性和針對性，還能從根本上保證焊接質(zhì)量。在針對焊接材料的抗裂性進(jìn)行檢驗分析時，發(fā)現(xiàn)其與化學(xué)成分、焊接參數(shù)等具有密切的聯(lián)系。根據(jù)檢驗結(jié)果可知，化學(xué)成分對其產(chǎn)生的影響，可以直接通過裂紋敏感系數(shù)進(jìn)行判斷，以Pem對其進(jìn)行準(zhǔn)確有效的表示。在此基礎(chǔ)上，還要結(jié)合實際情況和檢驗結(jié)果，對其進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，如果裂紋敏感系數(shù)比較大，那么相應(yīng)的強(qiáng)屈比會反復(fù)呈現(xiàn)不同程度的增大或者減小。除此之外，強(qiáng)屈比本身還會出現(xiàn)不同數(shù)據(jù)點離散度非常高的現(xiàn)象。根據(jù)這一檢驗結(jié)果可知，裂紋自身的敏感性與強(qiáng)屈比之間沒有任何直接聯(lián)系，也沒有任何規(guī)律可循。

3 影響強(qiáng)屈比的因素分析

在針對船舶焊接材料進(jìn)行檢驗時，根本目的是對焊接材料自身的抗拉性、強(qiáng)度、硬度等進(jìn)行檢驗，這樣不僅有利于對焊接材料自身的質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)合理的判斷，還能夠保證焊接質(zhì)量，為船舶行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。因此，要意識到焊接材料檢驗的重要性，同時還要科學(xué)合理地應(yīng)用強(qiáng)屈比，但是強(qiáng)屈比在實際應(yīng)用過程中仍然會受到很多因素的影響。在具體檢驗分析過程中，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，焊條以及一些實心焊絲等零部件在實際應(yīng)用過程中，平均屈服強(qiáng)度大概為436 MPa，而平均強(qiáng)屈比在1.27左右。除此之外，對一些普通的藥芯焊絲進(jìn)行分析，經(jīng)過檢驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計之后，發(fā)現(xiàn)這種類型的焊絲，屈服強(qiáng)度和強(qiáng)屈比分別是512 MPa、1.14。由此可見，不同類型的焊接材料，在強(qiáng)屈比方面會呈現(xiàn)出明顯的差異性。造成這一現(xiàn)象的根本原因是不同焊接材料的成分不同，同時在具體施工過程中，參數(shù)條件等因素明顯不同。但是需要注意的是，在實踐中不能因為藥芯這種類型的焊絲強(qiáng)屈比較低，就認(rèn)為這種材料的性能較差[3]。

在實踐中，對焊接材料強(qiáng)屈比產(chǎn)生影響的另外一個因素是，在檢驗熔敷金屬時所使用的方法。在具體操作過程中，結(jié)合相關(guān)試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在層道數(shù)比較少、熱輸入量比較大的情況下，屈服、抗拉強(qiáng)度等會呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，但是此時強(qiáng)屈比會呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。在分析檢驗結(jié)果時，研究人員也發(fā)現(xiàn)了這一隱藏的規(guī)律特征。在具體操作過程中，為了從根本上提升強(qiáng)屈比，可以通過提升熱輸入量來實現(xiàn)這一根本目的。但是結(jié)合實際情況發(fā)現(xiàn)，如果不斷增加電流、熱輸入量，熔敷金屬勢必會受到影響，繼而出現(xiàn)不同類型的裂紋，將會直接影響焊接的整體質(zhì)量。

4 強(qiáng)屈比在船舶焊接材料檢驗中的具體應(yīng)用

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和快速發(fā)展的背景下，越來越多的新型技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域中，其中在船舶焊接材料檢驗過程中，熱機(jī)控軋技術(shù)等新型技術(shù)的開發(fā)和利用，促使強(qiáng)屈比的整體要求被逐漸弱化。在針對這一問題進(jìn)行分析時，部分學(xué)者認(rèn)為在設(shè)計結(jié)構(gòu)時，安全性具有非常重要的影響和作用。要想真正體現(xiàn)安全性，就要將其納入“總體屈服”中。也就是說，在裂紋出現(xiàn)之前，要結(jié)合實際情況，對其自身的塑性變形能力提出更高的要求。這也是避免突然斷裂的必然前提條件，在這種背景下，要結(jié)合實際情況，利用一些強(qiáng)屈比的材料對其進(jìn)行焊接，有利于保證這種材料在實際應(yīng)用過程中的安全性和穩(wěn)定性。如果在實際應(yīng)用過程中，強(qiáng)屈比出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象或者對其大小存在疑慮時，需要結(jié)合實際情況綜合考慮，特別是要與應(yīng)力進(jìn)行有效結(jié)合。與此同時，還要對材料的伸長率等指數(shù)進(jìn)行綜合評價，保證綜合評價的準(zhǔn)確性和有效性，這樣有利于為船舶焊接材料在實際應(yīng)用過程中的質(zhì)量提供有效保障。

另外，在應(yīng)力-應(yīng)變曲線的整體變化和具體操作過程中，要結(jié)合實際情況，對抗拉點、屈服點進(jìn)行分析，雖然這其實只是坐標(biāo)平面內(nèi)的兩個點。在此基礎(chǔ)上，要想對這兩個點的數(shù)值進(jìn)行對比分析和研究，可以利用強(qiáng)屈比對其進(jìn)行表征，如圖1所示。

圖1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線示意

根據(jù)圖1中焊接材料A、B、C的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，對材料B、C進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)材料B的整體強(qiáng)屈比較高，材料C本身的強(qiáng)屈比較低。但是將材料C與材料B進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)材料C的整體塑性相對較高。除此之外，在結(jié)合實際情況進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)材料C的靜力韌度評價高于B。對這些材料進(jìn)行對比分析和研究，發(fā)現(xiàn)這些材料在實際應(yīng)用過程中，需要結(jié)合實際情況，與先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，這樣不僅有利于從根本上保證材料的使用效果，還能最大限度地保證材料的綜合性能得到有效發(fā)揮。

5 結(jié)語

由于船舶焊接材料類型具有明顯的差異性，強(qiáng)屈比的平均值明顯不同。強(qiáng)屈比在當(dāng)前船舶焊接材料中的應(yīng)用已經(jīng)被弱化，所以需要結(jié)合實際情況，盡可能地避免其在材料檢驗中的應(yīng)用。