船舶的焊接缺陷分析與質(zhì)量控制

楊超

舟山中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司 浙江舟山 316131

在進(jìn)行船舶焊接時(shí)，受到各種主客觀條件的影響，容易出現(xiàn)氣孔、焊接咬邊等缺陷，嚴(yán)重拉低了船舶的焊接質(zhì)量，基于這一情況，采取針對性方法舉措解決問題缺陷具有十分重要的意義。

1 傳統(tǒng)焊接工藝以現(xiàn)代焊接工藝的概述

傳統(tǒng)的焊接工藝主要是用手工焊接的方式，在進(jìn)行船舶焊接之前，需要清理表面的雜物，并且需要很高的焊接技術(shù)才能進(jìn)行焊接操作，因?yàn)榇暗闹苓厱?huì)有很多的元器件，在焊接的時(shí)候不能損壞元器件。此外在焊接的過程中還需要使用到松香或者對船舶的焊接位置進(jìn)行預(yù)熱，這樣可以使得焊接部位更加的平滑牢固。現(xiàn)代的焊接工藝方式多種多樣，比如熔焊，壓焊以及釬焊。其中熔焊指的是將焊接的傳播表面通過高溫加熱使其融化，進(jìn)而進(jìn)行焊接的過程。壓焊指的是對船舶表面需要焊接的位置進(jìn)行摩擦，增加氣壓或者通過爆炸等加壓來進(jìn)行焊接。而釬焊指的是在焊接的過程中使用釬料的焊接。傳統(tǒng)的焊接工藝和現(xiàn)代的焊接工藝相比受到的局限性更大，而且在實(shí)際的焊接中使用的焊錫很多，進(jìn)而導(dǎo)致焊點(diǎn)很大，使得焊接的表面不美觀光滑，同時(shí)焊接的牢固程度也相對來說較低，而且還需要焊接人員有較強(qiáng)的焊接工藝，這樣才不會(huì)破壞元件元器件。和傳統(tǒng)的焊接工藝相比，現(xiàn)代的焊接工藝方式很多，并且比較靈活，同時(shí)還可以有效的提升焊接的環(huán)境質(zhì)量，使得焊接工作有序的開展。同時(shí)在現(xiàn)代焊接的過程中，還使用了很多的保護(hù)方式，比如利用二氧化碳隔離大氣，進(jìn)而使得電弧和熔池率得到有效的保護(hù)。并且現(xiàn)在的焊接工藝中還使用到了智能化的技術(shù)方式，采用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，能夠準(zhǔn)確的找到焊接的位置以及縫隙，這樣可以增加焊接的準(zhǔn)確率，并且有效的提升焊接的工作效率和質(zhì)量。

在實(shí)際的船舶制造過程當(dāng)中，涉及到很多的制造工藝和制造的流程，并且船舶制造對于每一個(gè)工藝和制造流程的要求都是非常嚴(yán)格。焊接工藝作為船舶制造中最基礎(chǔ)的工藝，因此船舶制造中對焊接工藝的要求會(huì)更高，焊接的質(zhì)量直接影響著船舶制造的質(zhì)量，同時(shí)還影響到了船舶制造的效率。如果焊接質(zhì)量不過關(guān)，會(huì)直接導(dǎo)致船舶的制造質(zhì)量不合格，進(jìn)而不能投入使用，將會(huì)浪費(fèi)大量的人力物力和財(cái)力。所以應(yīng)該注重船舶制造中的焊接工藝，保證焊接的質(zhì)量，對于每一個(gè)焊接的環(huán)節(jié)和和部位都應(yīng)該進(jìn)行仔細(xì)的觀察，嚴(yán)格的按照焊接步驟進(jìn)行焊接工作，防止因?yàn)槿藶槭д`對焊接質(zhì)量造成影響，同時(shí)還應(yīng)該采取有效的措施，避免因?yàn)橥饨缫蛩氐挠绊懚档秃附淤|(zhì)量，進(jìn)而有效的提升船舶制造的整體質(zhì)量[1]。

2 當(dāng)前常見的船舶焊接缺陷及其預(yù)防對策

2.1 焊接氣孔問題的成因與預(yù)防對策

在船舶的焊接過程中，氣孔是較為常見的一種缺陷問題，產(chǎn)生這種焊接缺陷的根本原因是在進(jìn)行船舶焊接時(shí)，熔池中的氣體沒有得到完全排放，從而造成在熔池凝結(jié)以后，在已經(jīng)成型的焊接縫隙中產(chǎn)生孔洞。氣孔大致分兩種分別是表面氣孔和內(nèi)部氣孔，在船舶焊接時(shí)出現(xiàn)氣孔，不但會(huì)影響船舶焊接的整體美觀度，甚至?xí)?yán)重降低船舶焊接的硬度和強(qiáng)度。所以，進(jìn)行船舶焊接的過程中氣孔是不能出現(xiàn)的。導(dǎo)致出現(xiàn)氣孔缺陷的主要原因是，在進(jìn)行船舶焊接作業(yè)時(shí)，并未采取良好的防風(fēng)措施，從而導(dǎo)致外界空氣進(jìn)入熔池當(dāng)中；在應(yīng)用焊接材料未提前做材料烘焙工作，亦或是焊芯上有雜質(zhì)同樣會(huì)導(dǎo)致焊接氣孔的出現(xiàn)；或者在進(jìn)行焊接作業(yè)前對焊接的邊縫沒有清潔到位，導(dǎo)致在焊接作業(yè)時(shí)出現(xiàn)油、水漬，進(jìn)而形成氣孔；還有一種情況是，由于焊接操作過快致使熔池沒有及時(shí)凝固，同樣會(huì)出現(xiàn)氣孔缺陷。

在預(yù)防出現(xiàn)氣孔缺陷問題的過程中，務(wù)必要盡量降低焊接過程中的氣體含量，保證氣體能夠及時(shí)從熔池中排放出來。通常可以運(yùn)用以下幾種手段：

（1）在進(jìn)行船舶焊接前，做好焊條的烘焙工作，不同種類的焊接材料要根據(jù)實(shí)際的施工需求進(jìn)行烘焙。

（2）在采用氬弧焊進(jìn)行焊接作業(yè)的過程中，要使用專門的防風(fēng)設(shè)備提前做好焊接防風(fēng)工作，將風(fēng)速盡量控制在2米每秒；在進(jìn)行手工電弧焊的過程中要盡量控制在8米每秒；在管子焊接的過程中，不能出現(xiàn)穿堂風(fēng)。

（3）在焊接過程中未保證適當(dāng)?shù)暮附泳€能量，最好使用短電弧。

2.2 焊接夾渣問題的成因和預(yù)防對策

焊接夾渣就是在焊接作業(yè)結(jié)束以后，在焊接的縫隙中存在部分殘?jiān)@直接影響了焊接的硬度，而且導(dǎo)致焊接的密封性也下降了。所以，在焊接作業(yè)結(jié)束以后要認(rèn)真細(xì)致的做好檢查，如果發(fā)現(xiàn)有焊接夾渣的現(xiàn)象，要立即進(jìn)行碳弧氣刨操作，同時(shí)進(jìn)行重焊工作，進(jìn)而達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。出現(xiàn)焊接夾渣缺陷的的根本原因有以下幾個(gè)因素：①進(jìn)行焊接作業(yè)前，接口沒有清潔到位。②在進(jìn)行多道多層的焊接作業(yè)時(shí)，忽視了清理不同的層道。③使用不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的焊接材料，致使藥皮掉到熔池里。④焊接作業(yè)的操作速度把控不好，導(dǎo)致出現(xiàn)焊接夾渣缺陷。

在預(yù)防船舶焊接出現(xiàn)夾渣缺陷的過程中，要貫徹落實(shí)以下幾個(gè)環(huán)節(jié)的工作：①在進(jìn)行焊接作業(yè)前，要用砂紙將焊縫接口的周圍15mm以內(nèi)的焊接表面打磨好，以出現(xiàn)金屬的光澤為標(biāo)準(zhǔn)。②在進(jìn)行大厚度母材的焊接過程中，要清理干凈先焊部分產(chǎn)生的焊渣。③在進(jìn)行焊接作業(yè)前，要選擇標(biāo)準(zhǔn)、適宜的焊接材料，嚴(yán)禁采用受潮以及偏芯的焊條[2]。

2.3 焊接咬邊問題的成因和預(yù)防對策

船舶焊接咬邊就是指在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，主體材料與焊接縫隙的交界處的焊接面不平整，焊接作業(yè)中電弧將焊縫邊緣熔出的溝槽或凹陷沒有得到熔化金屬的補(bǔ)充導(dǎo)致出現(xiàn)缺口。過重的焊接咬邊會(huì)減弱焊接頭的強(qiáng)度，導(dǎo)致局部應(yīng)力過于集中，承載后就會(huì)在敢接咬邊處出現(xiàn)裂紋。導(dǎo)致出現(xiàn)焊接咬邊缺陷問題主要有以下兩方面原因：①在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)由于電流過大，從而造成焊接線的能力超負(fù)荷；②在焊接作業(yè)時(shí)不按照規(guī)范進(jìn)行操作，焊槍的角度不對[3]。

預(yù)防船舶焊接咬邊的缺陷問題，要在確保船舶焊接技術(shù)參數(shù)的同時(shí)，保證焊接技工的操作水平達(dá)到焊接的規(guī)范要求。簡單的說需要做好以下幾個(gè)方面：

（1）在進(jìn)行船舶焊接作業(yè)的過程中，要盡量降低焊接的電流，精準(zhǔn)把控焊接的速度，以防出現(xiàn)過慢或過快的情況。

（2）在船舶焊接時(shí)，要找好焊接的角度，防止沖刷熔池的邊緣，從而有效保障熔敷金屬可以完全填充焊縫。

（3）焊接技工的操作水平直接影響著船舶的焊接質(zhì)量，所以要做好焊接技工專業(yè)技能的培訓(xùn)工作，提升其焊接水平，具備高度負(fù)責(zé)任的態(tài)度，保證焊接質(zhì)量。

2.4 焊接未焊透、不持續(xù)的問題和預(yù)防對策

在焊接船舶的過程中，特別是在焊接單、雙面的時(shí)候，非常容易導(dǎo)致焊接不持續(xù)的問題出現(xiàn)，這就直接影響了焊接接頭的物理性能。導(dǎo)致出現(xiàn)這個(gè)缺陷問題的主要原因有以下幾個(gè)因素：①焊接電流過大、運(yùn)絲過快，造成焊接缺陷。②使用不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的焊接材料同樣會(huì)造成這一焊接缺陷。

在預(yù)防船舶焊接未焊透、不持續(xù)缺陷問題的過程中，要從以下幾方面入手：首先，要盡量在船舶焊接時(shí)采用交流焊機(jī)取代直流焊機(jī)，防止發(fā)生磁偏吹的情況。其次，竭盡所能確保間隙和坡口選擇的科學(xué)性，防止出現(xiàn)鈍邊距離過大。

2.5 焊接裂紋的問題和防止對策

在焊接中或完成焊接后，焊接的部分出現(xiàn)金屬性破裂，其出現(xiàn)在焊縫的表面或內(nèi)部，或者出現(xiàn)在熱影響區(qū)，按照出現(xiàn)的位置不同，分為：根部、縱向、弧坑以及橫向裂紋等，還可分為：再熱裂紋、冷裂紋和熱裂紋。導(dǎo)致焊接裂紋缺陷的根本原因是：進(jìn)行船舶的焊接作業(yè)時(shí)，焊縫的熱影響區(qū)出現(xiàn)收縮，產(chǎn)生較大應(yīng)力。由于母材含有較多的淬硬組織，冷卻后容易產(chǎn)生裂紋。焊縫中有著極高的氫濃度和其他的有害化學(xué)元素雜質(zhì)，容易出現(xiàn)熱裂紋和冷裂紋。

在預(yù)防焊接裂紋缺陷的過程中，應(yīng)重點(diǎn)從合理使用焊接材料并消除應(yīng)力，以及提高焊接技術(shù)這三個(gè)方面著手解決。特別注意下焊接頭的破口形式，去除焊縫受熱不均勻及冷卻因熱應(yīng)力出現(xiàn)的裂紋。例如：在對焊的鋼板厚度不同時(shí)，就要對厚鋼板做削薄處理。選用的焊材必須按照設(shè)計(jì)圖樣的具體要求，精準(zhǔn)把控氫的來源[4]。

2.6 焊接弧疤的缺陷問題和防止對策

在進(jìn)行船舶的焊接作業(yè)過程中，由于操作不慎使焊條或焊把與焊件接觸，或地線與工件接觸不良短時(shí)地引起電弧，而在工件表面留下弧疤。導(dǎo)致出現(xiàn)焊接弧疤缺陷的主要原因是：電焊操作者粗心大意，未采取防護(hù)措施和對工具的維護(hù)。

在預(yù)防焊接弧疤缺陷的過程中應(yīng)采取以下措施：焊接技工要經(jīng)常對使用的電焊把線和接地線的絕緣情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)破損要及時(shí)包扎好。裝設(shè)接地線要牢固可靠。進(jìn)行焊接時(shí)不要在焊道外引弧。焊鉗放置要與母材隔離或適當(dāng)掛起。不焊時(shí)及時(shí)切斷電源。發(fā)現(xiàn)電弧擦傷，必須用電砂輪及時(shí)打磨。因?yàn)樵诓讳P鋼等有耐腐蝕性能要求的工件上，弧疤會(huì)成為腐蝕的起始點(diǎn)，降低材料的性能。

3 船舶的焊接質(zhì)量控制和對策探討

3.1 定期組織專業(yè)的技能培訓(xùn)

為有效保證船舶的焊接質(zhì)量，務(wù)必要重視焊接過程中的質(zhì)量控制工作。在進(jìn)行船舶焊接時(shí)，焊接技工是進(jìn)行焊接作業(yè)的主要力量，應(yīng)定期組織專業(yè)技能培訓(xùn)，使其掌握先進(jìn)的焊接技能，并貫徹落實(shí)持證上崗工作制度。確保船舶的焊接質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。要提升船舶焊接技工的質(zhì)量意識(shí)，必要時(shí)，可以建立制定完善的獎(jiǎng)懲工作機(jī)制，根據(jù)施工的情況以及施工進(jìn)度實(shí)施獎(jiǎng)懲，確保焊接的質(zhì)量[5]。

3.2 落實(shí)相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)管工作

相關(guān)部門要抓好焊接作業(yè)的質(zhì)量監(jiān)管工作，將責(zé)任落到實(shí)處，做好責(zé)任劃分。要做好對船舶焊接設(shè)備供貨商的評估，根據(jù)評估結(jié)果科學(xué)挑選設(shè)備供貨商。創(chuàng)建所需焊機(jī)設(shè)備的臺(tái)賬，充分掌握船舶焊接設(shè)備的運(yùn)用情況。

3.3 不斷完善維護(hù)保養(yǎng)制度，做好焊接工作

建立健全船舶焊接設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)制度，保證所需焊接設(shè)備始終處在可以正常使用的狀態(tài)。在選購船舶焊接材料時(shí)，要做好焊接材料的質(zhì)量控制工作。焊接材料的儲(chǔ)存環(huán)境要避免潮濕，嚴(yán)禁將出現(xiàn)銹蝕、受潮的焊接材料運(yùn)用到船舶焊接作業(yè)中。要針對不同焊接材質(zhì)選擇適宜的焊條。嚴(yán)格按照焊接工藝進(jìn)行規(guī)程操作，控制好船舶的焊接流程，確保焊接的質(zhì)量。務(wù)必要掌控好焊接的電流、焊接速度以及工藝參數(shù)，以防影響船舶的焊接質(zhì)量。抓好施工管理工作，嚴(yán)禁在陰雨天進(jìn)行船舶的焊接作業(yè)。做好焊接過程中的清潔工作，防止出現(xiàn)銹蝕和油污的現(xiàn)象。在進(jìn)行船舶的焊接作業(yè)時(shí)，要提前做好防風(fēng)工作，確保焊接作業(yè)的高效開展。

4 結(jié)語

總而言之，建造船舶必須要引用到焊接工藝。結(jié)合當(dāng)前船舶的焊接作業(yè)中較為常見的缺陷問題，應(yīng)采取行之有效的辦法做好預(yù)防工作，并針對性的制定焊接質(zhì)量控制措施，減少焊接缺陷的發(fā)生概率，更好的保證船舶的焊接質(zhì)量。