郭世林
(昆明船舶设备研究试验中心,云南省昆明市,650051)
摘 要:在现代社会中,我国对于船舶工业的重视程度越来越高,为了更好地维护其安全性能,需要在船舶焊接方面加以重视。经过不断地调查研究发现,船舶焊接处出现了较多缺陷,只有将这些缺陷全部都妥善处理,并且进行有效预防,才能够从根本上解决相关问题。
关键词:船舶;有效措施;常见缺陷;焊接技术
船舶想要进行安全航行,最需要保证的条件就是拥有先进的焊接技术。与此同时,焊接过程中会因为各种因素的影响而出现不同程度的问题,相关研究人员需要根据具体缺陷,去认真、仔细地分析其发生的原因,然后进行相应的预防和处理,进而实现船舶的安全性和稳定性。
一、船舶焊接常见缺陷
(一)夹渣
在船舶焊接时出现的几种常见缺陷当中,夹渣是最为常见的,它是熔渣的一种延伸,一般残留于焊缝之中[1]。夹渣的体积小,但是数量比较多,而且对于焊缝会起到一定程度的不利影响。由于夹渣的数量不断增多,焊缝中的夹渣也开始不断增加,接着焊缝的严密性就会开始逐渐变差,而且强度也大不如前。为何会出现夹渣?究其根本,还是由于在焊接时使用的不当方式引起的,有的时候会使用碳弧气刨的工艺,而这样的焊接方式就会产生大量的熔渣,有的时候会使用氧割的方式进行焊接,这样的情况下也会出现熔渣的可能性。还有的时候,焊接产生的电流不够大,也容易产生熔渣。相关焊接人员的技术不到位,焊接过于匆忙,也会产生熔渣。与此同时,焊条还分为酸性和碱性,针对于酸性的焊条来说,一般有两种方式会产生夹渣,第一种是因为在运输焊条的过程中没有按照具体的规定来对焊条进行相应的保护,导致夹渣的产生。另一种是因为焊接的时候产生的电流不够大,所以会出现夹渣。针对于碱性的焊条来说,一般也有两种方式会产生夹渣,第一种是因为极性不对,第二种是因为电弧过长。
(二)气孔
所谓气孔,就是一些气泡转变而来的空穴,这是因为它们在经过高温的时候没能及时地进行凝固。其中,还有很多具体的原因会产生气孔。第一种是因为坡口处太过脏差,不仅有大量的锈迹,而且还有不少的油污。第二种是在烘培焊条的时候,没有结合具体的要求,导致其发生变质的情况。第三种是针对于低氢型的焊条来说的,有的时候焊接的速度超出规定的要求,就会产生气孔[2]。而气孔的产生对于整个焊缝金属来说具有非常不利的影响,它会使得焊缝的截面相对缩小,同时又因为有些气孔比较大,焊缝已经达不到规定的强度了。
(三)未焊透、未熔合
所谓未焊透,是因为其根部在熔化的时候没有完成这个过程,也可能是因为焊件的边缘位置没有完全熔化,就加上了后来的部分金属,这样的情况是没有办法熔合的很牢固的。在焊接的时候,尤其是在焊接单面的根部的时候以及在进行双面焊接的时候,在其中部位置,很难焊接好,并且容易出现未焊透的情况。一般发生这种情况都是因为其电流太小,也有可能是焊条的角度出现了不同程度的问题,如角度不当等情况。其次,还有坡口角度的问题。焊接的时候,部分焊件热得快,在散热的时候也同样很快。所谓未熔合,一般是指焊件和一些焊缝处的金属部分未能很好地熔合在一起。其原因是多方面的,可能是因为焊接线的能量出现问题,相对较低。也有可能是因为电弧的问题,发生了偏吹现象。在坡口的位置,尤其是侧壁,存在大量的锈迹和油污等。无论是哪种情况,都会对焊接的接头产生不同程度的问题,发生未焊透的现象会直接影响接头的机械性能,使其性能严重降低,如果是未熔合会让未焊透的位置出现裂纹等情况[3]。
(四)焊接裂纹
所谓焊接裂纹,主要发生在焊接区域,有部分的金属发生了破裂的情况。焊缝金属会经历一段熔化的过程,而且在熔化后还会经历一段冷却和凝固的阶段。在这期间有热膨胀的情况发生,也有冷收缩的状态出现,此时就会出现一定的冷收缩应力。部分的显微组织也会产生一定程度的组织应力,这是它在从高温一直过渡到低温的期间产生的。一些没有处于焊接位置的母材一直是处于一种状态,即冷固态,那么就会和焊接位置的温度相差极大,这样的情况就会出现热应力。以上所有出现的应力会有一个共同的作用力出现,对材料进行施压,如果材料受不了这样的作用力,就会发生不同程度的变形,再严重的话就是开裂。裂纹出现的位置有很多个,可能会出现在焊接金属的内部,也有可能出现在焊接金属的外部等。
二、船舶焊接常见缺陷的处理措施
(一)防止夹渣
首先,要全方面、多角度地检查和分析焊接的坡口尺寸,以免出现不对称的情况,同时坡口处的清洁一定要做好,并且经过再三检查以后,再开始进行相应的焊接工作。要掌控好相应的焊接速度,使其符合正常的焊接速度,同时对焊接时的电流也有严格的要求,不可过大或过小。与此同时,多层焊接时要注意的事项更多,需要对坡口的变化进行认真、仔细地检查,因为在焊接时会开始熔化,所以一定要掌握好熔化的程度。而且在焊接时,每一层产生的焊渣都要进行及时地处理,直到处理干净才能开始下一层的焊接工作。其中,最重要的是最后的封底工作,一定要将那时的焊渣全部清理干净,才能进行该工作。
(二)预防气孔
为了更好地预防气孔的产生,最好的办法就是控制好焊接时候的速度,同时也要掌控好焊接时候产生的电流,清洁工作是必不可少的,尤其注意一些油污和锈迹等等。而且清洁的时候是有一定的标准的,焊接材料要按照相关规定好好保管,烘培期间也要注意细节问题。与此同时,焊条要进行精挑细选,不能使用劣质产品,后期出现变质现象的时候,也要及时地处理,不能再继续使用。
(三)防止未焊透、未熔合
最重要的一点还是坡口的问题,其尺寸是有具体的要求的,要科学、合理地进行选择。同时还要控制好焊接时的速度,掌控好焊接时候产生的电流。清洁工作中的油污处理方面和锈迹处理方面要严加监管,同时掌握好坡口熔化的程度[4]。
(四)防止焊接裂纹
一方面,针对于热裂纹,有两方面的工作需要注意,第一,是要注意工艺参数的问题,只有将冷却的速度尽量放缓,才能更好地进行相对应的防裂工作。同时,焊缝的形状问题也要格外的注意,其系数应该得到提高,才有助于防止热裂纹的产生。同时可适当选取多层焊接的方式,这样可以减少相应的电流,进而防止开裂,第二,焊接时有其正规的程序,并且焊接工艺同样要具备科学合理的要求和规定。另一方面,针对冷裂纹问题,首先要具备低氢型焊条,然后,要严格注意施工材料的问题,在烘焙的时候更要严格注意,防止相关施工材料发生受潮、损坏等情况。同时可以使用具体的焊接方法,如分段退焊法等,目的就是为了促使焊接应力的逐渐减少。
结束语:
综上所述,船舶的发展影响着我国经济的发展,科学技术的进步又会促进我国船舶行业的焊接技术的发展。船舶焊接常见缺陷大概可以分为几个重要方面,分别是夹渣缺陷、气孔缺陷、未焊透缺陷、未熔合缺陷以及焊接裂纹等缺陷,这些缺陷有其独特的处理方式和解决措施,需要相关研究人员去不断地深入分析和研究,努力实现船舶的安全性能和稳定性能。
参考文献:
[1]刘锋,张苗苗.船舶焊接常见缺陷形成机理与解决措施分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(13):172-173.
[2]刘业亮,李明金.小型民用船舶焊接常见缺陷及防治措施[J].淮南职业技术学院学报,2008,8(04):105-108.
[3]卢意,曹元军,朱艳.船舶焊接中的缺陷与防治措施[J].现代制造技术与装备,2015(02):61-62.
[4]李江,李日新.船舶焊接常见缺陷的成因及防止措施研究[J].中国水运(下半月),2011,11(05):83-84.