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船舶的焊接缺陷分析及质量控制张尊敏;矫翰霖

发表时间：2021/6/10 来源：《中国科技信息》2021年7月作者：张尊敏;矫翰霖

[导读] 本文首先阐述了船舶焊接技术概述，接着分析了船舶的焊接缺陷，最后对船舶焊接的质量控制进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

江南造船（集团）有限责任公司张尊敏;矫翰霖 201913

摘要：本文首先阐述了船舶焊接技术概述，接着分析了船舶的焊接缺陷，最后对船舶焊接的质量控制进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：船舶；焊接；缺陷；质量控制
        引言：
        良好的船舶焊接技术能够保障船舶密性与强度，是技术性、专业性很强的系统工程。如果船舶焊接技术出现缺陷则可能导致船舶的密性和整体强度下降，引发船舶在航行过程中出现渗漏、结构断裂甚至船舶沉没等事故。对此，应当要重视船舶焊接技术，及时发现焊接缺陷并做好缺陷修补，把质量控制在一定范围内，推动我国船舶行业的发展。
        1船舶焊接技术概述
        焊接技术是通过加热或加压的形式针对金属材料进行连接融合，主要是借助金属原子的结合与扩散原理将分离的金属材料进行永久的连接在一起。焊接技术在现代机械制造业中得到了广泛的应用，在船舶及海洋结构制造方面也是重要研究方向之一。船舶焊接技术也是利用同样的工作原理进行船舶钢板材料、金属材料之间的连接。如果两者之间的连接缺口较大则需要利用同种性质的材料进行融化连接，确保需要焊接的两个材料能够紧紧的粘合在一起。尤其是在制造一些角度较为复杂、结构繁杂的船舶建造时焊接技术作用更为显著。因此，对于船舶焊接技术应当给予重视，从工作原理上进行其缺陷分析，并针对每一个缺陷做好相应的原因分析与提升焊接技术的策略，推动船舶焊接工艺向更高的水平发展。
        2船舶的焊接缺陷分析
        2.1夹渣和气孔
        夹渣是指焊缝内部残留的熔渣，未清理焊缝边缘的熔渣、运条不当、焊接速度过快、焊接电流过小以及焊接材料质量差，熔池中留存药皮等均可导致夹渣的产生。夹渣对焊缝强度及其致密性造成极大的影响且常伴有裂纹形成，致使焊接接头强度降低，因此夹渣是船舶焊缝表面不允许存在的缺陷，焊缝中存在夹渣需及时对该处碳弧气刨后补焊；气孔是指焊接时产生的气体凝固在熔池中未逸出，进而形成空穴。外部气孔可经肉眼查验，而内部气孔则需进行无损检验方可查出。气孔成因包括焊件坡口内残留锈、水、油等杂质，未清洁彻底，焊接时防风不当致使熔池中进入空气，焊接速度过快以致熔池凝固时间过短或者焊条未按要求烘焙等，气孔导致焊缝强度和金属密度下降。
        2.2裂纹
        裂纹是指在焊接完成后焊缝内外部出现的裂缝，焊接作业中的裂纹有热裂纹（高温裂缝）和冷裂纹之分，前者是以焊缝中心处多发，顺着焊缝长度分布，其成因在于熔池存在低熔点杂质，凝固后低强度的杂质在外界强大应力的作用下被拉开，导致开裂；后者顺着焊缝宽度和长度都有分布，其成因为热循环作用于焊缝，热影响区产生淬硬组织，且大量扩散氢蕴含在焊缝中，拘束应力施压于焊接接头，约束应力拉开焊缝产生裂纹。焊接裂纹是破坏船舶结构的源头，焊接后发现裂纹要及时修补焊缝。
        2.3未焊透和未熔合
        未焊透指的是焊缝根部在焊接时未完全熔透，未熔合指的是焊件和焊缝层间或和焊缝金属未熔合在一起。二者成因在于焊件装配间隙或坡口角度过小，焊接电流过小以及焊缝边缘生锈、焊条直径过长和运条速度过慢等；未焊透和未熔合的产生导致焊缝局部突变与间断，大幅度降低焊缝强度，严重时会有裂纹出现。
        3船舶焊接的质量控制
        3.1消除气体来源，防止焊接气孔出现
        焊接气孔缺陷是焊接工艺中常见缺陷，屡屡无法杜绝，进而对船舶焊接质量产生重大影响。

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对此，相关技术管理人员应当加强管理，从形成气孔的根本出发营造出适合的焊接环境，严格监控好空气中的湿度，一旦焊接材料在潮湿环境中存储过要在焊接前进行水分的去除。对于一些已经变质、焊条药皮脱落、生锈等情况要禁止使用。在焊接之前还要对焊接坡口和边缘处进行打磨干净，露出相应的金属光泽。同时要检测好焊接设备的电流电压情况，确保在整个焊接过程中电流输出稳定性，防止焊接电流过大或过小而出现焊接气孔，导致焊接质量受到影响。同时应当制定相应的焊接前检测工作，检测分析空气环境情况、焊接材料情况、焊件装配情况、保护气体纯度及流量选择情况等多方面内容从而为焊接奠定基础，在焊接过程中才能够大大的降低气孔出现。
        3.2做好基础工作，防止焊接夹渣出现
        焊接工作中基础工作较为繁琐，很多时候焊接工人觉得焊接熔化温度比较高，什么都可以熔化掉，对于在处理焊接坡口杂物的时候并不重视，导致在焊接位置中出现非金属杂质。对此，要强化焊接工人的基础质量意识，要求焊接工人认真进行焊接坡口杂质的处理，同时焊接时选用合适的焊接电流、焊速和运条手法。这样可保证在坡口内及焊接时产生的杂质均能浮出焊缝熔池表面，减少焊接处杂质的存在。如果是执行多层多道焊接工艺的时候一定要做好每层每道的熔渣与杂物清除工作。对于夹渣缺陷的防治更多的是提高焊接工人的细心程度以及施工责任心，船舶建造管理人员可以制定好相应的激励鼓励制度，提升其积极的工作态度。
        3.3选择适宜材料，加强焊接裂纹防治
        焊接裂纹对于船舶建造来说有着巨大的危害，很多时候造成严重的安全事故出现。针对焊接裂纹的防治，相关建造人员首先应当加强入厂检验制度，要选择良好的金属材料及选用与材料金属化学成分相匹配焊接材料。选择合适的焊接材料进行焊接，对于一些焊接性较差的焊接材料要禁止使用。同时，对于一些厚度较大的材料一定要按照焊接设计进行提前处理，保障焊接过程中间层的深度熔化，确保熔化程度均衡，防止裂纹的出现。此外，在焊接的过程中还要注意焊接应力的均衡，防止焊接两方材料出现位置偏差，引发裂纹出现。在此可以借用一些固定工具强化焊接位置的固定，确保双方在同一个水平方位上，防止裂纹出现。
        3.4增加监控力度，强化检测焊接密度
        随着科技的发展在焊接的过程中应当引进相应的检测工具对整个焊接过程进行检测，实时监控焊接的质量，确保整个焊接位置密度均衡。同时要检测整个焊接位置的熔化程度，深入检测其金属材料是否完全熔合。此外，在焊接结束之后要对焊接位置进行相应的标志，做好后期的监督控制工作，并实施反馈到船舶建造技术人员上做好相应的焊接工艺优化与提升，促进船舶焊接质量的提升。
        3.5引进先进技术，提升焊接质量控制
        船舶建造焊接技术近些年也得到很大的发展，对于大型的船舶建造设计、实施建造过程当中融入了先进的检测工具、智能技术、大数据监控进行焊接质量的控制。同时，为船舶建造制定相应的数据库信息，为后期的焊接工艺研发工作提供相应的数据基础，可对船舶焊接过程进行科学合理的结构设计。此外，在焊接工人培训上应当投入相应的成本，让技术人员能够实时更新自身技术，学习国内外焊接先进技术。同时，在进行材料选择上也要关注市场上的先进材料，针对旧材料的缺点进行规避，打造出更加高质量的船舶，为我国的运输行业、军事领域贡献出自身力量。
        结束语：
        先进、高效的船舶焊接技术是确保船体强度和密封性能的前提，也是提高船舶建造质量，实现节本增效的关键。在当前船舶建造过程中，船舶焊接技术存在的常见缺陷直接影响焊接质量和船舶建造质量，为此探究船舶船体建造中焊接缺陷的种类及其形成机理，同时提出相应的解决措施，从而将焊接缺陷消除或控制在规定范围内，对于确保船舶主体结构安全和船舶航行安全意义重大。
参考文献：
[1]船舶的焊接缺陷分析及质量控制[J].张旭，曹素红，曹玉库.科技风.2020(10)
[2]船舶的焊接缺陷分析及质量控制[J].韩颜.设备管理与维修.2018(17)
[3]影响船舶制造中焊接质量的因素及对策探析[J].洪伟.现代商贸工业.2017(10)