分段制作焊接裂纹原因分析及预防措施

陈建武，章 锐

（舟山长宏国际船舶修造有限公司，浙江舟山 316052）

0 引言

某船厂在分段制作外检过程中发现多处焊接裂纹，随后对产生焊接裂纹的分段进行了100%MT探伤检测，根据探伤检测情况，组织召开专题研讨分析会议，找出焊接裂纹的种类和主要影响因素，并制定预防措施。杜绝后续船分段制作过程中类似问题重复发生。

1 事情经过

6月23日船东在报验某船 X1分段时，发现FR88 肋板与甲板平角焊存在裂纹，S1施工队现场处理后，在6月25日复查时，在现场又发现裂纹，船东要求对X1分段相似位置进行100%MT探伤。经探伤发现：X1分段 FR88 肋板和甲板角焊缝 6处、FR88 肋板和甲板纵骨4处存在焊缝裂纹。

船东要求对该船X2分段进行MT探伤抽查，于7月3日发现肋板上加强材与纵骨面板的平角接多处存在裂纹，因此要求2个分段全部进行MT探伤。

2 船东船检处理意见

鉴于分段制作焊接裂纹质量事故，船东和船检要求船厂做好以下几点工作。

2.1 船东意见

1）S2施工队在船坞大合龙缝焊接时也存在没有及时烧焊的情况，造成焊后焊缝气孔及其他缺陷较多，要求现场加大监控力度，确保船坞焊缝质量；

2）针对外场制作的分段要求做抽查；

3）S3施工队X3分段发现裂纹，船东要求对外场施工X3分段焊缝进行100%MT探伤；

4）对于X1、X2分段未存在裂纹的地方抽查刨除几处，检查内部间隙以及熔透情况；

5）对平角焊间歇没有而且超差焊脚大小够但出现裂纹的情况进行分析；

6）在X3分段MT探伤查完后，再召开一个专题会议；

7）除正常应有的分段焊前报验外，船厂质量主管/质检员（QC/QA）须加强巡查，并加大对分段施工过程以及坞内合龙施工过程的控制，特别是天气不好如下雨时及雨停后室外施工等情况，并做好记录；

8）要求船厂QC/QA对所有分段焊前报验确认，合格后签字同意施工；

9）现场发现平角焊间歇没超差以及焊脚足够的情况下产生裂纹，需分析出原因，船厂应就现场发现的位置多做检查，找到出现裂纹的原因。

2.2 船检意见

1）要求船厂就现场焊接工艺执行及现场焊接材料进行保存，做一份较详细的措施清单，并执行；

2）在完成3个分段的100%MT探伤后，做一份详细的裂纹问题分析报告，检查其他可能的原因；

3）加强对船坞焊接质量控制，目前现场发现部分埋弧自动焊焊道成形不理想，修补过多，特别是S4施工队的施工。要求船厂加强检查力度；

4）加强重要焊缝实名制管理。以便质量控制和发现问题时进行追溯；

5）巡检发现部分焊工没有证书，船厂应马上采取措施，一方面继续组织培训考试，另一方面发放焊工名牌，以便现场有效分辨持证焊工。

3 原因分析

对X1和X2这2个分段进行了MT探伤，根据探伤情况，组织质量主管、生产主管、施工队负责人、焊接工程师等相关人员召开专题研讨分析会议，会议认为产生裂纹主要有以下几个因素。

1）平角焊裂纹

主要是X1分段肋板与甲板平角焊、X2分段肋板上加强材与纵骨面板平角焊。裂纹碳刨后可以看见肋板或者肋板加强材的下端线，且可以看见里面有夹渣和未熔合的部分。平角焊裂纹大都位于焊缝上边缘，根据目前碳刨的情况，裂纹原因应该是间隙超差，而又未开坡口进行焊接，导致焊缝上边缘连接部分过少，再加上打磨量较大，焊缝变薄，从而产生开裂。

2）立角焊裂纹

主要是甲板段纵骨与肋板的贯穿孔的立角焊，这种裂纹产生的主要原因是肋板拉入时，现场开刀，造成肋板与纵骨间隙超差，如果不开坡口焊接即会导致焊脚尺寸偏小，肋板侧熔合不良；再加上上端口包角不好，容易从上端口开裂，一直往下端延伸。同时超大型矿砂船（Very Large Ore Carrier，简称：VLOC）船甲板纵骨较厚，甲板纵骨为36 mm，贯穿孔一侧焊接完后，另外一侧焊接时拘束力明显增加，产生裂纹的概率增加。

3）出现裂纹的分段都在外场施工，环境较内场差，存在不好控制因素较多，例如潮气、焊接材料保管不到位、焊前除锈不彻底等情况，这些都会增加裂纹的概率。

4）S1施工队在X1、X2等分段制造过程中，施工人员在焊前角焊缝间隙控制做得不到位，部分结构在间隙超差时，没有按工艺要求开设坡口。

4 预防措施

根据船东和船检的处理意见，船厂进行总结，在后续船分段制作过程中采取以下几点预防措施。

1）工艺宣贯

组织外场施工队伍的焊接带班人员、质量部QC、工艺人员进行焊接裂纹的原因分析、预防措施以及常规焊接工艺的宣贯。

2）工艺执行

（1）所有角焊缝间隙必须严格按照工艺要求处理：间隙

d

为0 mm～2 mm，正常焊接处理；间隙

d

为3 mm～5 mm，增加焊脚，焊脚大小增加量为

d

－2；间隙为5 mm以上，必须开设坡口，做全焊透处理；

（2）外场严格按照工艺进行焊接材料的保管、焊前除潮除锈；

（3）定位焊采用低氢焊条或者药芯焊丝，所用焊条必须严格按要求进行烘干及保温领用；定位焊不允许在端部焊接，焊脚尺寸必须根据间隙情况适当加大；发现定位焊存在裂纹、夹渣等缺陷必须清除干净；

（4）严禁采用立向下焊接方法进行船体结构的焊接；

（5）采用 CO单面焊的对接缝，原则上码板必须装在坡口背面，减少接头数量；打底时产生的每个接头必须碳刨清除缺陷后进行修补；

（6）端部包角焊脚必须饱满，尺寸达到设计尺寸要求，且两侧焊缝搭接重叠；

（7）加强生产现场工艺巡查，对于违反施工工艺的按质量管理制度处罚。

3）质量抽查及检验

（1）重点关注后续肘板趾端、肋板与甲板外板平角焊以及甲板分段肋板贯穿孔的探伤抽查和自查，对于存在较多裂纹的分段，必须进行100%MT探伤，且对相关施工队制作的分段扩大抽查量。根据船东要求，针对4月～5月另一艘船抽查2个～3个分段，在船东指定的位置进行MT探伤抽查，确定前期分段是否存在类似问题；

（2）角焊缝间隙必须按照要求增大焊脚或者开坡口进行全熔透焊接，后续可以增加QA装配报验，待现场施工稳定后再逐渐取消；

（3）对于对接缝 CO打底缝的背面进行 MT抽查，如发现存在缩孔或者裂纹的焊缝则整条缝进行MT探伤检查。

4）加强焊工取证工作，未持证焊工不允许上岗焊接。不定期对焊工持证情况进行抽查。

5）严格按照焊材复验流程操作，只有经过复验合格的焊材方可进行发放。对于现场抽查不合格焊材，要求停止使用。

6）不定期召开现场质量分析会议；定期开展焊接工艺规范培训。

5 结论

造船企业必须树立全员质量意识，人人是质量的创造者，人人也是质量的受益者。质量不是来自于检验，而是来源于对过程的改进。加强焊接质量过程管控，推行焊接工艺纪律执行检查，检查是发现不合格，预防是避免不合格。只有这样企业才能做到以质求生存、以量求发展。