船舶的焊接缺陷分析与质量控制

2021-11-23杨超

商品与质量 2021年38期

杨超

舟山中远海运重工有限公司浙江舟山 316131

在进行船舶焊接时，受到各种主客观条件的影响，容易出现气孔、焊接咬边等缺陷，严重拉低了船舶的焊接质量，基于这一情况，采取针对性方法举措解决问题缺陷具有十分重要的意义。

1 传统焊接工艺以现代焊接工艺的概述

传统的焊接工艺主要是用手工焊接的方式，在进行船舶焊接之前，需要清理表面的杂物，并且需要很高的焊接技术才能进行焊接操作，因为船舶的周边会有很多的元器件，在焊接的时候不能损坏元器件。此外在焊接的过程中还需要使用到松香或者对船舶的焊接位置进行预热，这样可以使得焊接部位更加的平滑牢固。现代的焊接工艺方式多种多样，比如熔焊，压焊以及钎焊。其中熔焊指的是将焊接的传播表面通过高温加热使其融化，进而进行焊接的过程。压焊指的是对船舶表面需要焊接的位置进行摩擦，增加气压或者通过爆炸等加压来进行焊接。而钎焊指的是在焊接的过程中使用钎料的焊接。传统的焊接工艺和现代的焊接工艺相比受到的局限性更大，而且在实际的焊接中使用的焊锡很多，进而导致焊点很大，使得焊接的表面不美观光滑，同时焊接的牢固程度也相对来说较低，而且还需要焊接人员有较强的焊接工艺，这样才不会破坏元件元器件。和传统的焊接工艺相比，现代的焊接工艺方式很多，并且比较灵活，同时还可以有效的提升焊接的环境质量，使得焊接工作有序的开展。同时在现代焊接的过程中，还使用了很多的保护方式，比如利用二氧化碳隔离大气，进而使得电弧和熔池率得到有效的保护。并且现在的焊接工艺中还使用到了智能化的技术方式，采用先进的机械设备，能够准确的找到焊接的位置以及缝隙，这样可以增加焊接的准确率，并且有效的提升焊接的工作效率和质量。

在实际的船舶制造过程当中，涉及到很多的制造工艺和制造的流程，并且船舶制造对于每一个工艺和制造流程的要求都是非常严格。焊接工艺作为船舶制造中最基础的工艺，因此船舶制造中对焊接工艺的要求会更高，焊接的质量直接影响着船舶制造的质量，同时还影响到了船舶制造的效率。如果焊接质量不过关，会直接导致船舶的制造质量不合格，进而不能投入使用，将会浪费大量的人力物力和财力。所以应该注重船舶制造中的焊接工艺，保证焊接的质量，对于每一个焊接的环节和和部位都应该进行仔细的观察，严格的按照焊接步骤进行焊接工作，防止因为人为失误对焊接质量造成影响，同时还应该采取有效的措施，避免因为外界因素的影响而降低焊接质量，进而有效的提升船舶制造的整体质量[1]。

2 当前常见的船舶焊接缺陷及其预防对策

2.1 焊接气孔问题的成因与预防对策

在船舶的焊接过程中，气孔是较为常见的一种缺陷问题，产生这种焊接缺陷的根本原因是在进行船舶焊接时，熔池中的气体没有得到完全排放，从而造成在熔池凝结以后，在已经成型的焊接缝隙中产生孔洞。气孔大致分两种分别是表面气孔和内部气孔，在船舶焊接时出现气孔，不但会影响船舶焊接的整体美观度，甚至会严重降低船舶焊接的硬度和强度。所以，进行船舶焊接的过程中气孔是不能出现的。导致出现气孔缺陷的主要原因是，在进行船舶焊接作业时，并未采取良好的防风措施，从而导致外界空气进入熔池当中；在应用焊接材料未提前做材料烘焙工作，亦或是焊芯上有杂质同样会导致焊接气孔的出现；或者在进行焊接作业前对焊接的边缝没有清洁到位，导致在焊接作业时出现油、水渍，进而形成气孔；还有一种情况是，由于焊接操作过快致使熔池没有及时凝固，同样会出现气孔缺陷。

在预防出现气孔缺陷问题的过程中，务必要尽量降低焊接过程中的气体含量，保证气体能够及时从熔池中排放出来。通常可以运用以下几种手段：

（1）在进行船舶焊接前，做好焊条的烘焙工作，不同种类的焊接材料要根据实际的施工需求进行烘焙。

（2）在采用氩弧焊进行焊接作业的过程中，要使用专门的防风设备提前做好焊接防风工作，将风速尽量控制在2米每秒；在进行手工电弧焊的过程中要尽量控制在8米每秒；在管子焊接的过程中，不能出现穿堂风。

（3）在焊接过程中未保证适当的焊接线能量，最好使用短电弧。

2.2 焊接夹渣问题的成因和预防对策

焊接夹渣就是在焊接作业结束以后，在焊接的缝隙中存在部分残渣，这直接影响了焊接的硬度，而且导致焊接的密封性也下降了。所以，在焊接作业结束以后要认真细致的做好检查，如果发现有焊接夹渣的现象，要立即进行碳弧气刨操作，同时进行重焊工作，进而达到标准要求。出现焊接夹渣缺陷的的根本原因有以下几个因素：①进行焊接作业前，接口没有清洁到位。②在进行多道多层的焊接作业时，忽视了清理不同的层道。③使用不符合国家标准的焊接材料，致使药皮掉到熔池里。④焊接作业的操作速度把控不好，导致出现焊接夹渣缺陷。

在预防船舶焊接出现夹渣缺陷的过程中，要贯彻落实以下几个环节的工作：①在进行焊接作业前，要用砂纸将焊缝接口的周围15mm以内的焊接表面打磨好，以出现金属的光泽为标准。②在进行大厚度母材的焊接过程中，要清理干净先焊部分产生的焊渣。③在进行焊接作业前，要选择标准、适宜的焊接材料，严禁采用受潮以及偏芯的焊条[2]。

2.3 焊接咬边问题的成因和预防对策

船舶焊接咬边就是指在进行焊接作业时，主体材料与焊接缝隙的交界处的焊接面不平整，焊接作业中电弧将焊缝边缘熔出的沟槽或凹陷没有得到熔化金属的补充导致出现缺口。过重的焊接咬边会减弱焊接头的强度，导致局部应力过于集中，承载后就会在敢接咬边处出现裂纹。导致出现焊接咬边缺陷问题主要有以下两方面原因：①在进行焊接作业时由于电流过大，从而造成焊接线的能力超负荷；②在焊接作业时不按照规范进行操作，焊枪的角度不对[3]。

预防船舶焊接咬边的缺陷问题，要在确保船舶焊接技术参数的同时，保证焊接技工的操作水平达到焊接的规范要求。简单的说需要做好以下几个方面：

（1）在进行船舶焊接作业的过程中，要尽量降低焊接的电流，精准把控焊接的速度，以防出现过慢或过快的情况。

（2）在船舶焊接时，要找好焊接的角度，防止冲刷熔池的边缘，从而有效保障熔敷金属可以完全填充焊缝。

（3）焊接技工的操作水平直接影响着船舶的焊接质量，所以要做好焊接技工专业技能的培训工作，提升其焊接水平，具备高度负责任的态度，保证焊接质量。

2.4 焊接未焊透、不持续的问题和预防对策

在焊接船舶的过程中，特别是在焊接单、双面的时候，非常容易导致焊接不持续的问题出现，这就直接影响了焊接接头的物理性能。导致出现这个缺陷问题的主要原因有以下几个因素：①焊接电流过大、运丝过快，造成焊接缺陷。②使用不符合标准要求的焊接材料同样会造成这一焊接缺陷。

在预防船舶焊接未焊透、不持续缺陷问题的过程中，要从以下几方面入手：首先，要尽量在船舶焊接时采用交流焊机取代直流焊机，防止发生磁偏吹的情况。其次，竭尽所能确保间隙和坡口选择的科学性，防止出现钝边距离过大。

2.5 焊接裂纹的问题和防止对策

在焊接中或完成焊接后，焊接的部分出现金属性破裂，其出现在焊缝的表面或内部，或者出现在热影响区，按照出现的位置不同，分为：根部、纵向、弧坑以及横向裂纹等，还可分为：再热裂纹、冷裂纹和热裂纹。导致焊接裂纹缺陷的根本原因是：进行船舶的焊接作业时，焊缝的热影响区出现收缩，产生较大应力。由于母材含有较多的淬硬组织，冷却后容易产生裂纹。焊缝中有着极高的氢浓度和其他的有害化学元素杂质，容易出现热裂纹和冷裂纹。

在预防焊接裂纹缺陷的过程中，应重点从合理使用焊接材料并消除应力，以及提高焊接技术这三个方面着手解决。特别注意下焊接头的破口形式，去除焊缝受热不均匀及冷却因热应力出现的裂纹。例如：在对焊的钢板厚度不同时，就要对厚钢板做削薄处理。选用的焊材必须按照设计图样的具体要求，精准把控氢的来源[4]。

2.6 焊接弧疤的缺陷问题和防止对策

在进行船舶的焊接作业过程中，由于操作不慎使焊条或焊把与焊件接触，或地线与工件接触不良短时地引起电弧，而在工件表面留下弧疤。导致出现焊接弧疤缺陷的主要原因是：电焊操作者粗心大意，未采取防护措施和对工具的维护。

在预防焊接弧疤缺陷的过程中应采取以下措施：焊接技工要经常对使用的电焊把线和接地线的绝缘情况进行检查，发现破损要及时包扎好。装设接地线要牢固可靠。进行焊接时不要在焊道外引弧。焊钳放置要与母材隔离或适当挂起。不焊时及时切断电源。发现电弧擦伤，必须用电砂轮及时打磨。因为在不锈钢等有耐腐蚀性能要求的工件上，弧疤会成为腐蚀的起始点，降低材料的性能。

3 船舶的焊接质量控制和对策探讨

3.1 定期组织专业的技能培训

为有效保证船舶的焊接质量，务必要重视焊接过程中的质量控制工作。在进行船舶焊接时，焊接技工是进行焊接作业的主要力量，应定期组织专业技能培训，使其掌握先进的焊接技能，并贯彻落实持证上岗工作制度。确保船舶的焊接质量符合国家标准要求。要提升船舶焊接技工的质量意识，必要时，可以建立制定完善的奖惩工作机制，根据施工的情况以及施工进度实施奖惩，确保焊接的质量[5]。

3.2 落实相关的质量监管工作

相关部门要抓好焊接作业的质量监管工作，将责任落到实处，做好责任划分。要做好对船舶焊接设备供货商的评估，根据评估结果科学挑选设备供货商。创建所需焊机设备的台账，充分掌握船舶焊接设备的运用情况。

3.3 不断完善维护保养制度，做好焊接工作

建立健全船舶焊接设备的维护保养制度，保证所需焊接设备始终处在可以正常使用的状态。在选购船舶焊接材料时，要做好焊接材料的质量控制工作。焊接材料的储存环境要避免潮湿，严禁将出现锈蚀、受潮的焊接材料运用到船舶焊接作业中。要针对不同焊接材质选择适宜的焊条。严格按照焊接工艺进行规程操作，控制好船舶的焊接流程，确保焊接的质量。务必要掌控好焊接的电流、焊接速度以及工艺参数，以防影响船舶的焊接质量。抓好施工管理工作，严禁在阴雨天进行船舶的焊接作业。做好焊接过程中的清洁工作，防止出现锈蚀和油污的现象。在进行船舶的焊接作业时，要提前做好防风工作，确保焊接作业的高效开展。