船舶焊接的缺陷及质量管理

船舶焊接的缺陷及质量管理

季建忠

(扬州市地方海事局，江苏 扬州 225003)

摘要：详细介绍了船舶建造检验中发现的常见焊接缺陷主要为气孔、夹渣、咬边、未焊透或未溶合焊接裂纹等，分析了在船舶建造中由于船厂焊接工艺控制不严导致的各种焊接问题，提出了在船舶焊接质量中应抓好的五个方面。

关键词：船舶检验；焊接缺陷；质量管理；质量控制

中图分类号：U671.84

收稿日期：2014-10-20

作者简介：季建忠(1968-)，男，工程师，从事船舶检验工作。

0引言

船舶焊接技术是船舶建造的关键技术之一，它可以有效保证船舶密性和强度，提高船舶质量，是保证船舶安全航行的重要条件。如果焊接质量存在问题，就有可能造成船舶结构渗漏、断裂，严重的会引起船舶沉没。

近年来，随着民用船舶大型化的发展，焊接技术在船舶建造中的作用愈加重要，因此，有必要对在船舶建造检验过程中发现的焊接缺陷进行研究，以便尽早发现问题，把焊接缺陷限制在一定范围内，确保船舶建造质量。

1船舶焊接常见缺陷

焊接缺陷主要表现为焊接中接头金属不连续、不致密或连接不良。正确识别常见船舶焊接缺陷的特征，及时发现并采取相应防范措施，对船舶修造、营运意义重大。

船舶焊接缺陷种类很多，常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合、焊接裂纹、咬边、焊瘤、弧坑，焊缝外形尺寸和形状不符合要求等。

1.1　气孔

气孔是焊缝的主要缺陷之一。它不仅削弱了焊缝的有效工作截面，而且会使应力集中，明显降低焊缝金属的强度和塑性，特别是冷弯和冲击韧性时降低更多。

不同的焊接方法产生的气孔形状、大小和密集程度不相同。一般来说，自动焊产生的气孔比手工焊大。CO2焊产生的气孔比较多，密集气孔比较容易产生在焊缝起弧的部位。

1.2　夹渣

夹渣也是焊缝中常见的一种缺陷。夹渣可减少焊缝的有效工作截面，降低焊缝的机械性能，同时还会引起应力集中导致结构的破坏，尺寸过大的夹渣还会降低焊缝的致密性。

1.3　咬边

咬边会增大局部应力值，咬边深度与疲劳强度有关系，咬边越深，疲劳强度降低越多。咬边还会加速局部腐蚀。

1.4　未焊透或未熔合

未焊透或未熔合是一种比较严重的缺陷。由于未焊透或未熔合，焊缝会出现间断或突变，从而降低焊缝强度。因此，船体的重要结构部分均不允许存在未焊透或未熔合的情况。

1.5　焊接裂纹

焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。结构的破坏主要从裂纹处开始，在焊接过程中应采取预防措施防止裂纹的出现，焊后要检查焊缝有无裂纹。若发现裂纹，应予以清除，然后再进行修补。

1.6　其他缺陷

焊接中还常见到一些焊瘤、弧坑及焊缝外形尺寸和形状上的缺陷。焊瘤会影响美观，弧坑伴有裂纹和气孔，严重影响焊接强度。

2工艺控制不严出现的常见焊接问题

由于某些船厂在船舶建造时焊接工艺控制不严，导致焊接(或装配)时出现各种焊接问题，其主要表现为：

(1)骨材采用间断焊时，末端未连续包角焊或包角焊长度不够(不小于75 mm或骨材高度)。

(2)肘板等未进行双面包角焊。

(3)构件采用间断焊时，焊缝间距、焊缝节距未严格控制，仅凭目测，造成与焊接规格表中的要求差距过大。

(4)构件采用间断焊时，在构件对接焊缝或板材拼板缝处，未遵守两侧均应有长度不小于75 mm的角焊缝的规定，而是一成不变地按照间断焊的方法施焊。

(5)构件、肘板未按要求开过焊孔，如桁材面板对接焊处、骨材在板材拼板缝处应开过焊孔，便于施焊和检查。

(7)曲度较大的外板与其内侧的骨材、桁材角焊缝间隙过大时，未挖补或替换，直接使用短板搭接或嵌补焊处理。

(8)骨材、桁材由于装配或下料的原因导致长度不足，使其端部间隙过大，未挖补或替换，直接使用短板搭接或嵌补焊处理。

(9)骨材穿过构件腹板时的补板，未作双面焊处理。板厚大于4 mm的手工对接焊，板材端未开坡口。

(10)板厚大于4 mm的手工对接焊，板材端未开坡口。

(11)为起吊方便，构件上任意开口或开孔而不挖补或补焊。

3焊接质量管理

船舶焊接缺陷或问题是由多方面的因素造成的，在船舶焊接质量管理当中应抓好5个方面的工作，即：优秀的操作者、一流的焊接设备、合格的焊接材料、严密的焊接规范、良好的施焊环境，简称为人、机、料、法、环5要素，这其中尤以人的因素最为重要。具体来说，应做到以下几点：

(1)加强焊工培训，提高焊接技能，确保焊工持证上岗。

第五孔窑洞开间3.28m，进深7m，室内空间狭长，此处是装载粮食的空间，南侧设窗但不设门，进入此处只能通过第四孔窑洞，这样既保证了室内的通风采光，使粮食的存放时间更长，也保证了粮食的存放安全，避免了外来人直接进入粮食装载区。

(2)提高焊工的质量意识，建议船厂建立相应的奖惩制度。

(3)生产部门应加强对焊接质量监管，责任落实到人。

(4)对焊接设备的供应商进行评估，选择其中的优胜者进行合作。

(5)建立焊接设备台帐，从而掌握设备状况，便于管理。

(6)建立维护保养制度并指定专人负责，加强日常维护，确保焊接设备处于良好状态。

(7)采购合格的焊接材料。

(8)严格遵守焊接材料(焊条、焊丝、焊剂)的保管、使用制度，谨防受潮。

(9)不使用不合格焊条。当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，应严格控制使用范围。

(10)根据材质的不同，选用合适的焊条(如低氢型焊条)。

(11)认真执行工艺规程，选取合理的焊接程序。

(12)严格控制焊接工艺参数，选择合适的焊接电流和焊接速度。

(13)正确选取坡口尺寸、角度和装配间隙。

(14)加强管理，确保不在潮湿(如阴雨天)的环境下施焊。

(15)认真清理坡口边缘，确保无锈蚀、油污、杂质等。

(16)对于CO2焊接，如施焊时风力较大，应采取必要的防风措施，以便焊接的顺利进行。

4结语

船舶焊接质量关系到船舶的建造质量，是船舶建造质量的重要组成部分，因此，必须提高焊接质量，尤其一些管理相对薄弱的船厂，更应重视船舶焊接质量。只有从思想上认清焊接质量的重要性，不断提高焊接技术，采用焊接新工艺，加强对焊工队伍的建设和管理，尽量减少焊接缺陷的产生，船舶建造质量才能得到提高。

参考文献：

[1]吴晖，杜忠民，敖庆章.船舶焊接缺陷类别、产生原因和防止措施[J].舰船电子工程，2010，29(4)：189-192.