船舶的焊接缺陷分析及质量控制

矫显明

摘要：船舶焊接技术是船舶建造中的关键技术之一，焊接技术高低直接影响着船舶建造质量。如果焊接存在缺陷，会使产品抗腐蚀性能下降或者不能满足力学性能的要求，造成渗漏或者结构断裂，无法保證船舶安全航行和作业。本文从焊接缺陷进行分析，通过实践分析提出相应预防措施，提升焊接技术，控制焊接质量，进而提升船舶质量。

Abstract： Ship welding technology is one of the key technologies in ship construction， which directly affects the quality of ship construction. If there are welding defects， the corrosion resistance of the products will be reduced or the mechanical properties can not be met， resulting in leakage or structural fracture， which can not ensure the safe navigation and operation of the ship. This paper analyzes the welding defects and puts forward the corresponding preventive measures through practical analysis， so as to improve the welding technology， control the welding quality， and then improve the ship quality.

关键词：船舶建造;焊接缺陷;船舶质量

0  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  船舶焊接缺陷分析

船舶焊接技术是船舶工业的关键工艺技术之一，有着很强的技术性和专业性，并有完整的技术规定。焊接中接头金属不完整性被称为焊接缺陷。焊接缺陷主要分为气孔、裂纹、夹渣、未熔合、未焊透、形状缺陷等。

2.1 焊接气孔缺陷

焊接气孔缺陷是较为常见的焊接缺陷之一，它的存在直接影响着焊缝区域的密度，焊接位置存在气孔空洞，可导致焊接处出现密度不够。焊接气孔由焊接环境、焊接材料、焊接电流以及焊工技术等决定了气孔的数量，工件的底漆太厚、保护气流量不足或不够干燥都可能使焊接过程中出现气孔，可能出现单个气孔、密集气孔以及链状气孔。气孔的数量又决定了焊接处的密度与强度，使得焊接处不牢固。在船舶投入使用过程中，受到外界压力的时候容易使存在气孔的位置产生裂缝甚至是断裂，造成整个船舶发生安全事故。因此，应当针对焊接气孔产生的原因进行分析，并从根本入手优化焊接气孔缺陷，减少焊接过程中气孔的产生，提高焊接位置的密度和防止强度下降。

2.2 焊接夹渣缺陷

焊接夹渣在船舶焊接过程中也是常有的事情，主要是在焊接过程中掺杂了一些不熔的非金属物质，导致焊接处与衔接两端的金属密度不一样。尤其是夹渣在连接两边金属处时直接影响到连接不连续，导致焊接两边的金属材料无法融合在一起，起不到焊接的效果。夹渣存在于焊缝区域中的任何位置都会影响到焊接效果，如果夹渣尺寸较大的情况下会从焊接处内部开始出现裂缝，导致焊接处出现开裂，这是最容易导致船舶在运行中断裂的，可以说是最明显的危害之一。造成的主要原因有：焊接时坡口处处理不干净，存在杂质;电流小或者是焊接坡口小;焊接材料质量问题和焊条角度及运条方式不对;焊接的速度过快未能把杂质溶解浮现出来，让杂质存在于焊接处。对此，要针对夹渣缺陷分析，做好夹渣的清除，提升焊接质量。

2.3 焊接裂纹缺陷

焊接裂纹也是船舶焊接中危害较大的焊接缺陷。一旦裂纹存在就直接影响了焊接处的硬度、牢固性，在船舶投入使用过程中随着水力的冲击、氧化、腐蚀性物质入侵等原因会造成裂纹逐渐变大，直接造成焊接处断裂。而造成裂纹出现的原因大部分原因是焊接材料的含磷、含硫成分较高或者是焊接设计不合理。因此，在进行相应的焊接材料选择以及船舶结构设计的时候要制定相应的检测手段，测试焊接材料的可靠性以及船舶建造结构设计的科学合理性，进而实现焊接质量提升。

2.4 焊接其它缺陷

焊接看似简单但是各个工序都要求细致，如果焊接过程中缺乏检测与实时监控，容易出现焊接未熔透，导致焊接效果不佳。一般来说焊接过程中两边的金属材料要和焊接材料彻底融合才能实现焊接质量的提升。但在进行焊接过程中如果电流过小、坡口钝边太厚、角度不当或者是需要焊接的坡口深度较大时焊条未进入到母材根部，无法完全熔化;或者是焊条位置不贴近母材位置，导致焊接接头根部未完全熔透，也就是未焊透。如果焊接线能量过低，焊层间清渣不彻底，也会导致未熔合。焊接中运条不匀、操作不当，会使焊缝表面形成焊瘤。在后期的使用过程中无法满足高强度和高密度要求，导致船舶结构强度不够，使用寿命下降。

3  船舶焊接缺陷控制对策

船舶焊接中有些缺陷的存在对于船舶安全航行是非常危险的，一定要及时发现及时修整。从焊接缺陷形成的機理入手，针对不同缺陷进行全面控制解决。

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。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。

4  结束语

综上所述，重视船舶焊接缺陷并针对缺陷进行良好分析改进，对于船舶建造来说具有重要意义。相关技术人员应当针对当前焊接缺陷进行详细的记录、观察，减少焊接过程中的气孔过多、咬边不牢固以及焊接处掺杂杂质等情况出现，利用行之有效的方法进行焊接技术的提升，并对焊接位置做好详细的质量检测，严格把控焊接质量，降低因为焊接缺陷而出现的船舶安全事故，保障船舶行业能够高质量发展。

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