船舶焊接的缺陷及質量管理

船舶焊接的缺陷及質量管理

季建忠

(揚州市地方海事局，江蘇 揚州 225003)

摘要：詳細介紹了船舶建造檢驗中發現的常見焊接缺陷主要為氣孔、夾渣、咬邊、未焊透或未溶合焊接裂紋等，分析了在船舶建造中由于船廠焊接工藝控制不嚴導致的各種焊接問題，提出了在船舶焊接質量中應抓好的五個方面。

關鍵詞：船舶檢驗；焊接缺陷；質量管理；質量控制

中圖分類號：U671.84

收稿日期：2014-10-20

作者簡介：季建忠(1968-)，男，工程師，從事船舶檢驗工作。

0引言

船舶焊接技術是船舶建造的關鍵技術之一，它可以有效保證船舶密性和強度，提高船舶質量，是保證船舶安全航行的重要條件。如果焊接質量存在問題，就有可能造成船舶結構滲漏、斷裂，嚴重的會引起船舶沉沒。

近年來，隨著民用船舶大型化的發展，焊接技術在船舶建造中的作用愈加重要，因此，有必要對在船舶建造檢驗過程中發現的焊接缺陷進行研究，以便盡早發現問題，把焊接缺陷限制在一定范圍內，確保船舶建造質量。

1船舶焊接常見缺陷

焊接缺陷主要表現為焊接中接頭金屬不連續、不致密或連接不良。正確識別常見船舶焊接缺陷的特征，及時發現并采取相應防范措施，對船舶修造、營運意義重大。

船舶焊接缺陷種類很多，常見缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、焊接裂紋、咬邊、焊瘤、弧坑，焊縫外形尺寸和形狀不符合要求等。

1.1　氣孔

氣孔是焊縫的主要缺陷之一。它不僅削弱了焊縫的有效工作截面，而且會使應力集中，明顯降低焊縫金屬的強度和塑性，特別是冷彎和沖擊韌性時降低更多。

不同的焊接方法產生的氣孔形狀、大小和密集程度不相同。一般來說，自動焊產生的氣孔比手工焊大。CO2焊產生的氣孔比較多，密集氣孔比較容易產生在焊縫起弧的部位。

1.2　夾渣

夾渣也是焊縫中常見的一種缺陷。夾渣可減少焊縫的有效工作截面，降低焊縫的機械性能，同時還會引起應力集中導致結構的破壞，尺寸過大的夾渣還會降低焊縫的致密性。

1.3　咬邊

咬邊會增大局部應力值，咬邊深度與疲勞強度有關系，咬邊越深，疲勞強度降低越多。咬邊還會加速局部腐蝕。

1.4　未焊透或未熔合

未焊透或未熔合是一種比較嚴重的缺陷。由于未焊透或未熔合，焊縫會出現間斷或突變，從而降低焊縫強度。因此，船體的重要結構部分均不允許存在未焊透或未熔合的情況。

1.5　焊接裂紋

焊接裂紋是一種非常嚴重的缺陷。結構的破壞主要從裂紋處開始，在焊接過程中應采取預防措施防止裂紋的出現，焊后要檢查焊縫有無裂紋。若發現裂紋，應予以清除，然后再進行修補。

1.6　其他缺陷

焊接中還常見到一些焊瘤、弧坑及焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷。焊瘤會影響美觀，弧坑伴有裂紋和氣孔，嚴重影響焊接強度。

2工藝控制不嚴出現的常見焊接問題

由于某些船廠在船舶建造時焊接工藝控制不嚴，導致焊接(或裝配)時出現各種焊接問題，其主要表現為：

(1)骨材采用間斷焊時，末端未連續包角焊或包角焊長度不夠(不小于75 mm或骨材高度)。

(2)肘板等未進行雙面包角焊。

(3)構件采用間斷焊時，焊縫間距、焊縫節距未嚴格控制，僅憑目測，造成與焊接規格表中的要求差距過大。

(4)構件采用間斷焊時，在構件對接焊縫或板材拼板縫處，未遵守兩側均應有長度不小于75 mm的角焊縫的規定，而是一成不變地按照間斷焊的方法施焊。

(5)構件、肘板未按要求開過焊孔，如桁材面板對接焊處、骨材在板材拼板縫處應開過焊孔，便于施焊和檢查。

(7)曲度較大的外板與其內側的骨材、桁材角焊縫間隙過大時，未挖補或替換，直接使用短板搭接或嵌補焊處理。

(8)骨材、桁材由于裝配或下料的原因導致長度不足，使其端部間隙過大，未挖補或替換，直接使用短板搭接或嵌補焊處理。

(9)骨材穿過構件腹板時的補板，未作雙面焊處理。板厚大于4 mm的手工對接焊，板材端未開坡口。

(10)板厚大于4 mm的手工對接焊，板材端未開坡口。

(11)為起吊方便，構件上任意開口或開孔而不挖補或補焊。

3焊接質量管理

船舶焊接缺陷或問題是由多方面的因素造成的，在船舶焊接質量管理當中應抓好5個方面的工作，即：優秀的操作者、一流的焊接設備、合格的焊接材料、嚴密的焊接規范、良好的施焊環境，簡稱為人、機、料、法、環5要素，這其中尤以人的因素最為重要。具體來說，應做到以下幾點：

(1)加強焊工培訓，提高焊接技能，確保焊工持證上崗。

第五孔窯洞開間3.28m，進深7m，室內空間狹長，此處是裝載糧食的空間，南側設窗但不設門，進入此處只能通過第四孔窯洞，這樣既保證了室內的通風采光，使糧食的存放時間更長，也保證了糧食的存放安全，避免了外來人直接進入糧食裝載區。

(2)提高焊工的質量意識，建議船廠建立相應的獎懲制度。

(3)生產部門應加強對焊接質量監管，責任落實到人。

(4)對焊接設備的供應商進行評估，選擇其中的優勝者進行合作。

(5)建立焊接設備臺帳，從而掌握設備狀況，便于管理。

(6)建立維護保養制度并指定專人負責，加強日常維護，確保焊接設備處于良好狀態。

(7)采購合格的焊接材料。

(8)嚴格遵守焊接材料(焊條、焊絲、焊劑)的保管、使用制度，謹防受潮。

(9)不使用不合格焊條。當發現焊條藥皮變質、剝落或焊芯銹蝕時，應嚴格控制使用范圍。

(10)根據材質的不同，選用合適的焊條(如低氫型焊條)。

(11)認真執行工藝規程，選取合理的焊接程序。

(12)嚴格控制焊接工藝參數，選擇合適的焊接電流和焊接速度。

(13)正確選取坡口尺寸、角度和裝配間隙。

(14)加強管理，確保不在潮濕(如陰雨天)的環境下施焊。

(15)認真清理坡口邊緣，確保無銹蝕、油污、雜質等。

(16)對于CO2焊接，如施焊時風力較大，應采取必要的防風措施，以便焊接的順利進行。

4結語

船舶焊接質量關系到船舶的建造質量，是船舶建造質量的重要組成部分，因此，必須提高焊接質量，尤其一些管理相對薄弱的船廠，更應重視船舶焊接質量。只有從思想上認清焊接質量的重要性，不斷提高焊接技術，采用焊接新工藝，加強對焊工隊伍的建設和管理，盡量減少焊接缺陷的產生，船舶建造質量才能得到提高。

參考文獻：

[1]吳暉，杜忠民，敖慶章.船舶焊接缺陷類別、產生原因和防止措施[J].艦船電子工程，2010，29(4)：189-192.