分段制作焊接裂紋原因分析及預防措施

陳建武，章 銳

（舟山長宏國際船舶修造有限公司，浙江舟山 316052）

0 引言

某船廠在分段制作外檢過程中發現多處焊接裂紋，隨后對產生焊接裂紋的分段進行了100%MT探傷檢測，根據探傷檢測情況，組織召開專題研討分析會議，找出焊接裂紋的種類和主要影響因素，并制定預防措施。杜絕后續船分段制作過程中類似問題重復發生。

1 事情經過

6月23日船東在報驗某船 X1分段時，發現FR88 肋板與甲板平角焊存在裂紋，S1施工隊現場處理后，在6月25日復查時，在現場又發現裂紋，船東要求對X1分段相似位置進行100%MT探傷。經探傷發現：X1分段 FR88 肋板和甲板角焊縫 6處、FR88 肋板和甲板縱骨4處存在焊縫裂紋。

船東要求對該船X2分段進行MT探傷抽查，于7月3日發現肋板上加強材與縱骨面板的平角接多處存在裂紋，因此要求2個分段全部進行MT探傷。

2 船東船檢處理意見

鑒于分段制作焊接裂紋質量事故，船東和船檢要求船廠做好以下幾點工作。

2.1 船東意見

1）S2施工隊在船塢大合龍縫焊接時也存在沒有及時燒焊的情況，造成焊后焊縫氣孔及其他缺陷較多，要求現場加大監控力度，確保船塢焊縫質量；

2）針對外場制作的分段要求做抽查；

3）S3施工隊X3分段發現裂紋，船東要求對外場施工X3分段焊縫進行100%MT探傷；

4）對于X1、X2分段未存在裂紋的地方抽查刨除幾處，檢查內部間隙以及熔透情況；

5）對平角焊間歇沒有而且超差焊腳大小夠但出現裂紋的情況進行分析；

6）在X3分段MT探傷查完后，再召開一個專題會議；

7）除正常應有的分段焊前報驗外，船廠質量主管/質檢員（QC/QA）須加強巡查，并加大對分段施工過程以及塢內合龍施工過程的控制，特別是天氣不好如下雨時及雨停后室外施工等情況，并做好記錄；

8）要求船廠QC/QA對所有分段焊前報驗確認，合格后簽字同意施工；

9）現場發現平角焊間歇沒超差以及焊腳足夠的情況下產生裂紋，需分析出原因，船廠應就現場發現的位置多做檢查，找到出現裂紋的原因。

2.2 船檢意見

1）要求船廠就現場焊接工藝執行及現場焊接材料進行保存，做一份較詳細的措施清單，并執行；

2）在完成3個分段的100%MT探傷后，做一份詳細的裂紋問題分析報告，檢查其他可能的原因；

3）加強對船塢焊接質量控制，目前現場發現部分埋弧自動焊焊道成形不理想，修補過多，特別是S4施工隊的施工。要求船廠加強檢查力度；

4）加強重要焊縫實名制管理。以便質量控制和發現問題時進行追溯；

5）巡檢發現部分焊工沒有證書，船廠應馬上采取措施，一方面繼續組織培訓考試，另一方面發放焊工名牌，以便現場有效分辨持證焊工。

3 原因分析

對X1和X2這2個分段進行了MT探傷，根據探傷情況，組織質量主管、生產主管、施工隊負責人、焊接工程師等相關人員召開專題研討分析會議，會議認為產生裂紋主要有以下幾個因素。

1）平角焊裂紋

主要是X1分段肋板與甲板平角焊、X2分段肋板上加強材與縱骨面板平角焊。裂紋碳刨后可以看見肋板或者肋板加強材的下端線，且可以看見里面有夾渣和未熔合的部分。平角焊裂紋大都位于焊縫上邊緣，根據目前碳刨的情況，裂紋原因應該是間隙超差，而又未開坡口進行焊接，導致焊縫上邊緣連接部分過少，再加上打磨量較大，焊縫變薄，從而產生開裂。

2）立角焊裂紋

主要是甲板段縱骨與肋板的貫穿孔的立角焊，這種裂紋產生的主要原因是肋板拉入時，現場開刀，造成肋板與縱骨間隙超差，如果不開坡口焊接即會導致焊腳尺寸偏小，肋板側熔合不良；再加上上端口包角不好，容易從上端口開裂，一直往下端延伸。同時超大型礦砂船（Very Large Ore Carrier，簡稱：VLOC）船甲板縱骨較厚，甲板縱骨為36 mm，貫穿孔一側焊接完后，另外一側焊接時拘束力明顯增加，產生裂紋的概率增加。

3）出現裂紋的分段都在外場施工，環境較內場差，存在不好控制因素較多，例如潮氣、焊接材料保管不到位、焊前除銹不徹底等情況，這些都會增加裂紋的概率。

4）S1施工隊在X1、X2等分段制造過程中，施工人員在焊前角焊縫間隙控制做得不到位，部分結構在間隙超差時，沒有按工藝要求開設坡口。

4 預防措施

根據船東和船檢的處理意見，船廠進行總結，在后續船分段制作過程中采取以下幾點預防措施。

1）工藝宣貫

組織外場施工隊伍的焊接帶班人員、質量部QC、工藝人員進行焊接裂紋的原因分析、預防措施以及常規焊接工藝的宣貫。

2）工藝執行

（1）所有角焊縫間隙必須嚴格按照工藝要求處理：間隙

d

為0 mm～2 mm，正常焊接處理；間隙

d

為3 mm～5 mm，增加焊腳，焊腳大小增加量為

d

－2；間隙為5 mm以上，必須開設坡口，做全焊透處理；

（2）外場嚴格按照工藝進行焊接材料的保管、焊前除潮除銹；

（3）定位焊采用低氫焊條或者藥芯焊絲，所用焊條必須嚴格按要求進行烘干及保溫領用；定位焊不允許在端部焊接，焊腳尺寸必須根據間隙情況適當加大；發現定位焊存在裂紋、夾渣等缺陷必須清除干凈；

（4）嚴禁采用立向下焊接方法進行船體結構的焊接；

（5）采用 CO單面焊的對接縫，原則上碼板必須裝在坡口背面，減少接頭數量；打底時產生的每個接頭必須碳刨清除缺陷后進行修補；

（6）端部包角焊腳必須飽滿，尺寸達到設計尺寸要求，且兩側焊縫搭接重疊；

（7）加強生產現場工藝巡查，對于違反施工工藝的按質量管理制度處罰。

3）質量抽查及檢驗

（1）重點關注后續肘板趾端、肋板與甲板外板平角焊以及甲板分段肋板貫穿孔的探傷抽查和自查，對于存在較多裂紋的分段，必須進行100%MT探傷，且對相關施工隊制作的分段擴大抽查量。根據船東要求，針對4月～5月另一艘船抽查2個～3個分段，在船東指定的位置進行MT探傷抽查，確定前期分段是否存在類似問題；

（2）角焊縫間隙必須按照要求增大焊腳或者開坡口進行全熔透焊接，后續可以增加QA裝配報驗，待現場施工穩定后再逐漸取消；

（3）對于對接縫 CO打底縫的背面進行 MT抽查，如發現存在縮孔或者裂紋的焊縫則整條縫進行MT探傷檢查。

4）加強焊工取證工作，未持證焊工不允許上崗焊接。不定期對焊工持證情況進行抽查。

5）嚴格按照焊材復驗流程操作，只有經過復驗合格的焊材方可進行發放。對于現場抽查不合格焊材，要求停止使用。

6）不定期召開現場質量分析會議；定期開展焊接工藝規范培訓。

5 結論

造船企業必須樹立全員質量意識，人人是質量的創造者，人人也是質量的受益者。質量不是來自于檢驗，而是來源于對過程的改進。加強焊接質量過程管控，推行焊接工藝紀律執行檢查，檢查是發現不合格，預防是避免不合格。只有這樣企業才能做到以質求生存、以量求發展。