船舶制造過程中的焊接及維修維護研究

李鵬 徐凡 蘭敏東 黃帥鵬 王華

摘? 要：焊接技術(shù)好壞對于船舶的穩(wěn)定性以及承載力的影響巨大，后期的船體的維修維護工作則是對于船舶結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定的檢查，以此保證船舶的安全性以及使用壽命。基于此，本文從船舶制造中的焊接技術(shù)以及焊接維修的角度出發(fā)，對船舶的焊接維修維護工作進行研究探討。

關(guān)鍵詞：船舶制造;焊接;維修維護

前言：

船舶的制造過程中，焊接技術(shù)是整體制造工程中最為重要的組成部分，而且焊接的成本占據(jù)近一半的船舶整體制造成本。在焊接工藝也在不斷進步提升，船體的維修工作則是在船體制造完成后需要進行日常維護的，針對這兩種工作對于船舶的制造進行探討研究。

1.船舶制造中的焊接技術(shù)以及焊接維修

1.1船舶制造的焊接工藝

船舶制造的原材料最為常見的就是船用鋼板，主要是因為該材料的抗腐蝕性較強而且重量較輕，不僅可以減少船身重量提升船舶的安全穩(wěn)定性，還可以增加船的行駛速度，當船在海上行駛期間。船用鋼板的導熱性與膨脹率都比鋼材要好，但也導致材料較容易產(chǎn)生較大的變形。現(xiàn)代焊接工藝對比段鑄造技術(shù)的發(fā)展較為落后，但在進行焊接工作時，焊接的產(chǎn)品較于其他技術(shù)中的產(chǎn)品零件更輕。焊機結(jié)構(gòu)主要是由鋼材、鋁、鋁合金組成的，而其中鋼材占據(jù)近一半的整體結(jié)構(gòu)。焊接密封性較好，尤其適合鋼結(jié)構(gòu)的船舶[1]。

1.2焊接咬邊以及維修

當船體的木材部位出現(xiàn)凹槽類缺陷時，就說明焊接出現(xiàn)了咬邊的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的發(fā)生會導致木材的有效截面減少，在進行焊接操作時缺陷的位置較為集中以致出現(xiàn)斷裂情況。而咬邊產(chǎn)生的原因就是焊接工作的操作存在問題或者是數(shù)據(jù)參數(shù)選擇有誤。當船體的零件的焊接出現(xiàn)咬邊的現(xiàn)象，船體的強度就會明顯的降低，對于船舶的運轉(zhuǎn)設(shè)備產(chǎn)生潛在的威脅。在焊接過程中對于咬邊現(xiàn)象的控制工作需要進行三個方面的預防，第一點就是焊接操作中不允許倒切的現(xiàn)象發(fā)生，防止受到更大的影響;第二點就是在焊接操作前對于數(shù)據(jù)參數(shù)做好計算;最后一點就是在焊接材料時對于焊條的弧度角度嚴格把控，保障焊接技術(shù)的良好效果。

1.3焊接縫隙夾渣以及維修

在進行焊接操作時會在焊縫中出現(xiàn)殘留廢渣的情況就是，焊縫夾渣。這種現(xiàn)象的發(fā)生會導致焊縫的韌性減少，長期使用就會導致裂縫的出現(xiàn)，最終導致焊縫裂開的發(fā)生。盡管夾渣的存在無法避免，但可以通過焊接工藝對于焊渣的產(chǎn)生進行控制。導致夾渣出現(xiàn)的主要原因焊接技術(shù)的控制水平不足，在進行焊接的過程中電流太小，導致焊接過程中大量夾渣的產(chǎn)生，還可能是焊接速度過快以及多層焊接時各層清理不干凈造成的。盡量從對坡口尺寸的合理設(shè)置、對焊接電流大小的控制以及焊接速度的控制，這三個方面進行控制以避免夾渣的大量產(chǎn)生[2]。

1.4焊縫氣孔以及維修

在實際焊接過程中，凝結(jié)時由于氣泡并未從熔池內(nèi)溢出，或者在進行焊接前，焊接人員沒有將邊緣上的雜物銹跡以及水分清除干凈，進而導致焊接作業(yè)完成后出現(xiàn)焊縫氣孔問題。當使用低氫焊條進行焊接時，未控制焊接速度或者埋弧電壓超過既定限值等因素均會促使焊接期間產(chǎn)生大小不一的焊縫氣孔。焊縫氣孔這一問題的出現(xiàn)，將對焊縫金屬自身抗拉與抗彎強度造成極大的危害影響，當氣孔在焊縫中存在的數(shù)量高于技術(shù)標準要求時，將無法再使用該焊縫金屬，造成資源浪費。

針對焊縫氣孔維修，焊接作業(yè)開展前，焊接人員應將焊縫邊緣所附著的銹跡、油污以及水分等完全清理，保證焊縫邊緣整潔性;嚴格按照技術(shù)標準要求對焊接材料進行預處理，結(jié)合實際情況選擇合適的焊接工藝，同時在焊接過程中加強對焊接速度、焊接電流的把控，進而有效避免焊縫內(nèi)出現(xiàn)氣孔。

1.5焊接裂縫以及維修

熱裂紋、冷裂紋是目前船舶制造中焊接環(huán)節(jié)較為常見的焊接缺陷問題，結(jié)晶時，焊接金屬表面產(chǎn)生裂紋，由液體狀態(tài)向固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變，即為熱裂紋，待焊接作業(yè)結(jié)束后，可以明顯看到焊接裂紋，焊接熔池中有熔點較低的雜質(zhì)存在，進而促使出現(xiàn)熱裂紋情況，在此情況影響下，固化后的新結(jié)晶自身可塑性、強度無法達到規(guī)定標準。冷裂紋則是處于冷卻狀態(tài)下的焊縫，受到熱應力作用影響而出現(xiàn)焊接裂縫，冷裂紋在焊接作業(yè)完成后出現(xiàn)的時間不確定。

針對焊接裂縫維修，為了有效防止熱裂紋或者冷裂紋情況出現(xiàn)，焊接人員應在完成焊接作業(yè)后，立即對焊接件進行保溫或者加熱處理，根據(jù)現(xiàn)場具體情況，對焊接件的表面是否存在焊接裂縫進行檢查，若存在裂紋情況，對其及時修復;同時在焊接過程中，加強對焊接溫度的把控，并提升工藝操作規(guī)范性，從而降低焊接裂紋情況出現(xiàn)概率。

2.船體的維護工作

2.1船舶的計劃維護工作

由于工作環(huán)境、工作強度等方面差異性，船舶在執(zhí)行完任務后，所產(chǎn)生的故障問題也各不相同，根據(jù)常見故障類型，制定針對性維修計劃，既能提升維修工作效率，又能精準定位故障所在位置，減少故障診斷耗時。例如，針對日常維護，當進行航程到達維護時，運維人員需要檢查各類零部件是否存在嚴重磨損，并對關(guān)鍵設(shè)備的運行情況進行檢測，嚴格按照日常維護規(guī)定要求進行操作，避免出現(xiàn)某個部位被遺漏檢修問題。針對船體大修，制定詳細的維護計劃，立足船舶安全要求，并查看船體小修記錄，在此基礎(chǔ)上進一步深入檢查，及時發(fā)現(xiàn)潛在船體缺陷，規(guī)避缺陷部位重復維護，從根本上保障船體維護工作質(zhì)量，同時達到減少不必要維護成本投入的控制效果。另外，將每次計劃維護工作情況進行記錄，并歸檔保存，為后續(xù)開展船舶維護工作提供參考依據(jù)。

2.2船舶維護的范圍

在滿足船體日常維護要求的前提下，結(jié)合具體情況，明確船體維修范圍，其目的減少后期維護成本，保證船體日常維修工作效率和質(zhì)量，短時間內(nèi)快速解決船體缺陷問題。針對基本維修工作，應包括廢舊零件更換、船體內(nèi)外部表面銹跡去除以及檢查輔助機械設(shè)備等;針對大修工作，應包括支撐船體運行的所有機械設(shè)備、機電設(shè)備的故障檢查與功能調(diào)試，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障隱患，確保船舶運行安全。

2.3制造中使用耐腐蝕材料減少維護工程

船體可以正常穩(wěn)定運行與船舶制造過程中做好防腐工作有著必然聯(lián)系，為了有效降低腐蝕作用對船體的危害影響，在實際船舶制造過程中，應重視對耐腐蝕材料的使用，提升船體結(jié)構(gòu)耐腐蝕性。以船體動力系統(tǒng)為例，冷卻水管、消防管等均是動力系統(tǒng)主要構(gòu)成部件，內(nèi)部所流動的液體具有高流量、流速快等特點，被長期內(nèi)部水壓作用影響的管道，在受到物理碰撞時，極易破壞船體結(jié)構(gòu)，進而出現(xiàn)腐蝕問題。基于此，針對高流量管道，建議選用由不銹鋼材質(zhì)制成的管道，既能進一步增強管道水壓承載能力，又能提升管道耐腐蝕性，有效減少后期維護工作開展頻率同時，也能起到降低船舶制造成本投入的作用。

結(jié)論：綜上所述，船舶制造過程中的焊接技術(shù)以及對于船體的維護維修工作，對于船舶的使用壽命起著非常重要的影響。經(jīng)過上文分析可得，通過對船舶的焊接工藝以及焊接維修;船體的日常維護;計劃維護;維護范圍以及維護材料的選取進行研究。以此，延長船舶使用年限。

參考文獻：

[1]高遠芬.船舶制造過程中的焊接及維修維護[J].船舶物資與市場，2021，29（06）：67-68.DOI：10.

[2]湯俊.船舶制造過程中的焊接及維修維護措施探討[J].船舶物資與市場，2020（12）：41-42.DOI：10.

作者簡介：

李鵬（1986年11月—），男，漢族，寧夏人，本科畢業(yè)，中級工程師，研究方向：船舶修造。15A0E3DE-89BD-4769-8613-3B612B0331FE