叶中振

【摘要】钢结构焊接是船舶制造的重要工序，也是保证船舶密性和强度的关键所在。文章探讨了在船舶钢结构焊接中的常见问题，然后针对每一个问题分别提出了相关的控制措施。

【关键词】船舶；钢结构；焊接；控制

引言

在船舶钢结构焊接的过程中，时常会有很多病害，普遍的就有焊缝的外形尺寸与形状不达标、气孔、未焊透、咬边、未熔合、焊接裂纹、焊瘤、夹渣、弧坑等。因此本文主要针对船舶钢结构焊接中所出现的种种问题，分析总结，并提出了对应的预防与控制措施，目的就是为了增强焊接的质量，打好基础。

1.钢结构焊接

1.1 钢结构焊接方法

焊接普遍应用于钢结构的连接，是目前钢结构连接使用最主要的方法之一。目前钢结构链接使用最为主要的方法是焊连。同时在钢结构制作和安装等领域中，电弧焊是使用最广泛的。电弧焊又有不同的焊接方法，如埋弧自动焊、手工焊、半自动与自动CO2气体保护焊等。

1.2 工艺要点

钢结构焊接的工艺要点有以下几个方面，第一是要选好焊接方法、确定焊接参数和焊条、焊丝、焊剂的规格等。第二是焊接过程中要预热和准确定点焊接。第三是焊接顺序合适，焊后处理等。

2.船舶钢结构焊接过程中的常见问题及其原因探讨

2.1 焊接出现变形

2.1.1 侧弯扭曲

在焊接的实践当中，很多因素都会导致出现侧弯，主要的原因包括：构建组在进行组装的时候，对应的平台没有布置好；或者是没有均匀的设置加工构件组装之间的间隙；也有的是在运输的过程当中，由于不清楚起吊点的准确位置，从而导致侧弯。

扭曲在焊接变形里也是比较常见的一种，导致扭曲的主要原因包括：节点角的钢拼接的不是十分严密，间隙也不够平均；还有就是在对构件进行翻身加工的时候，没有特别加固那些刚度较差的构件，虽然有时候进行了加固这一步骤，可是在其还未完全平整的情况下，就开始焊接，从而造成扭曲。

2.1.2 局部发生的变形

之所以会发生局部变形，要从以下几个方面考虑。首先，构件本身存在问题，例如有些构件的刚性过小，这样十分容易发生收缩；其次，在加工操作的过程当中，工作人员的操作水平也是不可忽视的；最后，在进行应力集中释放的时候时布置不均匀以及没有水平放置等等，这些都十分容易造成在焊接过程中发生问题。

2.2 焊缝缺陷

2.2.1 焊缝尺寸不合要求

导致焊缝尺寸不合格的原因包括：焊接电流过大或过小；运条速度和角度不当；构件装配间隙不均，焊件边缘切割不平。

2.2.2 气孔

气孔指的是在焊接的时候，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而产生的空穴。形成气孔的原因如下：不注意坡口边缘的清洁问题，有水渍、油污以及锈迹；不按照要求焙烘焊条或者焊剂，导致焊芯锈蚀以及药皮变质并剥落等。除此之外，低氢型焊条在进行焊接的时候，电弧太长而且焊接速度较快；还有在埋弧自动焊的时候电压过高等等，这些都极易导致在焊接的时候出现气孔。

2.2.3 裂纹

出现裂纹不仅仅只因为焊条自身质量有严重问题，还因为没有准确设置定位点。因为如果在构件上设置的定位点较少或者是在测量的时候，零件本身就有很大的误差，这样就会发生在组装的时候组装困难的情况。此外，就自身厚度很大的构件而言，如果没有预热就进行焊接的话，也是十分容易导致开裂的。

2.2.4 夹渣

夹渣指的是焊接过程当中的冶金反应的产物。夹渣形成的原因包括：焊层的形状不规范、坡口角度的设计不合适。与此同时，在电流很小的状态下，如果焊速太快，也极有可能导致焊渣难以浮起从而形成夹渣（如图2所示）。

2.2.5 焊瘤

焊瘤指的是在焊接的时候，产生的大量的融化金属流到了焊缝周边还未溶化的母材之上，从而形成的焊瘤（如图1所示）。之所以会产生焊瘤主要还是因为操作不熟练而且运条方法不正确，此外还有一个重要原因，那就是焊缝的间隙过大。

2.2.6 未熔合

未熔合指的是母材之间有局部没有融合的情况，导致未熔合发生的因素有：坡口设计不规范、间隙过小，焊丝的角度不对，电流过小而电弧过长。

3.预防措施及处理方法

3.1 对于焊接变形的处理方法和预防措施研究

3.1.1 侧弯扭曲的处理方法和预防措施分析

在焊接进行之前，要通过挂线监察平台检查水平性，同时保持构件在运输与退房的过程当中受力相当，切忌侧向产生大应力。控制扭曲的要点就是在进行下料之前，每个节点都要有放样，然后根据放样的尺寸进行下料工作。

如果侧弯已经形成，可以在侧面使用三角加热的方法来矫正，有时也可用千斤顶做辅助。而扭曲已经形成，可以采用火焰烘烤与千斤顶共同作用的方法进行矫正。

3.1.2 局部变形的处理方法和预防措施

首先，在设计阶段就要确保加工构件的每个部分焊缝布置均匀以及刚度良好。然后，焊接顺序要正确。最后，如果有形状不够堆成的构件，要逐步的矫正之后才可以进行焊接组装。而如果已经出现了局部变形，轻微的直接使用火烤就行，情况较严重的需要火烤并辅之以千斤顶。

3.2 焊缝缺陷的预防措施及处理方法

3.2.1 焊缝尺寸不合要求的预防措施及处理方法

正确选择坡口的形式与角度、装配間隙，而大型或者重要的坡口最好是用机械加工；选择正确的工艺参数；同时也要根据装配间隙的变化随时调整运条的角度与速度。

3.2.2 裂纹的预防措施及处理方法

控制裂纹重点在材料的质量，即要控制母材与焊接材料中的有害杂质含量，尤其是硫、磷的含量，通常来讲，硫的含量要低于0.045%，磷的含量要小于0.055%；然后，在使用焊条与焊剂之前，需先烘干，并且仔细处理焊丝上的油污与水分等。

3.2.3 气孔的预防措施及处理方法

在进行焊接前，坡口周围要保证干净；焊条与焊剂烘烤与保温要严格按照规定进行；选取适当的焊接电流，碱性焊条采取短弧焊接。不合格的焊缝要用气弧刨把气孔刨掉后进行重新焊接。

3.2.4 焊瘤的预防措施及处理方法

尽可能的使用短弧焊接，即弧长小于等于焊条直径；焊接电流要适当，要注意适当地加快焊接的速度，以维持熔池温度稳定；运条角度要正确；熔池的大小要以各焊接部位为依据来严格控制。

3.2.5 弧坑的预防措施及处理方法

在收弧之前，手工焊要做短暂的停留或者是反复运条几次；埋弧自动焊需要分成两步来按“停止”按钮。而有些弧坑已经超出了规定范围，要补焊补平。

3.2.6 咬边的的预防措施及处理方法

对于咬边而言，一定要严格按照焊接工艺的规程来进行，选择适宜的电流与焊接速度，选用恰当的运条方法与角度，电弧不宜过长。同时，对于咬边比较严重的焊缝要补焊。

3.2.7 夹渣的预防措施及处理方法

将坡口及焊层间的熔渣清理干净；适当加大焊接电流，必要时缩短电弧，增加电弧停留时间；根据熔化情况，调整焊条角度和运条方法。对于夹渣严重的焊缝，可用气弧刨刨掉重新施焊。

3.2.8 末熔透的的预防措施及处理方法

预防未熔透这一毛病最基本的方法就是使用较大的电流进行焊接；在进行角焊缝的时候，使用交流可以防止磁偏吹；坡口设计规范而且干净以及采用短弧焊等这些措施都可以有效控制未熔透现象的产生。

4.结束语

船舶质量的关键就在于船舶钢结构的焊接，规范准确的焊接也能为船舶的安全航行与作业提供坚强后盾。因为一旦在焊接过程中出现差错，那么整个船的质量也很有可能就不达标，在使用过程中就出现渗漏或者结构断裂等现象，情况严重就有可能导致船舶沉没，对人们的生命财产安全造成极大的威胁，并带来极大的经济损失。根据船舶脆断事故的调查结果，40%脆断事故的导火线都是焊缝小毛病。在船舶的制造过程中，船舶钢结构的焊接质量问题是重点考察对象。在对船舶进行检验的过程中，对焊缝的检验尤为重要。因此，要尽早发现这些病害问题，找出病因，把焊接毛病控制在一定范围内，以确保船舶航行、作业的安全。

参考文献

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