现代造船焊接及检验方法

2015-03-27张宇红

黑龙江科学 2015年16期

张宇红

（威海技师学院，山东威海 264300）

在现代造船中，焊接是一项很关键的工艺，焊接工时和成本在整个船体建造过程中占40%左右，研究改进焊接技术对提高造船生产率有很大的意义。焊接质量的好坏在很大程度决定船体建造周期和建造成本，因此，研究船体焊接变形的问题及控制矫正方法具有重要意义。

1 船舶建造焊接工艺

现代造船中，主船体结构、外设舾装、管系等多数工作内容均离不开焊接工艺。目前，主流船舶建造企业常用焊接方法主要包括CO2气体保护焊、FCB法埋弧自动焊、埋弧自动焊、垂直气电焊，等等。

2 常见的船舶焊接缺陷问题原因分析

残留在焊缝中未能逸出的熔渣就是夹渣，其产生的原因主要是：焊件表面在焊接前清理不干净，焊层间清理不彻底；对焊接材料选择不当及焊条药皮受潮；焊接电流太小或焊接速度过快，焊丝偏离焊缝中心。进行埋弧焊封底时，由于夹渣外形不规则，大小相差比较明显，会影响到接头性能，同时也会降低焊接接头的塑性和韧性。此外，夹渣的尖角处会造成应力集中，易在此处产生较大的内应力，进而形成焊接裂纹。措施：其一，严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料，保证所用焊条的质量，严格规范使用范围。其二，先确认气孔部位，再用风铲或碳弧气刨清除缺陷，然后进行焊补。其三，正确选取坡口尺寸和合适的焊接电流及焊接速度，并认真做好坡口边缘清洁工作。其四，多层焊时，要认真清理焊层的焊渣；埋弧焊要选用合适的焊接工艺参数。

3 船舶焊接检验的重要性

3.1 未焊透、未熔合的问题原因分析和预防方法

未焊透是指焊接时接头根部或是焊件边缘在没有充分受热熔化的情况下，熔敷金属却覆盖上了，这就造成熔敷金属和焊件边缘没有很好地熔合在一起。焊件与焊缝金属或焊缝层间有未熔透现象称为未熔合。究其原因：焊接线能量太低，电弧发生偏吹或运条手法不当，坡口角度或对口间隙太小，焊件散热太快，坡口侧壁有锈垢和污物，等等。无论是未焊透还是未熔合都是一种比较严重的焊接缺陷，它减弱了焊接头的机械性能，因此，在船体的重要结构部分是绝不允许这种情况存在的。措施：关于未焊透、未熔合的缺陷的解决方法，仍是采用先前方法，先清除缺陷，而后进行焊补。同时要注意，船体分段的环形对接缝，具有较大刚度的构件（桅杆、吊货杆、系缆桩等）及其相连接的构件和外板船体骨架的接缝，还有高强度钢的焊接等。这些需要用低氢焊条焊接，且焊接前应检验焊条牌号。

3.2 焊缝检验内容及常用方法

焊后检验主要内容有：外观检验、无损检验、力学性检验、金相检验、焊缝晶间腐蚀检验、致密性检验、焊缝强度检验。船舶的焊后焊接质量检验主要是采用的非破坏性检验（即无损探伤）。

第一，外观检验。这种检查一般是通过肉眼观察，借助标准样板、量规和放大镜等工具来进行检验的，故有肉眼观察法或目视法之称。

第二，着色探伤。着色探伤是用来发现表面缺陷的一种无损检验的方法。

着色探伤的基本原理是：在被检工件表面涂覆某些渗透力强的渗透液，在毛细作用下，渗透液被渗入到工件表面开口的缺陷中，然后去除工件表面上多余的渗透液（保留渗透到表面缺陷中的渗透液），再在工件表面涂上一层显象剂，缺陷中的渗透液在毛细作用下重新被吸到工件的表面，从而形成缺陷的痕迹。根据在白光下观察到的缺陷显示的痕迹，做出缺陷的评定。

3.3 焊缝外形检验

其一，焊缝外形检验：焊缝外形应均匀，焊缝的侧面角必须小于90°，焊道与焊道、焊道与基体金属之间应平滑过渡。在任意25mm焊缝长度范围内凹凸差<1.5mm，焊缝边缘直线度<2mm。对船体重要部位（甲板、外板、舱口围板）的对接焊缝，不能有表面气孔，且咬边深度要控制在允许值范围内。其二，正确选取坡口尺寸，密切注意坡口两侧的熔合情况，清除坡口表面氧化皮。其三，当工作环境气温过低时，若要求需要预热的材质，应采取相应的预热措施。其四，需要热处理的焊件，要先对缺陷修正，然后再热处理。其五，即便是修正过后，还要继续检查原焊缝的探伤，若发现缺陷，应继续修正，直到合格为止。