船舶结构焊接及检验探讨

船舶结构焊接及检验探讨

张焕昌

关键词：船舶结构焊接焊接质量检验

改革开放以来，我国已成为船舶制造大国，对船舶建造质量要求也达到了一个新的高度。船舶结构焊接质量及检验作为船体建造中的重要环节,对船舶结构的质量和安全性能具有重要的影响。因此在船体建造时，必须要对焊接工艺要有充分的了解，对焊接检验要有充分的认识，才能更好的确保船舶结构焊接的可靠性和安全性，最终促进船舶制造业的可持续发展。本文就对焊接工艺及检验要求作分析和探讨。

一、船舶结构焊接概述

船舶结构焊接用得最多的是定位焊。定位焊是指为装配和固定焊件接头的位置而进行的焊接。定位焊的起头和结尾处应圆滑，否则，易造成未焊透现象。

1、定位焊的要求：定位焊所用焊条应与施焊焊缝所用焊条牌号相同。外板定位焊应定在焊缝反面(一般焊缝应尽量定在焊缝反面)。定位焊前必须消除焊缝中的层锈及氧化物等。定位焊的焊条直径一般要求为Φ2mm，对较厚焊件可选用Φ4mm焊条。定位焊的电流比正常焊接的电流大10-15%。在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不要进行定位焊，确需定位焊时，宜避开该处50mm左右。定位焊缝高度不超过设计规定的焊缝的2/3，以越小越好。刚性较大的构件定位焊长度不得超过50mm。定位焊的焊缝要求固定短小，一般定位焊长度，当δ<6mm时长度10mm，δ>6mm时，长度为30mm。厚板且的间距一般为150—300mm左右，对弯曲部位可适当增加。定位焊应考虑焊接应力引起的变形，因此定位焊点的选定应合理，不能影响焊接的质量，并保证在焊接过程中，焊缝不致开裂，不应有裂纹、夹渣、气孔等缺陷存在。

2、焊前准备工作：焊前必须了解被焊工件的施工工艺要求。根据钢板厚度和施焊位置，选择适当的焊条直径和焊接规范，了解被焊工件的材料牌号、焊接工艺性能，借以确定焊条的品种规格及所需采取的工艺措施等。焊前要检查上道工序的装配质量，坡口尺寸和间隙是否符合图纸和焊接要求。凡对接焊缝其边缘无论是刨边或切割必须平直光顺，其偏差对接边缘<1mm，搭接边缘<2mm。搭焊焊接时，搭接宽度应为较薄板厚度的3~4倍，但不必大于50mm，搭接间隙不得大于1mm。若外板与其内侧的的型材腹板无法直接采用角焊缝进行连接时(焊缝口过大)，可采用扁钢衬垫于构件腹板与外板之间，不得嵌钢填焊。使用的低氢焊条必须经过烘焙，温度为360—400℃且需保温1~2小时，使用的焊条必须存放在保温焊桶内。焊前应对焊缝中之锈以及因气割碳刨所产生的焊缝中的氧化物清除干净。

3、焊接基本原则：为最大限度抵消结构变形，减少内应力，应掌握基本的焊接原则和顺序。即先焊收缩量较大的焊缝，使焊缝能较自由的收缩，应先焊对缝后焊角缝；先焊错开的短焊缝，后焊直线长焊缝；先焊立焊焊缝，后焊平焊焊缝；平行焊缝尽量同时同方向焊；先焊工作时受力较大的焊缝，使用内应力合理分布。先焊纵、横构架接头焊缝(先对接，后角接)，再焊船壳板及甲板的纵、横板缝，最后焊构架与船壳板及甲板的连接角焊缝。船壳板的对接焊缝先焊船内一侧，然后外面批槽出白后进行封底焊。所有焊缝采用由中往左右，由中往首尾，由下往上的焊接程序。甲板对接焊缝若是交叉接缝，则应先焊横缝，然后再焊纵缝。船壳板对接缝，若是交叉接头则应先焊横缝（立焊）再焊纵缝（横焊）。船艏外板缝，应待纵横焊缝焊完后，再焊接首柱焊缝。

二、焊接质量检验要求

对船体焊接质量的检验，主要是通过对焊前及焊后情况、焊缝表面及内部缺陷、密性试验结果来进行。焊接时要对坡口、间隙、构件对接偏差、焊缝清根等进行检查。焊后则要注意检查焊缝外观、装配精度、焊接缺陷等，焊缝表面应成型均匀、致密、平滑地向母材过渡，无过大的余高以及不应有的焊瘤、弧坑和咬边等，对其它常见的缺陷如焊接裂纹、气孔、夹渣、未焊透等则可以通过超声波探伤、气密试验、煤油试验来进行检查。

1、超声波探伤：即利用超声波能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查焊缝缺陷的一种方法。我们在使用超声波进行探伤时，应严格按操作规范要求进行，并注意以下几个问题：（1）进行探伤操作的人员必需持有专业的资格证书；（2）对于检测中出现的不达标焊缝，要及时进行处理并对其处理工艺进行监督和检验；（3）如果检测到焊缝内出现的缺陷有可能延伸到附近的区域时，则要在其周围扩大探伤范围，直到附近焊缝合格为止；（4）检测完成后，所有检测焊缝的合格率应达到80%以上。

2、气密试验：即以气体为介质检查焊缝严密性，检查是否存在微小穿透性缺陷。在做气密试验时应注意发下几个问题：（1）进行气密试验时，应在该舱室设2个压力表、1个安全阀，每个压力表应经过主管部门检测，且在有效期内；（2）所施加的压力一般为0.02MPa，在此压力下保持15min，检查压力无明显下降后，再将气压降至0.015MPa，然后喷涂肥皂水进行渗漏检查；（3）相邻舱室不应同时进行试验；（4）所试验的焊缝表面不能刷油漆。

3、煤油试验：煤油试验较为实用，可靠性强，主要是对检验焊缝涂上煤油，通过煤油的渗透来检验焊缝的质量。做煤油试验时应注意几个问题：（1）试验前，先在试验焊缝的一面涂上白垩粉水溶液，其宽度不小于40mm，待干燥后再进行试验；（2）在试验焊缝背面涂上足够的煤油，在规定的试检持续时间检查涂有白垩粉水溶液一面焊缝的渗漏情况。

总结

以上阐述了船舶结构焊接基本概况以及对焊接工艺的要求，并对焊接质量常见缺陷及检验要求进行了论述，这可以帮助我们进一步了解船舶焊接并提高焊缝检验工作，确保建造船舶的安全。

参考文献：

[1]《材料与焊接规范》（2015），人民交通出版社股份有限公司，李晓明董方

[2]《船舶焊接检验指南》（2017），人民交通出版社股份有限公司，李晓明董方

[3]《内河小型船舶检验技术规则》（2016），人民交通出版社股份有限公司