船舶管系中的焊接技术

船舶管系中的焊接技术

崔佳佳 周小军

江苏绿科船舶科技有限公司，江苏，南通 226002

摘 要

船舶管路系统生产和安装的特点是品种、规格、数量多，短期内工作量大。焊接技术在船舶管道制造中占有重要地位，焊接技术是现代造船模式的关键。本文在分析船舶管材制造的应用现状和存在的问题的基础上，展望了未来焊接技术的发展趋势。

关键词：船舶焊接技术；机械化；自动化

引言

充分认识焊接技术的发展和应用现状，深入分析当前主题中存在的问题，并采用新技术，可以加快焊接技术的发展步伐。

一、船舶管系焊接技术的应用现状

1.1焊接方法实现连续优化

焊接技术、焊接设备和焊接材料的不断发展，使焊接方法得到了改进和优化。焊接效率的不断提高，则是因为CO2气体保护焊角焊缝自动或半自动焊接方法被广泛应用，从而促进了造船业的快速发展。

1.2焊接材料更加优质化

船舶焊接技术的逐步发展正在向国际化靠拢，焊接材料也逐步优化。目前，我国造船中使用的主要电极有CO2气体保护焊丝和埋弧焊材料。随着国内焊接材料的不断优化，中国手工焊条和焊接材料的生产和应用不断升级和发展。双丝埋弧自动焊等国产焊接材料逐渐取代进口焊接材料金属芯药芯焊丝国产化，药芯焊丝的用量不断增加，并不断优化其性能。

1.3新工艺焊接得到应用与推广

国内各大造船厂正在积极引进国外先进技术，同时，半自动或全自动焊接船体部分的系统结构逐渐受到角焊工艺的保护。

1.4 逐步机械化、自动化的焊接设备

焊接过程中，焊接设备更换迅速，原有的旋转直流弧焊机逐步淘汰。出现了一种具有长远经济价值的新型设备，因此CO2气体保护焊被机广泛应用。目前，国内造船厂焊接技术的改进和SCR CO2气体保护焊技术的应用，CO2气体保护焊的应用频率逐渐提高了。焊工的数量减少，焊接技术的成本降低，焊接效率的提高得益于CO2气体保护焊机的应用和推广，因此它对焊接技术有着深远影响。

2. 存在的问题及缺陷

2.1 气孔

在焊接的过程中，熔池中的气泡因为在凝固过程中是不会逸出的，因此残余孔形成的孔洞是孔隙。焊接中存在气孔，会降低焊缝的强度，破坏焊缝的密封性，减少焊缝的有效面积。一般来说，在这两种情况下，它产生并分为两类：一种是高温溶解在液态金属中，气体溶解度如氢气和氮气突然减少，二者溶解在液态金属气体中，如Co，主要是因为铁芯锈或皮肤变质、剥离；焊条或助焊剂不焙烧；伞的边缘不干净，存在湿气、油脂和锈蚀；保护湿气污染或交通，焊接电流过大，电压过高，电极伸长太长；焊接速度太快。

2.2 咬边

因参数或者操作工艺不正确，当焊接金属不能填充母材的焊趾或焊接根部的熔化槽时，咬边是焊缝边缘留下的凹陷。咬边减小了金属接头的有效工作界面，导致咬边处的应力比较集中，从而削弱了焊接接头的强度，并可能在咬边处产生裂纹甚至损坏结构。焊接电流过大、焊接速度过快或带钢不稳定造成了咬入的出现，使得焊缝金属不能完全的补充。在角焊中，咬口的主要原因是不允许带钢的角度或焊接弧过长。

2.3 夹渣

由于炉渣不干净产生夹渣从而导致焊缝金属中会出现残留物。熔渣降低了焊接接头的韧性和韧性；锐角渣导致应力集中，特别是用于焊接接头硬化的焊接金属，容易产生焊接裂纹，并在所述熔渣上形成巨大的压力。在焊接前（如油、锈等），焊料层之间的清洗不彻底，潮湿且焊接材料不正确选择，焊条不正确，焊缝边缘有氧切割或碳弧刨渣，焊接电流太小，焊接速太快了，是焊接部位的表面是形成的主要原因。此外，当使用酸电极时，电流太小或输送的物品不适合形成糊状残留物。

2.4 裂纹

焊接或焊后焊接部位金属局部断裂的出现称为焊接裂纹。这是因为焊缝金属通过热胀冷缩的原因由热变冷的过程，使其具有较大的冷收缩应力，并且显微组织也是因为热胀冷缩的微观组织应力。母材的非焊接部分处于冷固状态，焊接位置处于熔热状态，再加上这个过程中产生的应力等。一旦这些应力超过了材料的屈服极限，材料将是塑性变形，这就材料导致开裂。焊接裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部，或发生在焊缝金属附近的热影响区，或发生在母材与焊缝之间的连接处。结构断裂的根源是由于裂纹的存在，使其降低了焊接接头的强度，裂纹尖端也成为加载后的应力集中点等造成的。

2.5 焊不透、不熔合

在焊接接头根部未完全穿透非熔透，或焊缝边缘或前焊缝层未完全加热熔化，但已沉积的金属被覆盖，导致熔敷金属与焊接件边缘熔合不良。在单面焊接的根部和双面焊接的中间部分经常发生不完全的熔透。带钢速度太快，焊条角度不合适或电弧发生局部吹气；坡度或间隙的角度太小，散热过快；氧化物和炉渣等阻碍金属之间的完全熔合是焊接的原因。焊件与焊缝金属或焊缝之间的部分未熔化现象称为不熔化现象。焊缝能量过低，电弧局部吹气，沟槽侧壁有锈垢和污垢，焊缝层间不完全的渣隙是熔接的原因。

三、提高船舶管系焊接质量的措施

做好以下工作，可以提高焊接的质量。

3.1 焊缝的焊前检验

焊接间隙、焊缝和焊缝的错边被焊接。焊接前检查定位和焊接质量的清洁度。焊接前检查内容、精度标准和试验方法涉及多个项目。

1）为了保持清洁干燥，应去除锈斑、氧化皮、油渍、杂物和车间底漆。

2）焊接必须在潮湿、空冷或过冷的开放空间中进行，正确地屏蔽焊接区域，船体结构钢的一般强度，例如焊接环境温度低于0，材料的碳当量大于0.41%、焊接前的预热措施。

3）应根据相关工艺文件检验高强度钢、铸钢和锻钢的船体结构的焊接，严格执行焊接电弧、定位焊接、预热和焊接后的热处理。

3.2 焊缝的焊接规格和表面质量检验

对接焊缝类型和比例的焊接规范规范。焊接对焊、角焊缝、搭接焊和塞焊。角焊缝的类型有单面、双面全透角焊接、交错交错角焊缝、链条间断角焊缝和接缝挖掘。对焊缝表面质量检验的质量检查应首先检查，即使经过检验和批准，对内部最终焊缝的气密性检验进行质量检验。

3.3 焊缝内部检验质量

焊接质量检查和再验收中发现的焊缝尺寸和表面质量的检查和修理。内部质量的焊接可用于测试射线照相、超声波、渗透、磁粉检测或其他适当的方法。此外，液压、气动、煤油（实际上渗透试验）也可作为内部焊缝质量检测装置。

四、船舶焊接工艺的发展展望

1）焊接技术的机械化和自动化是造船业的一大趋势。

2）焊接材料的发展将继续推动焊接技术的进步。

3）研究机器人手和机器人的焊接。

五、结束语

近年来，我国虽然在促进高效焊接方面取得了一些成就，仍然存在很大的困难。怎样缩短生产时间，降低人工生产成本，提高产品质量显得尤为重要。我们坚信，随着造船模式转型进程的不断加快，造船企业与高等院校、科研机构和焊接设备、焊接材料制造单位的合作会更加紧密，中国造船业将被推到一个新的高度。

参考文献

1. 沈建斌.船舶焊接中常见缺陷的形成机理及防止与修正措施研究与探讨[J].中国水运，2014，10（11）：119-120.

2. 赵伯楗，曹凌源，郑惠锦等.船舶高效焊接工艺及装备[J].国防制造技术，2015