船体结构焊接质量的控制与检验探讨

船体结构焊接质量的控制与检验探讨

安双利马飞

扬州中远海运重工有限公司江苏扬州225000

摘要:船体结构(hullstructure)是由船壳、船体骨架、甲板、船舱和上层建筑所组成。焊接是船体结构建造的重要环节,焊接质量的高低直接影响着控制与检验效果。及时发现船体结构焊接中存在的问题,采取相应措施进行优化改进,把缺陷控制在规定范围内,这对于船舶航行安全性的提升而言是非常有利的,另外还能保证人员、财产不受损失,为造船业长远规划、可持续发展目标的实现奠定下坚实的基础。本文针对性分析了船体结构焊接质量的控制与检验,希望能为其他业内人士提供一些有效参考与借鉴。

关键词:船体结构;焊接质量;控制检验;研究;分析

一、船体结构焊接缺陷的分析

船体结构焊接方面存在的缺陷相对较多,根据不同的焊缝位置,我们可将焊接缺陷分成内部的以及外部的。首先,内部焊接缺陷包括了气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透、未熔合等[1]。其次,外部焊接缺陷包括了焊缝外形、尺寸、要求不合标准,并有咬边、焊瘤等情况。船舶建造时,船体结构焊接质量的影响因素可以说是多种多样的,比如焊接技术不够先进、焊接设备比较落后、焊接工艺参数不对、材料质量不合格、加工时天气状态不良等。任何一个环节出现纰漏,产生的质量问题都将影响到最终的焊接效果,如果并未进行科学处理,焊接缺陷还会造成船体结构的变形,船舶行驶安全性的降低。

二、船体结构焊接质量控制措施的研究

(一)使用专用材料设备

船体结构焊接带有一定的特殊性,使用的材料比较特殊,使用的设备也比较特殊。专用材料及专业设备更适用于船舶焊接作业,很少甚至不会应用与其他领域。加之材料及设备的选择必须考虑资金条件、工艺要求,所以在日常制造中,使用普通焊接材料进行施工作业的情况还是比较常见的,焊接质量难以保证,控制检验效果不佳。针对上述弊端问题的解决,我们应该做好以下方面的工作。首先,应加强普及船舶焊接的专用材料及设备,一方面要加大专用焊接材料及设备的投入,尽量全面配置专用焊材;另一方面要加强与焊接材料及设备的供应商之间的联系,并建立长期合作关系,不断研发全新的专用焊材及设备。此外,还应重视研发绿色、智能化、数字化焊材及设备,以促进船舶焊接工作的智能化、可持续化发展。

(二)提高焊接操作水平

船舶制造业与我国工业发展之间有着密切的联系,要想提高船舶焊接的工艺水平,就有必要在传统工业工艺的基础上不断引进新技术,结合船舶设计理念,依船舶设计技术的发展水平来不断升级船舶的焊接工艺水平。同时,还需将我国船舶焊接工艺与世界船舶制造业相互融合,以从根本上提高现有的焊接工艺水平。此外,还应提高焊接操作人员的专业技术水平及职业道德素养,一方面实现焊接技术及工艺水平的基础性变革,另一方面实现技术与操作流程及规定的统一,使船体结构的焊接可于稳定环境下实施,进而保证焊接质量。

(三)严格遵循相关规范

据以往总结,船体结构多数焊接质量问题均因焊接操作未依相应技术规范实施而引起,如坡口未彻底清理、焊缝周围存在污渍、油渍、铁锈等。为此,在进行船体结构的焊接过程当中,相关施工人员务必遵循相应的焊接规范,于焊接前做好焊缝清理工作,保证焊缝的干燥、整洁。同时,在进行埋弧焊操作时,应注意焊接速度,保证焊接轨道平整。此外,还要选择恰当的焊接方法,针对波浪形控制,可选择刚性固定法,在将零件焊接上之前,应先于外部加设刚性结构进行约束。遇强制性焊件不可随意变动。但要考虑的是,刚性固定法会产生较大的力,若焊接材料相对脆弱应避免选择此法。焊接时尽量选择低能量线,以半自动焊代替手工电弧焊,以尽量避免结构发生变形情况。针对某些只能选择手工电弧焊的焊接工作,应依相关规范将电压控制于24-26V之间,电流控制于90-110A之间,等情况稳定后再实施焊接工作。

三、船体结构焊接质量的检验措施研究

(一)焊接前检查焊缝

在进行船体结构的焊接前,首选要确定焊缝的位置,然后再对其进行仔细检查,包括检查焊缝空隙的大小、焊缝清洁情况、对接处是否存在错边情况等。焊接前检查焊缝主要是为了保证焊接坡口也焊接要求相符,从而保证整体的焊接质量。检查焊缝的方法有很多种,不同的检查方法其检查内容及所遵循的标准也有所不同,因此,在实际工作当中,应依实际情况选取恰当的检查方法,并严格遵循相应规定及标准实施检查。对焊缝异性进行检查时,应严格遵循相关焊接工艺,仔细检查焊缝的空隙和坡口,以保证其可被充分焊透,使焊接工艺满足相应标准。另外,还应注意以下情况:第一,焊接前要彻底清理焊缝,包括油渍、铁锈、氧化皮、杂物等,保证焊缝的光滑、整洁;第二,若焊接时天气状况不好或气温偏低,应适当遮挡焊接区域;第三,焊接时若遇高强度的钢材料或铸钢,因仔细查看并校对相关工艺和材料之后再开始进行焊接,并于焊接前适当加热焊接区域,保证焊接的顺利进行,焊接完成后还应做好保温工作,以免影响焊接质量。

(二)检验焊缝表面质量

检验焊缝表面质量是对船体结构焊接质量检验的首要环节,在检验确定质量合格之后,还要实施抽样检查,主要检验所抽取样本的内部质量,检验确定合格之后,再实施密性实验。注意在进行检验的过程当中,首选要详细了解并掌握焊接相关工艺文件,知道不同类型焊接所在的钢材编号、所对应的焊条编号及焊接的具体规格。此外,还要清楚地了解焊缝的类型及其相关标注方法。焊缝的具体规格包括焊接的大小和样式;焊缝的样式主要包括角接焊缝、塞焊、对接焊缝和搭接焊缝四种,其中角接焊缝又可分为双面全焊透角焊、双面填角焊、链式断续角焊和交错断续角焊等。

(三)采取先进检验方法

实际工作中使用比较频繁的焊接质量检验方法主要有无损检验和破坏检验[2]。无损检验主要有外观检查、密性试验和无损探伤等方法,其中外观检查主用于检验各类可于直视下观察的外部缺陷,包括咬口、气孔、焊接裂纹、焊瘤、焊缝外形或尺寸与要求不符等;密性试验主用于检验船体的致密性,依船体结构差异,可采取灌水、充气、冲水、真空或煤油等试验进行检验;无损探伤包括渗透检验、磁粉探伤、超声波探伤、射线照相探伤等方式。破坏检验是指先于焊接接头或是焊缝上截取一部分金属,然后将其加工成形状和尺寸,将其置于专门的设备或仪器上进行破坏性试验的检验方法。依试验结果以了解焊接接头性能或内部缺陷情况,以判断焊接工艺是否正确。若检验结果发现船体结构焊缝及质量超出允许范围内很多时,应及时查明并分析原因,以准确定位工件上的缺陷部位,若确定可进行修补,应依相关规定,遵循相应工艺实施修正焊缝。

结语:

总之,船舶建造的质量是船舶安全航行的保障。据相关调查显示,船舶事故当中有近40%均是因焊接质量问题而引起,尤其是焊缝质量缺陷。因此,在平时的工作当中,要倍加重视船体结构焊接质量的控制与检验,一方面应引入先进的焊接及检验技术;另一方面要客观评价焊接接头质量,以保证焊接质量,避免因焊接缺陷而对船舶造成损害,影响船舶的安全航行和作业。

参考文献:

[1]程时登.船舶建造焊接质量与检验控制分析[J].珠江水运,2014(17)73-74.

[2]李玉春.探究船体建造中焊接质量检验的控制要点[J].电子世界,2014(16)447-448.

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