葉中振

【摘要】鋼結(jié)構(gòu)焊接是船舶制造的重要工序，也是保證船舶密性和強度的關鍵所在。文章探討了在船舶鋼結(jié)構(gòu)焊接中的常見問題，然后針對每一個問題分別提出了相關的控制措施。

【關鍵詞】船舶；鋼結(jié)構(gòu)；焊接；控制

引言

在船舶鋼結(jié)構(gòu)焊接的過程中，時常會有很多病害，普遍的就有焊縫的外形尺寸與形狀不達標、氣孔、未焊透、咬邊、未熔合、焊接裂紋、焊瘤、夾渣、弧坑等。因此本文主要針對船舶鋼結(jié)構(gòu)焊接中所出現(xiàn)的種種問題，分析總結(jié)，并提出了對應的預防與控制措施，目的就是為了增強焊接的質(zhì)量，打好基礎。

1.鋼結(jié)構(gòu)焊接

1.1 鋼結(jié)構(gòu)焊接方法

焊接普遍應用于鋼結(jié)構(gòu)的連接，是目前鋼結(jié)構(gòu)連接使用最主要的方法之一。目前鋼結(jié)構(gòu)鏈接使用最為主要的方法是焊連。同時在鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝等領域中，電弧焊是使用最廣泛的。電弧焊又有不同的焊接方法，如埋弧自動焊、手工焊、半自動與自動CO2氣體保護焊等。

1.2 工藝要點

鋼結(jié)構(gòu)焊接的工藝要點有以下幾個方面，第一是要選好焊接方法、確定焊接參數(shù)和焊條、焊絲、焊劑的規(guī)格等。第二是焊接過程中要預熱和準確定點焊接。第三是焊接順序合適，焊后處理等。

2.船舶鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的常見問題及其原因探討

2.1 焊接出現(xiàn)變形

2.1.1 側(cè)彎扭曲

在焊接的實踐當中，很多因素都會導致出現(xiàn)側(cè)彎，主要的原因包括：構(gòu)建組在進行組裝的時候，對應的平臺沒有布置好；或者是沒有均勻的設置加工構(gòu)件組裝之間的間隙；也有的是在運輸?shù)倪^程當中，由于不清楚起吊點的準確位置，從而導致側(cè)彎。

扭曲在焊接變形里也是比較常見的一種，導致扭曲的主要原因包括：節(jié)點角的鋼拼接的不是十分嚴密，間隙也不夠平均；還有就是在對構(gòu)件進行翻身加工的時候，沒有特別加固那些剛度較差的構(gòu)件，雖然有時候進行了加固這一步驟，可是在其還未完全平整的情況下，就開始焊接，從而造成扭曲。

2.1.2 局部發(fā)生的變形

之所以會發(fā)生局部變形，要從以下幾個方面考慮。首先，構(gòu)件本身存在問題，例如有些構(gòu)件的剛性過小，這樣十分容易發(fā)生收縮；其次，在加工操作的過程當中，工作人員的操作水平也是不可忽視的；最后，在進行應力集中釋放的時候時布置不均勻以及沒有水平放置等等，這些都十分容易造成在焊接過程中發(fā)生問題。

2.2 焊縫缺陷

2.2.1 焊縫尺寸不合要求

導致焊縫尺寸不合格的原因包括：焊接電流過大或過?。贿\條速度和角度不當；構(gòu)件裝配間隙不均，焊件邊緣切割不平。

2.2.2 氣孔

氣孔指的是在焊接的時候，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而產(chǎn)生的空穴。形成氣孔的原因如下：不注意坡口邊緣的清潔問題，有水漬、油污以及銹跡；不按照要求焙烘焊條或者焊劑，導致焊芯銹蝕以及藥皮變質(zhì)并剝落等。除此之外，低氫型焊條在進行焊接的時候，電弧太長而且焊接速度較快；還有在埋弧自動焊的時候電壓過高等等，這些都極易導致在焊接的時候出現(xiàn)氣孔。

2.2.3 裂紋

出現(xiàn)裂紋不僅僅只因為焊條自身質(zhì)量有嚴重問題，還因為沒有準確設置定位點。因為如果在構(gòu)件上設置的定位點較少或者是在測量的時候，零件本身就有很大的誤差，這樣就會發(fā)生在組裝的時候組裝困難的情況。此外，就自身厚度很大的構(gòu)件而言，如果沒有預熱就進行焊接的話，也是十分容易導致開裂的。

2.2.4 夾渣

夾渣指的是焊接過程當中的冶金反應的產(chǎn)物。夾渣形成的原因包括：焊層的形狀不規(guī)范、坡口角度的設計不合適。與此同時，在電流很小的狀態(tài)下，如果焊速太快，也極有可能導致焊渣難以浮起從而形成夾渣（如圖2所示）。

2.2.5 焊瘤

焊瘤指的是在焊接的時候，產(chǎn)生的大量的融化金屬流到了焊縫周邊還未溶化的母材之上，從而形成的焊瘤（如圖1所示）。之所以會產(chǎn)生焊瘤主要還是因為操作不熟練而且運條方法不正確，此外還有一個重要原因，那就是焊縫的間隙過大。

2.2.6 未熔合

未熔合指的是母材之間有局部沒有融合的情況，導致未熔合發(fā)生的因素有：坡口設計不規(guī)范、間隙過小，焊絲的角度不對，電流過小而電弧過長。

3.預防措施及處理方法

3.1 對于焊接變形的處理方法和預防措施研究

3.1.1 側(cè)彎扭曲的處理方法和預防措施分析

在焊接進行之前，要通過掛線監(jiān)察平臺檢查水平性，同時保持構(gòu)件在運輸與退房的過程當中受力相當，切忌側(cè)向產(chǎn)生大應力?？刂婆で囊c就是在進行下料之前，每個節(jié)點都要有放樣，然后根據(jù)放樣的尺寸進行下料工作。

如果側(cè)彎已經(jīng)形成，可以在側(cè)面使用三角加熱的方法來矯正，有時也可用千斤頂做輔助。而扭曲已經(jīng)形成，可以采用火焰烘烤與千斤頂共同作用的方法進行矯正。

3.1.2 局部變形的處理方法和預防措施

首先，在設計階段就要確保加工構(gòu)件的每個部分焊縫布置均勻以及剛度良好。然后，焊接順序要正確。最后，如果有形狀不夠堆成的構(gòu)件，要逐步的矯正之后才可以進行焊接組裝。而如果已經(jīng)出現(xiàn)了局部變形，輕微的直接使用火烤就行，情況較嚴重的需要火烤并輔之以千斤頂。

3.2 焊縫缺陷的預防措施及處理方法

3.2.1 焊縫尺寸不合要求的預防措施及處理方法

正確選擇坡口的形式與角度、裝配間隙，而大型或者重要的坡口最好是用機械加工；選擇正確的工藝參數(shù)；同時也要根據(jù)裝配間隙的變化隨時調(diào)整運條的角度與速度。

3.2.2 裂紋的預防措施及處理方法

控制裂紋重點在材料的質(zhì)量，即要控制母材與焊接材料中的有害雜質(zhì)含量，尤其是硫、磷的含量，通常來講，硫的含量要低于0.045%，磷的含量要小于0.055%；然后，在使用焊條與焊劑之前，需先烘干，并且仔細處理焊絲上的油污與水分等。

3.2.3 氣孔的預防措施及處理方法

在進行焊接前，坡口周圍要保證干凈；焊條與焊劑烘烤與保溫要嚴格按照規(guī)定進行；選取適當?shù)暮附与娏?，堿性焊條采取短弧焊接。不合格的焊縫要用氣弧刨把氣孔刨掉后進行重新焊接。

3.2.4 焊瘤的預防措施及處理方法

盡可能的使用短弧焊接，即弧長小于等于焊條直徑；焊接電流要適當，要注意適當?shù)丶涌旌附拥乃俣?，以維持熔池溫度穩(wěn)定；運條角度要正確；熔池的大小要以各焊接部位為依據(jù)來嚴格控制。

3.2.5 弧坑的預防措施及處理方法

在收弧之前，手工焊要做短暫的停留或者是反復運條幾次；埋弧自動焊需要分成兩步來按“停止”按鈕。而有些弧坑已經(jīng)超出了規(guī)定范圍，要補焊補平。

3.2.6 咬邊的的預防措施及處理方法

對于咬邊而言，一定要嚴格按照焊接工藝的規(guī)程來進行，選擇適宜的電流與焊接速度，選用恰當?shù)倪\條方法與角度，電弧不宜過長。同時，對于咬邊比較嚴重的焊縫要補焊。

3.2.7 夾渣的預防措施及處理方法

將坡口及焊層間的熔渣清理干凈；適當加大焊接電流，必要時縮短電弧，增加電弧停留時間；根據(jù)熔化情況，調(diào)整焊條角度和運條方法。對于夾渣嚴重的焊縫，可用氣弧刨刨掉重新施焊。

3.2.8 末熔透的的預防措施及處理方法

預防未熔透這一毛病最基本的方法就是使用較大的電流進行焊接；在進行角焊縫的時候，使用交流可以防止磁偏吹；坡口設計規(guī)范而且干凈以及采用短弧焊等這些措施都可以有效控制未熔透現(xiàn)象的產(chǎn)生。

4.結(jié)束語

船舶質(zhì)量的關鍵就在于船舶鋼結(jié)構(gòu)的焊接，規(guī)范準確的焊接也能為船舶的安全航行與作業(yè)提供堅強后盾。因為一旦在焊接過程中出現(xiàn)差錯，那么整個船的質(zhì)量也很有可能就不達標，在使用過程中就出現(xiàn)滲漏或者結(jié)構(gòu)斷裂等現(xiàn)象，情況嚴重就有可能導致船舶沉沒，對人們的生命財產(chǎn)安全造成極大的威脅，并帶來極大的經(jīng)濟損失。根據(jù)船舶脆斷事故的調(diào)查結(jié)果，40%脆斷事故的導火線都是焊縫小毛病。在船舶的制造過程中，船舶鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量問題是重點考察對象。在對船舶進行檢驗的過程中，對焊縫的檢驗尤為重要。因此，要盡早發(fā)現(xiàn)這些病害問題，找出病因，把焊接毛病控制在一定范圍內(nèi)，以確保船舶航行、作業(yè)的安全。

參考文獻

[1]孫生玉.鋼結(jié)構(gòu)焊接中的常見問題探討[J].中國新技術新產(chǎn)品，2009（2）.

[2]吳俊峰，吳志剛.淺談鋼結(jié)構(gòu)焊接分析與質(zhì)量控制[J].山西建筑，2010（22）.

[3]董新，王海峰.常見焊接缺陷的成因探討級對策[A].第十五屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集（下）[C].2011.