吳君
中船澄西船舶修造有限公司加工車(chē)間 江蘇江陰 214433
焊接技術(shù)作為船舶制造過(guò)程中的一項(xiàng)重要技術(shù),直接決定著船舶的密封性能和基礎(chǔ)強(qiáng)度。如果在實(shí)際焊接過(guò)程中存在焊接質(zhì)量問(wèn)題,可能會(huì)導(dǎo)致船舶泄漏甚至斷裂,最嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致船舶沉沒(méi)。隨著社會(huì)的發(fā)展,我國(guó)民用船舶呈現(xiàn)出規(guī)?;陌l(fā)展趨勢(shì),船舶焊接技術(shù)在船舶建造過(guò)程中的作用越來(lái)越重要。
我國(guó)船舶焊接標(biāo)準(zhǔn)可分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)、船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在船廠(chǎng),生產(chǎn)過(guò)程主要是基于各自公司制定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)反映企業(yè)焊接技術(shù)水平。
焊前檢驗(yàn)是防止缺陷和產(chǎn)生廢料的重要措施之一,必須引起足夠的重視。焊前檢驗(yàn)包括技術(shù)文件(圖紙、焊接工藝規(guī)范等)、母材、焊接材料(焊條、焊絲、焊劑、保護(hù)氣體)、焊接設(shè)備、焊機(jī)夾具、焊接坡口、邊緣清理等。焊接主焊縫(如船舶鉆機(jī)焊縫)的焊工在獲準(zhǔn)焊接前必須通過(guò)某些規(guī)則的檢驗(yàn)。焊接過(guò)程中的檢驗(yàn)是指從焊接工作開(kāi)始到焊接工作結(jié)束的檢驗(yàn)。主要檢查焊接過(guò)程中使用的焊接夾具、焊接工藝規(guī)范和焊接工藝參數(shù)的執(zhí)行情況,以及零件和分段裝配的質(zhì)量和焊縫尺寸。等待。成品檢驗(yàn)是最后一個(gè)檢驗(yàn)階段。船體完工后,焊接質(zhì)量完全合格。
船舶焊接中最常見(jiàn)的現(xiàn)象是氣孔的存在。這是因?yàn)樵趯?shí)際焊接過(guò)程中,熔池中仍有一些殘余氣體,但此時(shí)熔池已經(jīng)凝固,在此過(guò)程中焊縫會(huì)出現(xiàn)氣孔。根據(jù)孔隙位置的不同,可分為表面孔隙和內(nèi)部孔隙兩種類(lèi)型。正是由于氣孔的存在,焊縫之間存在的焊縫面積進(jìn)一步減小,從而進(jìn)一步降低焊縫的基本強(qiáng)度。此外,焊縫處存在的表面氣孔也會(huì)出現(xiàn)在焊縫處。美學(xué)的影響更大。因此,船舶焊接過(guò)程中,焊縫的表面是不允許許多地區(qū)如外板和艙口圍板,和其他部分的焊接,焊縫中存在的漏洞100毫米的范圍不超過(guò)兩個(gè)。
焊后殘留在焊縫中的熔渣。與氣體試樣一樣,由于夾雜物的存在,焊縫的有效截面減小,夾雜物過(guò)多也會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度和致密性。夾渣的主要原因是焊件邊緣好氧切割或碳弧刨渣,坡口角度或焊接電流過(guò)小,或焊接速度過(guò)快。使用酸性電極時(shí),電流較小或載體成型/粘貼不當(dāng);在使用堿性電極時(shí),電弧過(guò)長(zhǎng)或極性不正確也會(huì)產(chǎn)生熔渣。防止夾渣的主要措施是合理選擇槽型尺寸,仔細(xì)清理槽型邊緣。使用適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣?,使桿擺動(dòng)適當(dāng)。多層焊接時(shí),仔細(xì)觀察坡口兩側(cè)的熔融情況,仔細(xì)清理每一層焊渣。
在焊接過(guò)程中,由于焊接人員操作不當(dāng),焊縫邊緣形成的現(xiàn)象稱(chēng)為咬邊,船廠(chǎng)工人一般稱(chēng)為咬邊。咬邊會(huì)減小焊縫的有效工作截面,同時(shí)容易引起咬邊處應(yīng)力集中,降低焊接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。造成咬邊的主要原因是焊接電壓過(guò)高、電流過(guò)大、動(dòng)桿速度過(guò)快或焊接方法錯(cuò)誤。角焊縫焊接時(shí),造成咬邊的主要原因是焊條的角度與母材的角度不正確,拉弧。它是太長(zhǎng)了。預(yù)防措施是根據(jù)焊接工藝規(guī)范選擇合適的焊接電流和動(dòng)棒方法。角焊縫應(yīng)重點(diǎn)控制焊條的角度和弧長(zhǎng)。
一般情況下,單面根部或雙面焊縫中間會(huì)出現(xiàn)不完全焊接,表現(xiàn)為沉積金屬的側(cè)面或邊緣未完全熔化。焊透不完全會(huì)大大降低焊接件的力學(xué)性能,甚至?xí)饝?yīng)力集中,這在造船過(guò)程中是絕對(duì)禁忌的。焊接不完全現(xiàn)象的根本原因是:第一,實(shí)際焊接過(guò)程中選擇的電流過(guò)大,焊絲速度過(guò)快,使母材沒(méi)有完全結(jié)合;二是焊接前選用的焊接材料直徑過(guò)大,母材坡口開(kāi)寧是小的。
在焊接過(guò)程中,燃燒,電極燃燒過(guò)快,材料邊緣未被熱燒傷,金屬和基體的燃燒現(xiàn)象不好。一起燃燒叫做不燃燒。不滲透的主要原因是凹槽太小。同時(shí),焊接焊縫邊緣經(jīng)驗(yàn)不足,焊工動(dòng)作緩慢,焊接電路過(guò)小,電極過(guò)大,電極直徑過(guò)大,操作不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致未燒現(xiàn)象。防止未焊透發(fā)生的主要措施是根據(jù)焊接工藝規(guī)范選擇合適的焊接電流、電壓和焊接速度。
焊縫凝固后,焊縫內(nèi)外出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象稱(chēng)為裂紋。在焊接應(yīng)力作用下,焊接應(yīng)力破壞了焊縫部分金屬顆粒的粘結(jié)力,形成新的界面。裂縫。根據(jù)裂紋的出現(xiàn)和裂紋的位置,對(duì)Cai圖形的類(lèi)型進(jìn)行了分類(lèi);縱向裂紋、橫向裂紋、電弧裂紋、放射性裂紋、枝晶裂紋和間歇性裂紋群。熱裂紋又稱(chēng)熱裂紋。其特征是在焊接成形后立即出現(xiàn),并沿分布長(zhǎng)度出現(xiàn)在焊縫中。焊接后可能立即出現(xiàn)冷裂紋,也可能延遲??p的長(zhǎng)度和寬度是分布的。焊縫裂紋是一種非常危險(xiǎn)的焊縫缺陷。各種船舶結(jié)構(gòu)的損傷通常始于焊接裂縫。因此,一旦發(fā)現(xiàn)焊縫裂紋,應(yīng)立即采取措施,徹底拆除焊縫后進(jìn)行修補(bǔ)。
3.1.1 進(jìn)行氣孔防治
在通氣孔控制過(guò)程中,焊縫內(nèi)的氣體應(yīng)盡量減少,氣體必須從焊縫池中完全溢出。具體的預(yù)防方法主要有以下幾點(diǎn):一是電極使用前必須烘烤,根據(jù)需要烘烤不同類(lèi)型的焊接材料;二是氫弧焊過(guò)程中必須設(shè)置防風(fēng)設(shè)備,手工弧焊過(guò)程中海關(guān)不得超過(guò)8m/s,氫弧焊海關(guān)不得超過(guò)2m/s。管道焊接時(shí)不得有風(fēng);三是在實(shí)際焊接過(guò)程中盡量使用短弧,以保證焊接線(xiàn)的能量合適。
3.1.2 進(jìn)行夾渣防治
在防止夾渣過(guò)程中,應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。首先,在焊接操作前,用砂紙或電刷打磨焊縫斜角周?chē)?0- 15mm范圍內(nèi)的表層,直到出現(xiàn)金屬光澤;焊接大厚度基材時(shí),應(yīng)清除第一部分焊縫產(chǎn)生的熔渣;三是在實(shí)際焊接前要選擇最合適的焊條,防止使用偏心輪和潮濕的產(chǎn)品進(jìn)行焊接。
3.1.3 進(jìn)行咬邊防治
在防咬邊過(guò)程中,既要考慮焊接工藝參數(shù),又要考慮焊接人員的個(gè)人素質(zhì)。具體實(shí)施方法有以下幾點(diǎn):一是有效減少焊接過(guò)程中使用的焊接電流,避免移動(dòng)桿的速度;其次,在實(shí)際焊接過(guò)程中應(yīng)選擇合適的焊接角度,避免熔池邊緣的沖刷。為了保證所沉積的金屬能夠完全填滿(mǎn)焊縫;第三,根據(jù)相關(guān)調(diào)查,造成焊接咬邊現(xiàn)象的根本原因是焊接人員不負(fù)責(zé)任,因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)焊接人員的培訓(xùn),減少焊接造成的人為因素的影響。
3.1.4 進(jìn)行未焊透的防治
在預(yù)防和控制不完全滲透現(xiàn)象時(shí),應(yīng)采取以下幾點(diǎn)措施。首先,不完全熔透現(xiàn)象是由于焊接電流過(guò)大造成的。因此,在實(shí)際焊接過(guò)程中應(yīng)采用交流焊機(jī)代替直流焊機(jī),以避免磁吹。這一現(xiàn)象發(fā)生;二是要保證坡口和縫隙選擇的合理性,鈍邊的距離不能太大。
焊縫缺陷的存在嚴(yán)重影響船體的強(qiáng)度和緊固性。因此,采用不同的方法對(duì)船體焊縫進(jìn)行檢測(cè)是保證船體施工質(zhì)量的主要措施。焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)方法一般分為無(wú)損檢驗(yàn)和失效檢驗(yàn)兩大類(lèi)。所采用的方法主要是根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求和相關(guān)規(guī)范。
無(wú)損檢測(cè)方法通常用于目測(cè)、氣密性試驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)。目視檢查是一種常用的簡(jiǎn)單的質(zhì)量檢查方法,它可以檢測(cè)焊縫表面的咬痕、氣孔、夾渣、焊縫裂紋、火山口、焊縫以及不符合焊縫尺寸和形狀的焊縫等外部缺陷。密性試驗(yàn)是檢驗(yàn)船體密實(shí)度的試驗(yàn)方法。試驗(yàn)可根據(jù)船體結(jié)構(gòu)的不同部位進(jìn)行,如沖洗、曝氣、沖洗、真空或煤油試驗(yàn)。無(wú)損檢測(cè)分為滲透檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、超聲波檢測(cè)和射線(xiàn)探傷。
損傷試驗(yàn)方法是對(duì)焊接接頭(或焊縫)中的金屬進(jìn)行機(jī)械切割,加工成規(guī)定的形狀和尺寸,在專(zhuān)用設(shè)備和儀器上進(jìn)行損傷試驗(yàn)。根據(jù)測(cè)試結(jié)果,可以了解焊接接頭的性能和內(nèi)部缺陷,判斷焊接工藝是否正確。經(jīng)檢驗(yàn),當(dāng)船體結(jié)構(gòu)焊縫超過(guò)質(zhì)量允許極限時(shí),首先應(yīng)查明缺陷的原因,并確定缺陷在工件上的位置。確認(rèn)允許修理后,按要求對(duì)焊縫進(jìn)行糾正。
良好的造船質(zhì)量是穩(wěn)定我國(guó)主要造船國(guó)地位的基礎(chǔ),也是保證船舶安全航行和運(yùn)行的最重要條件。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),船舶事故是由焊接質(zhì)量問(wèn)題尤其是焊接質(zhì)量缺陷引起的。因此,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,造船業(yè)一方面要學(xué)習(xí)先進(jìn)的焊接檢驗(yàn)技術(shù),另一方面要科學(xué)、客觀地評(píng)價(jià)焊接接頭的質(zhì)量。只有這樣才能保證焊接質(zhì)量,才能真正解決焊接缺陷對(duì)船舶造成的損害,才能保證船舶航行和運(yùn)行的安全。