楊新利

（浙江省海鹽縣港航管理服務(wù)中心，浙江 嘉興 314300）

鋁合金船、艇質(zhì)量輕，強度高，維護方便，使用壽命長，具有很好的防火性能。在同樣船型中，它的航行速度快，設(shè)計吃水較淺，方便在水深較淺的河流、海域內(nèi)使用。另外，船身自重輕帶來的阻力小，消耗的燃料也少，綠色、低碳、節(jié)能、環(huán)保。因此，以公務(wù)船為主的船體結(jié)構(gòu)正在快速向全焊接鋁合金和鋼鋁混合結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。嘉興是全國公務(wù)船生產(chǎn)建造基地之一，目前建造數(shù)量已達每年幾十艘。但是，鋁合金材料膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱性強，焊接時容易產(chǎn)生焊接缺陷，因此建造全焊接鋁合金船體要比建造鋼質(zhì)船體困難得多。筆者對多艘鋁合金船體的船舶進行了檢驗實踐，充分認識到，認真把好“四關(guān)”是確保鋁合金船體焊接質(zhì)量的重要手段和船舶建造質(zhì)量的關(guān)鍵。在建中的全鋁合金船體公務(wù)船如圖1 所示。

圖1 在建中的全鋁合金船體公務(wù)船

1 焊接工人關(guān)

在船廠，船舶電焊工既是技術(shù)活，又是比較辛苦的工作之一，隨著時代進步和發(fā)展，特別是有文化基礎(chǔ)的大學(xué)生不愿意從事這項工作，船廠焊工短缺，焊工流動性大，焊工從業(yè)人員年齡普遍較大，水平參差不齊，雖然有些船廠添置了先進的設(shè)備進行自動化焊接，但船體焊接絕大部分還是靠人工來完成，因此，對焊接工人的管理和培訓(xùn)是提高船體焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

在嘉興，港航管理部門對電焊工進行了如下管理：①強內(nèi)功。加強電焊工培訓(xùn)，將對其的培訓(xùn)常態(tài)化、制度化，督促船舶行業(yè)協(xié)會和船廠組織焊工積極參加中國船級社舉辦的電焊工考試和電焊工升級考試，定期檢查生產(chǎn)現(xiàn)場焊工的持證情況，特別是新進員工，保證每一個焊工都持證上崗。在每艘新船的建造開工會上，驗船師都會核查焊工持證情況。②組織比賽。組織全市電焊工參加比賽，促進電焊工人比、學(xué)、趕、幫超和提高知名度。③請焊接專家進行現(xiàn)場指導(dǎo)。全焊接鋁合金船體和全船鋼、鋁結(jié)合船體焊接要比鋼質(zhì)船體焊接困難得多，對焊工要求也高，需要專門鋁合金持證焊工。請專家來船廠定期指導(dǎo)，是目前嘉興各船廠提高鋁合金焊接工藝和焊接質(zhì)量最有效的手段之一，目前嘉興各船廠全鋁合金船體建造和鋼、鋁混合船體建造數(shù)量已達每年幾十艘次，焊接要求高，遇到的焊接工藝問題也不少，當(dāng)?shù)睾腹るm然持證上崗，但解決復(fù)雜焊接問題還是有困難，目前嘉興各船廠定期和不定期聘請上海等地一些知名大船廠的資深焊接專家和高水平退休焊工進行現(xiàn)場指導(dǎo)和傳、幫、帶已蔚然成風(fēng)。④提高焊接工人責(zé)任心。在現(xiàn)場對焊縫進行質(zhì)量檢驗時，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)外質(zhì)量不一致，比如船體外板雙面連續(xù)焊縫，鋁板外部焊縫光順、漂亮，內(nèi)部焊縫“馬馬虎虎”，主要結(jié)構(gòu)焊縫符合要求，次要結(jié)構(gòu)焊縫“短斤缺兩”也是常見的問題，這不是焊接工人水平問題，而是責(zé)任心不強。落實對焊接工人的教育、督查，落實管理制度的執(zhí)行情況，是船廠義不容辭的責(zé)任。

嘉興全鋁合金船體建造和鋼、鋁混合船體建造面向全國客戶，提高焊接質(zhì)量，打好質(zhì)量品牌，也是各船廠的共識，提高焊接工人個人的整體素質(zhì)，把好“焊接工人關(guān)”是保證焊接質(zhì)量的重要舉措之一。

2 焊接工藝關(guān)

根據(jù)船廠的起吊能力和翻轉(zhuǎn)造船工藝及每艘鋁合金船的結(jié)構(gòu)特點，制定了合理的鋁合金焊接施工方案。按批準的技術(shù)圖紙和實際施工條件、現(xiàn)場氣候條件施焊，對施焊中出現(xiàn)的新問題，及時總結(jié)經(jīng)驗。不斷優(yōu)化工藝方案，制定的鋁合金船體焊接工藝施工方案，是保證鋁合金焊接質(zhì)量的重要指導(dǎo)性文書。

全鋁合金船體翻轉(zhuǎn)建造工藝如圖2 所示，與一般的船舶建造從船底先鋪平板龍骨開始施工的傳統(tǒng)方法不同，翻轉(zhuǎn)建造工藝是在翻轉(zhuǎn)胎架上先鋪甲板，再裝配甲板骨架、舷側(cè)骨架，船底骨架，上外板，主要構(gòu)件、次要構(gòu)件、外部焊縫焊接完成后，利用船廠起吊設(shè)備將船體整體翻轉(zhuǎn)擺正，再對船體結(jié)構(gòu)和外板的剩余焊縫進行焊接。其優(yōu)點是船體結(jié)構(gòu)、外板焊接時，大多采用平焊工藝，減少施工難度大的仰焊等焊接工藝，尤其是全鋁合金船體公務(wù)船，船體主尺度都不是很大，船體內(nèi)部空間狹小，采用翻轉(zhuǎn)造船工藝可使焊接工人操作方便、焊接容易施工，焊縫成型好，焊縫質(zhì)量缺陷少、合格率高。

圖2 全鋁合金船體翻轉(zhuǎn)建造工藝

加強對焊接工藝的監(jiān)督和控制，制定的鋁合金船體相關(guān)焊接工藝規(guī)程，應(yīng)適用于船廠的技術(shù)水平、設(shè)備的起吊能力、持證焊工等級、現(xiàn)場環(huán)境。嚴格遵守翻轉(zhuǎn)建造工藝操作流程、裝配工藝、焊接順序，按船體建造圖紙中焊接規(guī)格明細表的要求施焊，認真及時清理焊渣，根據(jù)施工工藝要求使用鎢極惰性氣體保護焊（TIG）和熔化極惰性氣體保護焊（MIG），禁止不按規(guī)定的鋁合金船體焊接工藝施焊，對于任意改變焊接參數(shù)、不按焊接順序焊接、搶進度、任意加大焊角來代替深熔焊或按普通焊縫施工的情況，進行有效管理、監(jiān)督和控制。

3 焊接材料關(guān)

嘉興地區(qū)每年“梅雨”期間，是鋁合金焊質(zhì)量問題比較多的時候，說明氣候、天氣情況對焊接質(zhì)量的影響較大，焊接材料是保證焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)，因此加強對焊接材料的保管和使用極為重要。在現(xiàn)場使用烘干后的焊接材料時應(yīng)置于規(guī)定溫度的設(shè)備里，當(dāng)天領(lǐng)用的未使用完的焊接材料應(yīng)妥善存放或退回倉庫，應(yīng)妥善保管送絲機內(nèi)未用完的鋁合金焊絲，落實專人負責(zé)。使用不合格和受潮的焊接材料會明顯導(dǎo)致焊接質(zhì)量缺陷，錯用不同規(guī)格的焊接材料同樣也會出現(xiàn)焊縫質(zhì)量問題，所以規(guī)范存放、保管焊接材料，防止受潮，是保證焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)，應(yīng)按鋁合金焊絲種類、牌號、規(guī)格、時間、使用說明分類規(guī)范、妥善存放焊接材料。

4 焊接檢驗關(guān)

鋁合金船體的焊接檢驗和鋼質(zhì)船體的焊接檢驗既有共性，又有其自身特點，船舶檢驗技術(shù)法規(guī)上都有明確的檢驗項目和程序，對鋁合金船體的焊接檢驗也分為焊接前檢驗、焊接中的檢驗和焊接后的檢驗及隨時抽檢。尤其對于嚴重的焊接質(zhì)量問題，驗船師在造船現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)焊接缺陷問題時，要及時匯報并認真處理，做好拍照和記錄，必要時發(fā)書面整改通知書[1-2]。

做好對鋁合金船體焊接質(zhì)量“四關(guān)”的控制，把好“焊接工人關(guān)” 焊接工藝關(guān)”“焊接材料關(guān)”是基礎(chǔ)、前提、保障，按造船圖紙要求將鋁合金板材、型材和構(gòu)件通過焊接來實現(xiàn)對鋁合金船體整體結(jié)構(gòu)、整體質(zhì)量的控制，確保船體結(jié)構(gòu)完整和達到質(zhì)量標準，把好“焊接檢驗關(guān)”是最終目的。把好焊接檢驗關(guān)還需船廠工人、技術(shù)人員和管理人員的積極配合以及船舶檢驗人員的共同努力，與此同時還需抓好以下2 方面工作。

抓好船舶檢驗管理創(chuàng)新。建造船舶過程中，焊接質(zhì)量檢驗各方面都是由管理制度來約束的。船舶檢驗的方式、機制隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展而創(chuàng)新，船舶建造監(jiān)理代表船東對船舶建造質(zhì)量進行全程跟蹤；第三方檢驗、檢測機構(gòu)的推進，發(fā)揮了他們的技術(shù)和檢測設(shè)備優(yōu)勢；落實和加強船廠質(zhì)量管理體系的作用以及貫徹執(zhí)行浙江省船舶法定檢驗質(zhì)量管理體系，按船檢法規(guī)和《質(zhì)量手冊》要求與船廠工人、技術(shù)人員、管理人員，積極開展質(zhì)量管理活動，努力實現(xiàn)船舶焊接檢驗質(zhì)量目標[3]。

抓好船舶檢驗科技創(chuàng)新，提高船舶檢驗人員的檢驗?zāi)芰蜆I(yè)務(wù)水平，提高船舶檢驗手段的科技含量。筆者參與的嘉興首艘LNG 公務(wù)船和嘉興純鋰電池動力客船（嘉興九水巴士）檢驗工作，部分項目就采用了計算機軟件程序操作檢驗、檢測船上機、電設(shè)備運行情況，深刻體會到船舶檢驗工作要與時俱進，提高船舶檢驗工作的監(jiān)控能力，及時發(fā)現(xiàn)船舶建造質(zhì)量問題，提高快速反應(yīng)能力，船舶檢驗現(xiàn)場實行計算機管理，對提高工作效率、規(guī)范檢驗行為都能起到積極作用。

5 檢驗實例分析

鋁合金船體焊縫缺陷同樣分外部缺陷和內(nèi)部缺陷，常見的焊接缺陷焊接規(guī)范和焊接教材上都有列出，筆者以鋁合金船體建造檢驗中發(fā)現(xiàn)的焊接質(zhì)量外部缺陷為例，指出了鋁合金船體結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量及缺陷的幾個問題，為消除鋁合金船體船體焊接質(zhì)量隱患，舉一反三，以達到對鋁合金船體焊接檢驗質(zhì)量的控制。

5.1 漏焊

實例1 如圖3 所示。圖3 為船體結(jié)構(gòu)角焊縫漏焊問題，從圖3 中明顯看到船體結(jié)構(gòu)角焊縫不連續(xù)，有漏焊的地方，并且都透光了，出現(xiàn)焊接缺陷。實例2如圖4 所示。船體管路穿過船體單面焊接也是漏焊，按要求船舶管路穿過船體應(yīng)雙面連續(xù)焊。

圖3 實例1

圖4 實例2

其原因是焊工的工作責(zé)任心不強，施工不認真，未按施工工藝和焊接規(guī)格表要求焊接，船廠質(zhì)量管理“自檢程序”失效。

5.2 間斷焊不符合要求

實例3 如圖5 所示，船體結(jié)構(gòu)甲板縱桁與甲板板雙面交錯間斷焊，其焊縫長度過短，焊縫節(jié)距過長。實例4 如圖6 所示，存在的問題是強肋骨腹板與其面板雙面交錯間斷焊，其焊縫長度過長，雙面交錯間斷焊縫中沒有船檢規(guī)范規(guī)定的焊縫節(jié)距。

圖5 實例3

圖6 實例4

其原因是焊工沒有按船體圖紙里的焊接規(guī)格明細表要求施焊，雙面間斷焊縫和交錯間斷焊縫的焊縫長度和焊縫節(jié)距、焊喉厚度、焊角高度都是依據(jù)船板厚度和焊接系數(shù)在船檢規(guī)范中的計算公式和計算值的，在焊接規(guī)格明細表里明確列出。焊縫長度短會影響焊接強度，焊縫長度過長，焊接變形大，浪費工時和焊接材料。

5.3 人為破壞焊縫

實例5 如圖7 所示，在船體水密艙壁上裝配扶強材時，工人將水密艙壁焊縫人為打磨掉，致使原焊縫受到損壞。正確做法是應(yīng)在扶強材上開通焊孔，這樣才能保證水密艙壁焊縫雙面連續(xù)焊，確保水密艙壁焊縫完整和符合質(zhì)量要求。

圖7 實例5

5.4 定位焊不符合要求

實例6 如圖8 所示，存在的問題是定位焊不規(guī)范，鋁合金船體焊接中定位焊的間距和鋼質(zhì)船體焊接的定位焊的間距是不同的，焊接工人不可隨意點焊，在鋁合金船體受力較大或應(yīng)力集中的部位應(yīng)避免使用定位焊，鋁合金船體外板、甲板、構(gòu)件等裝配時定位焊的焊縫尺寸和焊縫質(zhì)量應(yīng)與施焊的焊縫質(zhì)量標準一致。

圖8 實例6

6 結(jié)語

基于全鋁合金船體結(jié)構(gòu)的金屬特性，薄板裝配、焊接易變形、焊接工藝操作要求高，本文對鋁合金船體焊接質(zhì)量檢驗在船體建造中的控制要點進行分析，是嚴格鋁合金焊接質(zhì)量檢驗規(guī)范要求的體現(xiàn)?？偨Y(jié)焊接質(zhì)量檢驗措施方法，把好“四關(guān)”，做好焊工管理、焊接工藝準備工作、焊縫表面質(zhì)量檢驗、焊接內(nèi)部整體質(zhì)量檢驗控制，深化檢驗工作方法，創(chuàng)新檢驗科技手段，提高建造精度和鋁合金船體焊接質(zhì)量，為鋁合金船、艇批量化建造提供參考。