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(qiáng)度高，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)，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(jì)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(lái)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(guó)公務(wù)船生產(chǎn)建造基地之一，目前建造數(shù)量已達(dá)每年幾十艘。但是，鋁合金材料膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱性強(qiáng)，焊接時(shí)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(duì)多艘鋁合金船體的船舶進(jìn)行了檢驗(yàn)實(shí)踐，充分認(rèn)識(shí)到，認(rèn)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(shí)代進(jìn)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(xiàng)工作，船廠焊工短缺，焊工流動(dòng)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(jìn)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化焊接，但船體焊接絕大部分還是靠人工來(lái)完成，因此，對(duì)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(mén)對(duì)電焊工進(jìn)行了如下管理：①?gòu)?qiáng)內(nèi)功。加強(qiáng)電焊工培訓(xùn)，將對(duì)其的培訓(xùn)常態(tài)化、制度化，督促船舶行業(yè)協(xié)會(huì)和船廠組織焊工積極參加中國(guó)船級(jí)社舉辦的電焊工考試和電焊工升級(jí)考試，定期檢查生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)焊工的持證情況，特別是新進(jìn)員工，保證每一個(gè)焊工都持證上崗。在每艘新船的建造開(kāi)工會(huì)上，驗(yàn)船師都會(huì)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(jìn)電焊工人比、學(xué)、趕、幫超和提高知名度。③請(qǐng)焊接專(zhuān)家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(duì)焊工要求也高，需要專(zhuān)門(mén)鋁合金持證焊工。請(qǐng)專(zhuān)家來(lái)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(dá)每年幾十艘次，焊接要求高，遇到的焊接工藝問(wèn)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(wèn)題還是有困難，目前嘉興各船廠定期和不定期聘請(qǐng)上海等地一些知名大船廠的資深焊接專(zhuān)家和高水平退休焊工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)對(duì)焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常會(huì)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(jiàn)的問(wèn)題，這不是焊接工人水平問(wèn)題，而是責(zé)任心不強(qiáng)。落實(shí)對(duì)焊接工人的教育、督查，落實(shí)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(guó)客戶(hù)，提高焊接質(zhì)量，打好質(zhì)量品牌，也是各船廠的共識(shí)，提高焊接工人個(gè)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(diǎn)，制定了合理的鋁合金焊接施工方案。按批準(zhǔn)的技術(shù)圖紙和實(shí)際施工條件、現(xiàn)場(chǎng)氣候條件施焊，對(duì)施焊中出現(xiàn)的新問(wèn)題，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。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(shū)。

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(kāi)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(duì)船體結(jié)構(gòu)和外板的剩余焊縫進(jìn)行焊接。其優(yōu)點(diǎn)是船體結(jié)構(gòu)、外板焊接時(shí)，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(qiáng)對(duì)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(jí)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。嚴(yán)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(xì)表的要求施焊，認(rèn)真及時(shí)清理焊渣，根據(jù)施工工藝要求使用鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG）和熔化極惰性氣體保護(hù)焊（MIG），禁止不按規(guī)定的鋁合金船體焊接工藝施焊，對(duì)于任意改變焊接參數(shù)、不按焊接順序焊接、搶進(jìn)度、任意加大焊角來(lái)代替深熔焊或按普通焊縫施工的情況，進(jìn)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(wèn)題比較多的時(shí)候，說(shuō)明氣候、天氣情況對(duì)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(qiáng)對(duì)焊接材料的保管和使用極為重要。在現(xiàn)場(chǎng)使用烘干后的焊接材料時(shí)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(cāng)庫(kù)，應(yīng)妥善保管送絲機(jī)內(nèi)未用完的鋁合金焊絲，落實(shí)專(zhuān)人負(fù)責(zé)。使用不合格和受潮的焊接材料會(huì)明顯導(dǎo)致焊接質(zhì)量缺陷，錯(cuò)用不同規(guī)格的焊接材料同樣也會(huì)出現(xiàn)焊縫質(zhì)量問(wèn)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(lèi)、牌號(hào)、規(guī)格、時(shí)間、使用說(shuō)明分類(lèi)規(guī)范、妥善存放焊接材料。

4 焊接檢驗(yàn)關(guān)

鋁合金船體的焊接檢驗(yàn)和鋼質(zhì)船體的焊接檢驗(yàn)既有共性，又有其自身特點(diǎn)，船舶檢驗(yàn)技術(shù)法規(guī)上都有明確的檢驗(yàn)項(xiàng)目和程序，對(duì)鋁合金船體的焊接檢驗(yàn)也分為焊接前檢驗(yàn)、焊接中的檢驗(yàn)和焊接后的檢驗(yàn)及隨時(shí)抽檢。尤其對(duì)于嚴(yán)重的焊接質(zhì)量問(wèn)題，驗(yàn)船師在造船現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)焊接缺陷問(wèn)題時(shí)，要及時(shí)匯報(bào)并認(rèn)真處理，做好拍照和記錄，必要時(shí)發(fā)書(shū)面整改通知書(shū)[1-2]。

做好對(duì)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(guò)焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，把好“焊接檢驗(yàn)關(guān)”是最終目的。把好焊接檢驗(yàn)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(yàn)人員的共同努力，與此同時(shí)還需抓好以下2 方面工作。

抓好船舶檢驗(yàn)管理創(chuàng)新。建造船舶過(guò)程中，焊接質(zhì)量檢驗(yàn)各方面都是由管理制度來(lái)約束的。船舶檢驗(yàn)的方式、機(jī)制隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而創(chuàng)新，船舶建造監(jiān)理代表船東對(duì)船舶建造質(zhì)量進(jìn)行全程跟蹤；第三方檢驗(yàn)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)的推進(jìn)，發(fā)揮了他們的技術(shù)和檢測(cè)設(shè)備優(yōu)勢(shì)；落實(shí)和加強(qiáng)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(yàn)質(zhì)量管理體系，按船檢法規(guī)和《質(zhì)量手冊(cè)》要求與船廠工人、技術(shù)人員、管理人員，積極開(kāi)展質(zhì)量管理活動(dòng)，努力實(shí)現(xiàn)船舶焊接檢驗(yàn)質(zhì)量目標(biāo)[3]。

抓好船舶檢驗(yàn)科技創(chuàng)新，提高船舶檢驗(yàn)人員的檢驗(yàn)?zāi)芰蜆I(yè)務(wù)水平，提高船舶檢驗(yàn)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(dòng)力客船（嘉興九水巴士）檢驗(yàn)工作，部分項(xiàng)目就采用了計(jì)算機(jī)軟件程序操作檢驗(yàn)、檢測(cè)船上機(jī)、電設(shè)備運(yùn)行情況，深刻體會(huì)到船舶檢驗(yàn)工作要與時(shí)俱進(jìn)，提高船舶檢驗(yàn)工作的監(jiān)控能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)船舶建造質(zhì)量問(wèn)題，提高快速反應(yīng)能力，船舶檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行計(jì)算機(jī)管理，對(duì)提高工作效率、規(guī)范檢驗(yàn)行為都能起到積極作用。

5 檢驗(yàn)實(shí)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(jiàn)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(yàn)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(gè)問(wèn)題，為消除鋁合金船體船體焊接質(zhì)量隱患，舉一反三，以達(dá)到對(duì)鋁合金船體焊接檢驗(yàn)質(zhì)量的控制。

5.1 漏焊

實(shí)例1 如圖3 所示。圖3 為船體結(jié)構(gòu)角焊縫漏焊問(wèn)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(shí)例2如圖4 所示。船體管路穿過(guò)船體單面焊接也是漏焊，按要求船舶管路穿過(guò)船體應(yīng)雙面連續(xù)焊。

圖3 實(shí)例1

圖4 實(shí)例2

其原因是焊工的工作責(zé)任心不強(qiáng)，施工不認(rèn)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(shí)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(cuò)間斷焊，其焊縫長(zhǎng)度過(guò)短，焊縫節(jié)距過(guò)長(zhǎng)。實(shí)例4 如圖6 所示，存在的問(wèn)題是強(qiáng)肋骨腹板與其面板雙面交錯(cuò)間斷焊，其焊縫長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，雙面交錯(cuò)間斷焊縫中沒(méi)有船檢規(guī)范規(guī)定的焊縫節(jié)距。

圖5 實(shí)例3

圖6 實(shí)例4

其原因是焊工沒(méi)有按船體圖紙里的焊接規(guī)格明細(xì)表要求施焊，雙面間斷焊縫和交錯(cuò)間斷焊縫的焊縫長(zhǎng)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(jì)算公式和計(jì)算值的，在焊接規(guī)格明細(xì)表里明確列出。焊縫長(zhǎng)度短會(huì)影響焊接強(qiáng)度，焊縫長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，焊接變形大，浪費(fèi)工時(shí)和焊接材料。

5.3 人為破壞焊縫

實(shí)例5 如圖7 所示，在船體水密艙壁上裝配扶強(qiáng)材時(shí)，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(qiáng)材上開(kāi)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(shí)例5

5.4 定位焊不符合要求

實(shí)例6 如圖8 所示，存在的問(wèn)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(diǎn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)一致。

圖8 實(shí)例6

6 結(jié)語(yǔ)

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(duì)鋁合金船體焊接質(zhì)量檢驗(yàn)在船體建造中的控制要點(diǎn)進(jìn)行分析，是嚴(yán)格鋁合金焊接質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)范要求的體現(xiàn)?？偨Y(jié)焊接質(zhì)量檢驗(yàn)措施方法，把好“四關(guān)”，做好焊工管理、焊接工藝準(zhǔn)備工作、焊縫表面質(zhì)量檢驗(yàn)、焊接內(nèi)部整體質(zhì)量檢驗(yàn)控制，深化檢驗(yàn)工作方法，創(chuàng)新檢驗(yàn)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。