船体结构焊接质量现场控制与检验

船体结构焊接质量现场控制与检验

1.渤海船舶重工有限责任公司质量安全环保部葫芦岛125000;2.渤船机械工程有限公司葫芦岛125000

摘要:船体结构焊接质量现场控制与检验是船舶建设过程中必须做的工作,对提高船舶焊接质量有十分重要的作用。但是从现场焊接的情况看,船体焊接过程存在很多不可避免的焊接缺陷,严重影响了船舶焊接质量。为此,文章结合一线工作情况,列举了船舶焊接操作容易出现的问题,对船体结构焊接质量现场控制与检验提出了见解,旨在提升船舶质量。

关键词:焊接质量;强度;硬度;焊接变形

船舶是现代交通运输业发展的重要工具,在全球一体化的今天,船舶行业得到了迅速的发展。船体结构的焊接在整个船舶建设过程中起到了十分重要的作用。焊接质量直接关系到船舶焊接处结构材料的密度和强度,在船厂,对于船体焊接质量的检验十分重视,也是整个船舶制造质量检查中关注的重点。但是,从一线工人船体现场的焊接实际操作情况来看,在实际操作中仍然存在焊接处的气孔、裂缝、咬边、焊接变形、夹渣等缺陷,为此,如何解决船舶建造过程中的焊接缺陷问题是质检部门工作人员需要思考和解决的问题。

1船体结构焊接质量的影响因素

1.1船舶结构的强度与硬度

船舶强度及硬度作为焊接结构设计稳定性的主要衡量因素,也是船体结构焊接质量的主要影响因素。如果船舶结构的强度与硬度达不到要求,会极大影响船舶结构的焊接质量,在传统焊接过程中,船舶焊接材料与母材之问存在较大的质量差别,两者熔点相差大,焊接时增加了两者完全融合的难度,即便完成焊接操作后,强度与硬度也达不到要求,船舶焊接后的材料使用寿命也不会很高,无法经历多种环境的考验。焊接质量将影响结构设计,焊接质量会影响原有船体设计优势的发挥,对提升船舶整体制造质量和船舶局部焊接质量产生消极影响。

1.2材料与设备配置较低

虽然很多船厂的船舶制造工艺较过去有了很大提升,但是,焊接材料与焊接设备配置没有进行及时更新,焊接质量受到影响,焊接方法仍然处于一个较低的水平,在很大程度上影响了船舶整体制造质量。受到焊接材料选择封闭性的影响,新材料使用缺乏实践性,而较大船体对焊接质量要求较高,没有高级材料奠定基础,对焊接部位稳定性势必会造成损害。比如:大型轮船需要选择多丝埋弧单面焊的焊丝与焊剂,而针对运行较快或者电流较大的船体进行骨角焊缝处理则需要选择防锈功能较强的焊接材料等,由此可见,如果焊接材料与设备配置达不到统一标准,势必会影响船舶制造整体质量。

2焊接变形的预防措施

2.1选择合理的焊接顺序和添加刚性固定

船舶构件的焊接顺序,是焊接工艺中重要的一环,直接影响船舶结构材料的焊接强度和装配精度。由于大型散货船建造过程复杂,所以在分段制作等阶段中必然要面对较多的较薄结构件的焊接,而若在这些梁等结构件若出现较大的尺寸误差,将直接引起后期的拼装误差。对于焊接变形而言,完全消除焊接变形是不可能的,在大型散货船的船体结构分段中,焊道分布可能具有非常明显的不规则性,难以通过合理的安排焊接顺序去控制变形。在这种情况下,为了防止焊接变形超过标准的允许值范围或是设计范围,考虑添加刚性固定,可有效的降低焊接过程中的变形。

2.2反变形控制

焊接结构的变形,除了整体的弯曲变形,也包括局部的波浪变形等,而针对船舶分段及构件,在焊接工艺当中采用增加反变形控制的方式来达到控制焊接变形的目的。反变形,一般就是指在结构装配前,人为的对结构施加一个等于或大于分段变形量,且其与结构可能变形的方向相反的数值,从而达到控制或消除分段变形的方法。

3提高焊接质量控制的有效途径

3.1优化结构设计,提高船舶稳定性

船体焊接作为一项基础性工作,在具体设计过程中要严格按照船舶制造整体技术标准要求,设计出最佳船舶结构焊接方案,以期提高船舶焊接的稳定性。焊接质量现场把控主要从焊接位置点选择和船体结构设计两方面,在现场从根源上把控船舶焊接质量。另外,技术人员还需要加强对现场焊接质量的风险控制,立足于船舶制造实际需求,全面、系统把握船舶焊接存在的风险点,避免焊接出现质量问题。比如:焊接材料、焊接方式及焊接人员操作规范等,制定合理规范的焊接流程,做好现场操作人员人员对船舶焊接质量进行操作过程中的有效控制,将焊接质量控制与检验贯穿于整个船体焊接制造的全过程,积极落实焊接质量规范,明确责任,强化技术人员的各项职责,通过高效的现场管理,提高焊接质量。

3.2完善设备与材料配置,提高焊接质量

材料配置主要包括钢材的生产质量、焊接材料的生产质量等两方面因素,船舶制造涉及多方面因素,焊接质量受到材料、工艺等方面的要求,船舶建造的质量也受到很多经济领域的影响。随着我国经济蓬勃发展,对大型船舶制造需求量日渐增加,相比较而言,大型船舶制造焊接质量对焊接材料和焊接设备、工艺方法的要求越来越严格和苛刻,所以材料与设备也越来越受到各大船厂的重视。总之,焊接质量的提升离不开焊接材料与焊接设备的有机结合,先进的焊接材料和设备的匹配才是完成船舶制造的根本。在科学技术迅速发展的今天,用于船舶制造的新材料、新工艺层出不穷,设备更新步伐也在加快,同时,在船舶制造过程中,技术人员在选取新材料和新设备的同时,应该注意对材料和设备的严格的审查,并且进行材料和设备的现场操作的可行性分析,及时了解和掌握新工艺和新技术,确保焊接材料与焊接设备配置合理,为提高焊接质量与焊接技术提供支持。

4船舶焊接检验主要内容

主要有焊接材料的检验、焊接工艺检验、焊接人员资格确认及监督,焊接工艺检验包括船体结构的焊接、设施的焊接、压力管系的焊接、海底管系的焊接等内容。以上各部分的主要内容及要求可参见中国船级社(01998《材料与焊接规范》等规范。焊缝的检验包括焊缝的焊前检验、焊缝的焊接规格和表面质量检验、焊缝内部质量检验。

4.1焊缝的焊前检验

焊接缝经定位焊后对其接缝间隙、坡口,以及对接缝错边、定位焊质量及焊缝清洁状况等项目的检验称为焊缝的焊前检验。

4.2焊缝的焊接规格和表面质量检验

焊缝的焊接规格是指对接焊缝的型式与尺寸的规定。焊缝的型式有对接焊缝、角接焊缝、搭接焊缝与塞焊。其中角接焊缝型式中还分别有双面填角焊、双面全焊透角焊、交错断续角焊、链式断续角焊与挖孔焊等。焊缝表面质量检验是焊缝质量检验时首先应该检查的项目,经检查合格后还要按要求抽样检查其内部质量,最后进行焊缝的密性试验。

4.3焊缝内部检验质量

焊缝内部质量检验应在焊缝焊接规格尺寸与表面质量检验所发现的缺陷修补完工,并复检合格后进行。焊缝的内部质量可采用射线、超声波、渗透、磁粉等探伤或其他适当方法进行检验。另外水压、气压、煤油试验(实际上也是渗透探伤一种)也可作为一种内部焊缝质量检验的手段。

参考文献:

[1]付锦云.船舶管路系统[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社.2009.

[2]李鸿,任慧龙,曾骥.预测船体分段焊接变形方法概述[J].船舶工程,2005(5).55一58.

[3]罗宇,朱积,鲁华益.船用大型焊接结构的焊接变形预测实例[f].造船技术,2005(3):34一37.

作者简介:

王冀宁(1980-),男,辽宁大连人,工程师,大学本科,船体装配与焊接

张丽(1983-),女,辽宁葫芦岛,大学本科,机械制造

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