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1船舶焊接质量检验2010年10月前言•焊接质量对船体强度的重要性不言而喻。•一段时间以来，无论是造船还是修船，焊接质量的整体下降是明显的。其中，船厂、船东和船检机构或多或少都有责任。•控制焊接质量需要采取各种有效措施，特别是需要验船师在检验中要付出足够的时间、精力和努力，认真做好工作，才能从根本上解决问题。一、影响焊接质量的现况二、与焊接质量有关的技术因素1.焊接工艺2.焊接材料3.焊工三、检验和质量控制措施1.发挥船厂质量管理体系作用2.焊前监控3.焊接施工中监控4.焊接质量验收5.试验和无损检测验收6.检验注意事项和技巧目录一、影响焊接质量的现况•造船业发展迅速，焊接技术人员和焊工资源短缺。人力资源的缺乏也制约了船厂质量体系的正常运行及管理失控，进而导致焊工队伍整体水平的退步。•利益驱动船厂和部分船东为缩短船舶建造周期或尽快交船，造成了船厂存在重产量、轻质量的现象。焊工不求上进、责任心和自我约束力降低，甚至道德缺失。船厂质量管理系统失效或低效，甚至主动作假，工艺纪律也如同虚设。船东不重视或完全依赖船检。船东自造船更可能是脱离了船厂质量管理体系。验船师不重视焊接质量或相关知识缺乏，存在检验不够认真和到位，缺乏经验和检验手段，做不到有效监控。1.焊接工艺焊接工艺是焊接质量的基础。船体焊接工艺的内容不仅仅是各类焊缝的不同焊接方法的工艺规程，施工时还应注意以下要点：-在一定范围内的焊缝焊接顺序，如交叉焊缝焊接的先后，还有对称施焊等程序要求；-根据工艺所针对的材料或焊接位置等特点，对焊工的等级或焊接位置要求。另外，还有：焊接工艺1）由于船厂技术能力局限，有的焊接工艺的制定、试验和认可工作不踏实，有时就是直接借鉴其他船厂的。从而其可能脱离了本厂的设备、技术和施工条件等特点。焊接工艺的认可工作要认真细致，要使用本厂设备和焊工施焊，焊接方法和参数的选用要符合现场施工环境和条件，要有可操作性和适用性。油轮船底加强板对接焊案例2）制定特殊焊接工艺的技术水平不够、研究不到位或粗糙，造成现场可操性差，难以保证质量。解决方法：对特殊焊接工艺，验船师确认时，要仔细认真，充分注意可操性和焊接可靠性。施工时，要从开始就加强现场监控，特别是焊接准备（如坡口、预热、反变形措施等）、根部焊道、焊后保温、无损检测等，发现问题即会同技术人员研究解决后，方可继续施工。举例：挂舵臂修理案例3）即使是普通焊接工艺的应用，遇到下面情况如构件面积大或数量大、施工位置困难、焊接准备复杂（难以保证坡口加工、定位精度及装配间隙等），在确认修理方案时，要充分考虑焊接质量的可控性和船体变形的控制。在现场施工中，常用的普通手工焊或手工气体保护焊工艺，焊工在应用时往往随意改动焊条型号或直径、焊接次序，检查中要注意观察。举例：大量甲板纵骨修理案例4）对外包焊工队伍多且流动性大的船厂，由于焊工设备和能力或操作习惯的差异，焊接工艺不能得到完全执行。解决：对新进焊工或包工队，要及时进行焊接工艺交底和宣传工艺纪律。其中要强调工艺细节的落实，如坡口加工、焊接次序、定位精度及装配间隙等，以及更基本的标准做法如引或熄弧板、通焊孔、包角焊（包括加强焊）、止裂孔、止漏孔、垫板紧密性（采用单面焊双面成形工艺时）、马板设置、定位焊处理等。施工时，焊接不致对其它焊缝收缩构成约束的焊缝；焊接的焊缝应保证其一端能自由收缩；焊接板列焊缝时，应先焊端接缝，后焊边接缝；焊接板与骨架连接的部位时，应先焊其板口对接缝，后焊骨架之间的对接焊缝，最后焊骨架与板材相连的角焊焊缝；当分段有较多焊缝时，为了使所有焊缝的收缩不致受到约束，应遵守从分段中心向四周发散的焊接方法；焊接总段或立体构件时，应采用对称于截面中和轴的焊接方式，以便使焊接引起的收缩相互抵消；较长的手焊焊缝应采用退焊方法施焊；推荐焊接顺序推荐焊接顺序埋弧自动焊平板对口焊接顺序图321132AB1C5D32434215箭头为方向，数字为焊接顺序推荐焊接顺序手工焊焊接顺序（板与结构）A图4型材对口及角焊板材、型材对口及角焊124231B箭头为方向，数字为焊接顺序推荐焊接顺序手工焊焊接顺序（板与板连接）对口及平角焊平角及立角焊图5312789123654AB箭头为方向，数字为焊接顺序2.焊接材料1）手工电弧焊条应保持良好完整，并经烘干和保温。船厂应有足够的烘箱和保温箱，验船师可了解船厂焊条用量，如不能满足需要，应补充设备。焊条要随烘随用，碱性焊条烘烤温度：普碳钢300-350℃，低合金钢为350-400℃，时间均为30-60min，容许重复烘干3次（多则可能导致焊条药皮开裂或变质）。酸性焊条烘烤温度：70-150℃，但不应超过250℃，超过焊接时反而易产生气孔。其他焊条是否需要烘烤和具体要求可查说明书。结构钢焊条－－结（J)；不锈钢焊条－－铬（G）或奥（A)铜合金焊条－－铜（T)；铝合金焊条－－铝（L)…….按照用途分类酸性焊条：药皮中含大量二氧化硅等酸性造渣物；碱性焊条：药皮中含萤石等碱性造渣物及部分脱氧剂，高温时与氢结合为氟化氢，降低了焊缝的含氢量，故也称低氢焊条；按照熔渣酸碱度分类E43系列(抗拉强度≥420N/mm2）：J420、J422、J423……E50系列(抗拉强度≥490N/mm2）：J502、J506、J507……按照电焊条牌号分类埋弧自动焊焊接时电弧被焊剂覆盖不外露。以电弧将焊丝、母材和焊剂融成熔池。2)焊剂和焊丝焊剂亦需要烘干，重复使用时需要筛选去除焊渣和其他垃圾，并烘干。焊丝的包装需保护完整，开包后要防止生锈或受污染（油脂等）或损坏。3)CO2保护焊CO2保护焊的焊丝应注意保护。CO2保护焊用的气体，其纯度应不低于99.5%（体积）,含水不超过0.005%(质量)。如发现焊接中出现焊缝存在普遍或连续缺陷等质量问题，要考虑是焊丝或气体不合格所造成的可能。CO2气体保护焊CO2气体保护焊分为实芯和药芯两种。优点：效率高；成本低；焊接应力小；焊缝抗裂性能好；缺点：实芯焊丝飞溅大，成形较差；药芯焊丝制造复杂，易受潮。实芯药芯CO2气体保护焊药芯焊丝药芯焊丝是将类似焊条涂料的药粉包在薄钢带卷成的管中，经轧拔成一定直径的焊丝。由于药芯焊丝比实芯焊丝具有焊缝美观、过渡平滑、飞溅小、熔敷效果好等优点，因此药芯焊丝的应用前景广阔。药芯焊丝型号由焊丝类型代号和金属力学性能组成。具体含义如下：药芯焊丝断面例：EF03－5042药芯焊丝标志焊接位置代号药芯材质和电流种类强度级别，500N/mm2冲击功不小于27J的温度4)焊接材料领用后需妥善的存放，防止受潮、氧化或损坏。焊工需配有保温桶或木盒存放焊条，低氢焊条存放一般不应超过4小时，或根据焊条说明书要求。5）不同牌号的焊接材料应分开放置和发放，错用不同强度的焊接材料，可能会造成严重的强度问题。6）使用不合格的焊接材料会造成所施工的焊缝内普遍的或连续的缺陷，常见的就是连续或密集气孔、严重夹渣或裂纹。焊接材料包括电焊条、焊丝、焊剂等，在船级社的规范中，都是按照屈服强度分为9个等级，各个等级又按其缺口冲击韧性可进一步划分为若干个级别。其中常用的如下：400-560490-660510-690﹡1Y级冲击试验温度为20oC，2Y、2Y40级为0oC，3Y、3Y40级为－20oC，4Y、4Y40级为－40oC≥306﹡焊接材料级别抗拉强度(N/mm2)V型冲击试验平均温度oC冲击功（J）1、2、31Y、2Y、3Y、4Y2Y40、3Y40、4Y40≥47屈服强度(N/mm2)≥375≥400以上等级的分类遵循的原则是：首先是冲击韧性级别数字（1～4），Y表示高强度材料.(当屈服强度大于400N/mm2时，在Y后面加注40)焊接材料级别12341Y2Y3Y4Y2Y403Y404Y40船用钢级ABDEFAH32DH32EH32FH32AH36DH36EH36FH36DH40EH40FH40xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx※具有冰区加强的船舶,船体外板端接缝和边接缝；桅杆、吊货杆、吊艇架、系缆桩等承受强大载荷的舾装件及其所有承受高应力的零部件；要求具有较大刚度的构件,如首框架、尾框架、尾轴架等,及其与外板和船体骨架的接缝；主机基座及其相连接的构件；船体大合拢时的环形对接缝和纵桁材对接缝；3.焊工•存在问题：•1.无证焊工直接在构件上施焊作为练习、低等级焊工参与要求高等级焊工焊接的工作或根本就不能胜任本等级的焊接工作。•2.有无损检测要求区域的所有大接头十字或丁字焊缝或重要焊缝或已知无损检测图拍片点均由船厂指定的专人高等级焊工焊接。•3.焊工的工作责任心差，施工不认真，焊前不彻底清除焊道异物及水份，不带尖头锤和铁刷等必要的焊道清理工具，不按焊接工艺施工，对焊接材料领用、保管和使用都极不负责。4.焊工不求上进甚至道德败坏，在环境恶劣情况下无防护措施就强行施焊、在焊缝中填铁条焊条，不开坡口焊接或反面不出白就盖面或反面干脆不焊了等5.船厂质量控制系统失效或低效，焊接检验员失职或不到位，为了赶工期甚至作假。工艺纪律虚设，放松焊工管理。6.焊工资源短缺，为追求高些的工资和松懈管理，焊工流动性很大和频繁，导致焊工队伍整体水平的退步。三、检验和质量控制措施先看几个案例：某大型散货船顶边舱内甲板纵骨在多个肋位成排断裂26因大接头处纵骨短了，割换1m，焊缝漏检。案例：拼板自动焊工艺纪律差焊工在没有仔细敲除焊渣的情况下，就进行下一道的自动焊，违反焊接工艺要求。31案例：大合拢焊接坡口大合拢缝，接缝不整齐和间隙过大，板边切割质量太差。纠正要求：局部割换适当宽度板材。4号压载舱左第71号肋位处从4号货油舱左渗漏5号压载舱右第56号肋位处的角焊缝处从污油水舱有少量渗漏案例：新造油船油舱角焊缝漏油4号压载舱左第70号肋位处从4号货油舱左原油渗出案例：焊接质量水舱角焊缝，焊道不均匀、成形差、焊渣未清除就涂漆拼接的构件肘部区域忘了焊接未焊透刨开后像不像狗狗拉的屎不注意工艺细节过焊孔漏开过焊孔需在下料时或构件安装前开妥。安装后开孔易割伤板，不开孔则影响焊接。厚薄板对接，厚度超过4mm不削斜过渡，即使是骨材也应该按要求施工。海水管焊接，未开坡口也不留适当的焊接间隙，能保证焊接质量吗？管子焊接成形极差，内在质量能好吗？案例：管子焊缝焊接案例1.船体外板纵向焊缝连续缺陷：某船舷侧舭部外板纵缝，拍7张片坏7张，且是连续气孔缺陷。无损检测员不加拍，不怀疑整条焊缝都不好、不怀疑焊工或焊接材料出问题，不及时采取措施。2.船体大合拢焊缝缺陷：某条大合拢横环焊缝拍片16张，右舷8张全部坏片。无损检测人员不加拍，也不怀疑右舷焊缝都不好。经查，右舷系同一焊工焊接。处理：停止其施工，确认是焊工技术问题还是焊条问题后，再行处理，昀终停止焊工资格。3.深熔焊某船深熔焊缝未开坡口，均按普通填角焊缝焊接。经查，系施工图纸和工艺错误标识，后全部返工。1.发挥船厂质量管理体系作用•要学会全面和宏观地监控和利用船厂质量管理体系的良好运行，达到共同控制船舶建造质量。•光靠验船师是不可能做到全时段对造船所有焊接过程和昀终质量的全面控制。所以，必须依靠船厂质量管理系统的有效运行，特别是焊接自检、互检、监控和交验制度得到落实，并要依靠检验员和焊工、管理人员的积极支持。通过经常（甚至每天）对焊接施工现场的巡视和检查，验船师能观察到大量从焊接材料准备到焊缝完成的施工过程和各相关人员的具体操作，这也是焊接工程质量形成的重要过程，实质上起到了直接在参与监控船厂施工是否做到了：安排合格的技术工人、使用符合要求的设备或工具、按照规定工艺进行施工、严格遵守工艺纪律、尽量避免不当的人为因素。再通过与船厂主管部门的合作，尽量把不良环境或其它不利因素对焊接质量的损害和影响减至昀少。2.焊前监控加强巡回检验是对焊接质量监督和控制的有效方法，也是使施工人员自律的有效手段。1）焊接工艺：严格按规定进行焊接工艺规程的试验和认可，船厂应具有所有拟用的相关焊接工艺规程，并适用于船厂的技术、