崔伟友
大连中远海运川崎船舶工程有限公司 辽宁省大连市 116052
摘要：本文从船舶焊接技术概述出发，对焊接缺陷进行分析，通过实践分析提出相应预防措施，提升焊接技术，控制焊接质量，进而提升船舶质量。
关键词：船舶建造；焊接缺陷；船舶质量
引言
焊接是船舶建造中极其关键的一环，船体焊接占造船总工艺的30%~40%，对船舶整体质量安全产生较大的影响。先进、高效的船舶焊接技术是确保船体强度和密封性能的前提，也是提高船舶建造质量，实现降本增效的关键。在当前船舶建造过程中，在船舶焊接建造生产中存在的常见缺陷直接影响焊接质量和船舶建造质量，为此探究船舶船体建造中焊接缺陷的种类及其形成机理，同时提出相应的解决措施，从而将焊接缺陷消除或控制在规定范围内，对于确保船舶主体结构安全和船舶航行安全意义重大。
1船舶焊接技术概述
焊接技术是通过加热或加压的形式针对金属材料进行连接融合，主要是借助金属原子的结合与扩散原理将分离的金属材料进行永久的连接在一起。焊接技术在现代机械制造业中得到了广泛的应用，在船舶及海洋结构制造方面也是重要研究方向之一。船舶焊接技术也是利用同样的工作原理进行船舶钢板材料、金属材料之间的连接。如果两者之间的连接缺口较大则需要利用同种性质的材料进行融化连接，确保需要焊接的两个材料能够紧紧的粘合在一起。尤其是在制造一些角度较为复杂、结构繁杂的船舶建造时焊接技术作用更为显著。因此，对于船舶焊接技术应当给予重视，从工作原理上进行其缺陷分析，并针对每一个缺陷做好相应的原因分析与提升焊接技术的策略，推动船舶焊接工艺向更高的水平发展。
2船舶焊接缺陷分析
2.1焊接夹渣和气孔缺陷
夹渣是指焊缝内部残留的熔渣，未清理焊缝边缘的熔渣、运条不当、焊接速度过快、焊接电流过小以及焊接材料质量差，熔池中留存药皮等均可导致夹渣的产生。夹渣对焊缝强度及其致密性造成极大的影响且常伴有裂纹形成，致使焊接接头强度降低，因此夹渣是船舶焊缝表面不允许存在的缺陷，焊缝中存在夹渣需及时对该处清根后补焊；气孔是指焊接时产生的气体凝固在熔池中未逸出，进而形成空穴。外部气孔可经肉眼查验，而内部气孔则需进行无损检验方可查出。气孔成因包括焊件坡口内残留锈、水、油等杂质，未清洁彻底，焊接时防风不当致使熔池中进入空气，焊接速度过快以致熔池凝固时间过短或者焊条未按要求烘焙等，气孔导致焊缝强度和金属密度下降。
2.2焊接裂纹缺陷
焊接裂纹包括热裂纹和冷裂纹。焊缝金属在从液态到固态的结晶过程中产生裂纹称为热裂纹，焊接后立即可以看到裂纹主要发生在焊缝中心，大部分表面裂纹贯穿，表现为氧化色和微圆形裂纹尖端。热裂纹产生的原因是焊接熔池中的低熔点杂质。由于熔点低杂质，最新的结晶硫化，后硫化塑性和强度都很低。这些低熔点杂质由于焊缝金属较大的外部结构约束应力和凝固收缩而引起晶间裂纹。当焊接零件和焊条中含有较多的硫和铜杂质时，容易产生热裂纹。
2.3焊接其它缺陷
焊接看似简单但是各个工序都要求细致，如果焊接过程中缺乏检测与实时监控，容易出现焊接未熔透，导致焊接效果不佳。一般来说焊接过程中两边的金属材料要和焊接材料彻底融合才能实现焊接质量的提升。但在进行焊接过程中如果电流过小、坡口钝边太厚、角度不当或者是需要焊接的坡口深度较大时焊条未进入到母材根部，无法完全熔化；或者是焊条位置不贴近母材位置，导致焊接接头根部未完全熔透，也就是未焊透。如果焊接线能量过低，焊层间清渣不彻底，也会导致未熔合。焊接中运条不匀、操作不当，会使焊缝表面形成焊瘤。在后期的使用过程中无法满足高强度和高密度要求，导致船舶结构强度不够，使用寿命下降。
3船舶焊接缺陷控制对策
3.1船舶焊接内部缺陷的防控对策
①焊接电流（电压）的选用应依据焊接工艺规程进行合理选择，焊接速度避免过快，清理焊缝边缘残留的熔渣，特别是多层多道焊接工艺中要仔细清理各层焊渣，最大限度防止夹渣的产生。②焊接材料依规保管，严禁使用生锈或变质的焊条，对坡口内的锈迹、油污和水分进行清理，并且控制焊接速度，尤其是焊接薄板时要避免速度过快，从而预防气孔产生。③焊接顺序、方法和工艺参数应符合焊接工艺规程，最大限度减少焊接应力，建造船舶结构所需焊接材料要达标，以及焊后冷却速度放缓，采取适当的缓冷措施均可防止高温裂缝的产生。④严禁使用受潮焊条，尽量选用低氢型焊条，并且使用分段退焊法，最大限度降低焊接时的应力等工艺措施能够预防冷裂纹的产生。
3.2选择适宜材料，加强焊接裂纹防治
焊接裂纹对于船舶建造来说有着巨大的危害，很多时候造成严重的安全事故出现。针对焊接裂纹的防治，相关建造人员首先应当加强入厂检验制度，要选择良好的金属材料及选用与材料金属化学成分相匹配焊接材料。选择合适的焊接材料进行焊接，对于一些焊接性较差的焊接材料要禁止使用。同时，对于一些厚度较大的材料一定要按照焊接设计进行提前处理，保障焊接过程中间层的深度熔化，确保熔化程度均衡，防止裂纹的出现。此外，在焊接的过程中还要注意焊接应力的均衡，防止焊接两方材料出现位置偏差，引发裂纹出现。在此可以借用一些固定工具强化焊接位置的固定，确保双方在同一个水平方位上，防止裂纹出现。
3.3使用耐腐蚀的船体材料
为了提高船体的耐腐蚀性能，船体结构应采用性能良好、强度适中的焊接工艺，选用电化学性能匹配的不同钢种。同一艘船舶所使用的建造材料，须尽可能具有相近的腐蚀潜力，以减少因腐蚀而对船体造成的损害。许多船舶的动力系统，消防软管，以及相关的冷却水网络经常泄漏由于振动或腐蚀。如果管道中的流速相对较快，可以使用铜和铁阳极的组合。如果管道中的流量很高，而且需要耐强腐蚀，那么可以选择双相不锈钢管或钛管。
3.4引进先进技术，提升焊接质量控制
船舶建造焊接技术近些年也得到很大的发展，对于大型的船舶建造设计、实施建造过程当中融入了先进的检测工具、智能技术、大数据监控进行焊接质量的控制。同时，为船舶建造制定相应的数据库信息，为后期的焊接工艺研发工作提供相应的数据基础，可对船舶焊接过程进行科学合理的结构设计。此外，在焊接工人培训上应当投入相应的成本，让技术人员能够实时更新自身技术，学习国内外焊接先进技术。同时，在进行材料选择上也要关注市场上的先进材料，针对旧材料的缺点进行规避，打造出更加高质量的船舶，为我国的运输行业、军事领域贡献出自身力量。例如在船舶建造中应用机器人焊接，可提升生产效率高、成型好、缩短生产工时等。而提升焊接机器人的技术质量，必须有机结合自动化焊接机器人和信息技术。第一，机器人加工环节充分利用网络技术，为自动化焊接技术的引入创造条件。同时，企业应增强引进科学技术与网络技术，保证自动化类型焊接设备准备齐全。例如，船舶建造制造企业应增加高性能计算机、通讯网络与电子器件等技术与设备的运用，提升焊接机器人能力，促使焊接机器人工作向智能化方向发展。
结束语
船舶在实际建造的过程中离不开焊接技术的应用，但是目前在船舶焊接的过程中依然存在较多缺陷，必须采取合理的防治措施，制定有针对性的质量控制措施，降低缺陷出现的概率，保证船舶焊接的整体质量。
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