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船舶焊接缺陷及其質(zhì)量檢驗(yàn)

[post] 摘 要:全面闡述船舶焊接缺陷類(lèi)別及其產(chǎn)生的原因和防止措施,介紹船舶焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)方法 5?MaKNm } ?
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關(guān)鍵詞:船舶;焊接缺陷;質(zhì)量檢驗(yàn) FsO_|r ?
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1 前言 ZIKSHC9 ?
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產(chǎn)品的質(zhì)量是企業(yè)的生命良好的船舶建造質(zhì)量是保證船舶安全航行與作業(yè)的重要條件船體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求焊縫保證一定的強(qiáng)度,能承受強(qiáng)風(fēng)浪的沖擊如果焊接接頭存在嚴(yán)重的焊接缺陷,在惡劣的環(huán)境下,就有可能造成部分結(jié)構(gòu)斷裂;甚至引起斷船沉沒(méi)的重大事故據(jù)對(duì)船舶脆斷事故調(diào)查表明,40%的脆斷事故是從焊縫缺陷處開(kāi)始的筆者所接觸的船廠,在造船質(zhì)量方面存在的主要問(wèn)題就是焊縫質(zhì)量的缺陷因此,焊接質(zhì)量檢驗(yàn)尤為重要,做到及早發(fā)現(xiàn)焊接缺陷,對(duì)焊接接頭的質(zhì)量做出客觀的評(píng)價(jià);把焊接缺陷限制在一定的范圍內(nèi),以確保船舶航行安全和水上人命財(cái)產(chǎn)安全 0-~s0R89A ?
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2 焊接缺陷 /oW]? 9 ?
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焊接缺陷的種類(lèi)較多,按其在焊縫中的位置不同,可分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷常見(jiàn)的焊接外部缺陷有:焊縫外形尺寸和形狀不符合要求!咬邊!焊瘤!弧坑!表面氣孔!表面夾渣及焊接裂紋等;內(nèi)部缺陷有:氣孔!夾渣!焊接裂紋!未焊透等在船舶建造過(guò)程中,影響焊接質(zhì)量的因素很多,如鋼材和焊條質(zhì)量,坡口加工和裝配精度,坡口表面清理狀況;及焊接設(shè)備!工藝參數(shù)!工藝規(guī)程!焊接技術(shù)!天氣狀況等等任何一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng);都會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷,影響焊縫質(zhì)量應(yīng)要求焊工了解各類(lèi)焊接缺陷產(chǎn)生的原因及防止措施 ufCpX>lNF ?
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2.1 焊縫外形尺寸和形狀 =[8K#PZ$w ?
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焊縫外表高低不平,焊波寬窄不齊,成形粗劣,焊縫外形尺寸過(guò)大等均屬焊縫外形尺寸或形狀不符合要求產(chǎn)生的原因主要是焊件坡口角度不對(duì),裝配間隙不均,焊接電流過(guò)大或過(guò)小,運(yùn)條速度和角度不當(dāng)?shù)确乐勾胧┦歉纳粕鲜霾蛔?尤其是填角焊更要經(jīng)常注意焊條與母材的角度,以保證焊縫成形均勻一致 `!t-$i ?
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2.2 咬邊 ,#FP]$FK ?
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由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng),或操作工藝不正確,使焊縫邊緣留下的凹陷,稱(chēng)為咬邊咬邊會(huì)減小母材的工作截面并可能在咬邊處造成應(yīng)力集中船體的重要結(jié)構(gòu)和船用高壓容器!管道等,均不允許存在咬邊產(chǎn)生咬邊的原因有焊接電流太大,運(yùn)條速度過(guò)快或手法不穩(wěn),在填角焊時(shí),造成咬邊的主要原因是運(yùn)條角度不準(zhǔn)電弧拉得太長(zhǎng)防止產(chǎn)生咬邊的措施是選擇合適的焊接電流和運(yùn)條手法,填角焊應(yīng)隨時(shí)注意控制焊條角度和電弧長(zhǎng)度 ^~I@]5Pq ?
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2.3 焊瘤 .=9WY_@SZ ?
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在焊接過(guò)程中,熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬流常出現(xiàn)在立!橫!仰焊焊縫表面,或無(wú)襯墊單面焊雙面成形焊縫背面焊縫表面存在焊瘤會(huì)影響美觀,易造成表面夾渣產(chǎn)生焊瘤的主要原因是運(yùn)條不均操作不夠熟練,造成熔池溫度過(guò)高液態(tài)金屬凝固緩慢下墜;因而在焊縫表面形成金屬瘤立!仰焊時(shí),采用過(guò)大的焊接電流和弧長(zhǎng),也有可能出現(xiàn)焊瘤防止產(chǎn)生焊瘤的主要措施是掌握熟練的操作技術(shù)!嚴(yán)格控制熔池溫度,立!仰焊時(shí),焊接電流應(yīng)比平焊小10%~15%,使用堿性焊條時(shí),應(yīng)采用短弧焊接;保持均勻運(yùn)條 u*v<dsGQ ?
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2.4 弧坑 5gtf`ebs/ ?
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弧焊時(shí)由于斷弧或收弧不當(dāng),在焊道末端形成的低洼部分稱(chēng)為弧坑由于弧坑低于焊道表面,且弧坑中常伴有裂紋和氣孔等缺陷,因而該處焊縫嚴(yán)重削弱產(chǎn)生弧坑的原因是熄弧時(shí)間過(guò)短,或焊接突然中斷,焊接薄板時(shí)電流過(guò)大防止產(chǎn)生弧坑的主要措施是在手工焊收弧時(shí),焊條應(yīng)作短時(shí)間停留或作幾次環(huán)形運(yùn)條 ?' .AeoE- ?
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2.5 氣孔 4lB??`UN ?
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焊接時(shí),熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而形成空穴由于氣孔的存在,焊縫的有效截面減小,過(guò)大的氣孔會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度,破壞焊縫金屬的致密性產(chǎn)生氣孔的主要原因是坡口邊緣不清潔,有水份!油污和銹跡,焊條或焊劑未按規(guī)定進(jìn)行烘焙,焊芯銹蝕或藥皮變質(zhì)!剝落等防止產(chǎn)生氣孔的主要措施有選擇合適的焊接電流和焊接速度,認(rèn)真清理坡口邊緣水份!油污和銹跡,嚴(yán)格按規(guī)定保管!清理和烘焙焊接材料,不使用變質(zhì)的焊條,當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊條藥皮變質(zhì)!剝落或焊芯銹蝕時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制使用范圍 )Q'E^[Ua ?
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2.6 夾渣 )pvF8JR%3 ?
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焊后殘留在焊縫中的熔渣和氣孔一樣,由于夾渣的存在,焊縫的有效截面減小,過(guò)大的夾渣也會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度和致密性產(chǎn)生夾渣的主要原因是焊件邊緣有氧割或碳弧氣刨熔渣,坡口角度或焊接電流太小,或焊接速度過(guò)快在使用酸性焊條時(shí),由于電流小或運(yùn)條不當(dāng)形成/糊渣0;使用堿性焊條時(shí),由于電弧過(guò)長(zhǎng)或極性不正確也會(huì)造成夾渣防止產(chǎn)生夾渣的主要措施是正確選擇坡口尺寸,認(rèn)真清理坡口邊緣選用合適的焊接電流和焊接速度,運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)多層焊時(shí),仔細(xì)觀察坡口兩側(cè)熔化情況,每一層都要認(rèn)真清理焊渣 ]8\I{LR ?
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2.7 未焊透 8|i'~B FHs ?
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焊接過(guò)程中,接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象稱(chēng)為未焊透還有一種未熔合的情況,即在焊接過(guò)程中,由于焊接電流過(guò)大,焊條熔化過(guò)快,一旦操作不當(dāng),焊件邊緣或者前一道焊層未能充分受熱熔化,熔敷金屬卻已覆蓋上了,造成熔敷金屬未能很好和焊件邊緣熔合在一起未焊透是一種比較危險(xiǎn)的缺陷,焊縫出現(xiàn)間斷或突變部位,焊縫強(qiáng)度大大降低,甚至引起裂紋,因此,船體重要結(jié)構(gòu)均不允許存在未焊透,一經(jīng)發(fā)現(xiàn),應(yīng)予鏟除!重新修補(bǔ)產(chǎn)生未焊透的主要原因是焊件裝配間隙或坡口角度太小,焊件邊緣有較厚的銹蝕,焊條直徑太大,電流太小,運(yùn)條速度過(guò)慢以及電弧太長(zhǎng)!極性不正確等等防止產(chǎn)生未焊透的措施有合理選用焊接電流和速度,正確選取坡口尺寸,封底焊清根要徹底,運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng),密切注意坡口兩側(cè)的熔化情況 wQ/* f9 ?
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2.8 焊接裂紋 l(?B0 ?
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它是船舶建造過(guò)程中,各類(lèi)裂紋的總稱(chēng)在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下,焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成新界面產(chǎn)生的裂縫通常分為熱裂縫和冷裂縫熱裂縫是指在焊接過(guò)程中,焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到高溫區(qū)產(chǎn)生的焊接裂紋,又稱(chēng)高溫裂縫其特點(diǎn)是焊后立即可見(jiàn),且多發(fā)生在焊縫中心,沿焊縫長(zhǎng)度方向分布產(chǎn)生熱裂縫的主要原因是焊接熔池中存在有低熔點(diǎn)雜質(zhì),由于雜質(zhì)熔點(diǎn)低,結(jié)晶凝固最晚,而且凝固以后的塑性和強(qiáng)度又極低,因此當(dāng)外界結(jié)構(gòu)拘束力足夠大時(shí),由于焊縫金屬的凝固收縮以及不均勻的加熱和冷卻作用,熔池中的低熔點(diǎn)雜質(zhì)或在凝固的過(guò)程中就被拉開(kāi),或凝后不久被拉開(kāi),造成晶間開(kāi)裂,即熱裂縫防止產(chǎn)生熱裂縫的主要措施是認(rèn)真把好材料關(guān),凡用于建造船舶結(jié)構(gòu)的鋼材和焊接材料,都必須有驗(yàn)船部門(mén)的認(rèn)可證書(shū);嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù),減慢冷卻速度,遵守工藝規(guī)格,適當(dāng)提高焊縫形狀系數(shù);盡可能采用小電流多層多道焊,以避免焊縫中心產(chǎn)生裂縫;認(rèn)真執(zhí)行工藝規(guī)程,選取合理的焊接程序,以減少焊接應(yīng)力冷裂縫一般指焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)所產(chǎn)生的裂縫這類(lèi)焊縫可能焊后立即出現(xiàn),也可能延遲幾小時(shí),幾天甚至更長(zhǎng)時(shí)間焊縫和熱影響區(qū)均可能產(chǎn)生冷裂縫主要原因是在焊接熱循環(huán)作用下,熱影響區(qū)生成了淬硬組織,焊縫中存在過(guò)量的擴(kuò)散氫,且具有濃集的條件,接頭承受有較大的拘束應(yīng)力防止產(chǎn)生冷裂縫的主要措施是選用低氫型焊條,減少焊縫中擴(kuò)散氫的含量;嚴(yán)格遵守焊接材料的保管!烘焙!使用制度,謹(jǐn)防受潮;仔細(xì)清理坡口邊緣的油污!水份和銹跡,減少氫的來(lái)源;采用合理的施焊程序,采用分段退焊法等等,減小焊接應(yīng)力焊接裂紋是接頭中最危險(xiǎn)的一種焊接缺陷結(jié)構(gòu)破壞多從裂縫處開(kāi)始一經(jīng)發(fā)現(xiàn),應(yīng)查明原因,徹底清除,然后給予修補(bǔ) qNQ54# ?
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3 檢驗(yàn) <k:I2LF_ ?
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焊縫缺陷的存在,嚴(yán)重影響著船體的強(qiáng)度和密蔽性,因此利用不同方法對(duì)船舶焊縫進(jìn)行檢驗(yàn),是保證船體建造質(zhì)量的主要措施焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)方法,一般分無(wú)損檢驗(yàn)和破壞檢驗(yàn)兩大類(lèi),采用何種方法,主要根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求和有關(guān)規(guī)范的規(guī)定無(wú)損檢驗(yàn)方法常見(jiàn)的有外觀檢查!密性試驗(yàn)和無(wú)損探傷等外觀檢查是一種常用的簡(jiǎn)便質(zhì)量檢驗(yàn)方法,能夠發(fā)現(xiàn)焊縫表面咬口!氣孔!夾渣!焊接裂紋!弧坑!焊瘤以及焊縫的外形尺寸和形狀不符合要求等外部缺陷密性試驗(yàn)是一種檢驗(yàn)船體致密性的試驗(yàn)方法試驗(yàn)可根據(jù)船體結(jié)構(gòu)不同的部分,分別采取灌水!充氣!沖水!真空或煤油試驗(yàn)等方法無(wú)損探傷分滲透檢驗(yàn)!磁粉探傷!超聲波探傷和射線照相探傷破壞檢驗(yàn)方法是用機(jī)械方法在焊接接頭(或焊縫)上截取一部分金屬,加工成規(guī)定的形狀和尺寸,然后在專(zhuān)門(mén)的設(shè)備和儀器上進(jìn)行破壞試驗(yàn)依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,可以了解焊接接頭性能及內(nèi)部缺陷情況,判斷焊接工藝正確與否經(jīng)檢驗(yàn),船體結(jié)構(gòu)焊縫超過(guò)質(zhì)量允許限值時(shí),應(yīng)首先查明產(chǎn)生缺陷的原因,確定缺陷在工件上的部位在確認(rèn)允許修補(bǔ)時(shí),再按規(guī)定對(duì)焊縫進(jìn)行修正[/post]