内河小型船舶焊接工艺施工组织设计与应用

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摘 要：内河小型船舶大多数是在中小型船厂建造,存在焊接技术缺乏,对焊接工艺要求不明确,船舶建造质量低劣等问题,影响整个船舶建造质量.本文针对小型船舶手工电焊弧接施工组织设计与应用作一介绍,以供参考.

关 键 词：小型船舶建造焊接工艺施工组织设计与应用

1.概述

船长小于20m钢质船舶在贵州省占有较大比例,多数用于航道管理,海事巡逻、小型客渡船、渔政执法、工商执法等各个行业,航速在20公里/小时以上.船舶焊接是评价船舶质量的重要指标,船体结构强度能承受抗风、抗浪的冲击载货,要求焊缝保证一定的强度是必须的.小型船舶建造焊接采用手工电弧焊焊接比较普遍,为此对焊接质量的保证有待于探讨,船舶建造业存在的质量问题其中之一是焊接质量缺陷,在实际生产过程中,如何正确处理防范焊接上的工艺缺陷,确保船舶焊接质量,积极推广新工艺、新设备应用,编制实施性焊接施工组织设计指导性文件,对提高创新发展中小型船舶建造质量有着十分重要的意义.

2.小型船舶焊缝特点

小型船舶船体线型变化较大,大多数船舶采用的是尖头或平头,流线型船体、遂道型或双尾型船尾,船体结构狭窄、密集、船舶焊缝相对比较集中,焊接工艺多数采用手工电弧焊操作.

3.焊接施工组织设计编制

3.1施工组织设计的内容

在船舶建造过程中,为保证焊接质量,结合建造场所、生产技术条件和生产经验,针对船舶结构、节点特点的不同位置、形式和尺寸,确定施焊方式,施焊顺序以及安全操作规程,编制可行性的焊接施工组织设计工艺性指导性文件,是保证焊接质量前提条件,焊接施工组织设计包含下列内容：

（1）焊接设备的型号及其主要性能参数；

（2）造船材料的材料物理性能和化学性能；

（3）焊接材料的牌号、物理性能和化学性能,实用范围；

（4）焊接坡口设计及焊接规格、尺寸、形式；

（5）)施焊顺序及焊接方法；（6）焊缝检验及试验方法.

3.2施工组织设计

3.2.1基本条件

焊接设备工况须满足施工工艺要求,建造过程中,施焊人员持证等级必须达到相同级别等级要求.小型船舶母型材多数是3mm、4mm,板材较薄,焊接要求质量高,变形较大,在施焊前须做好技术上指导性工作.

（1）组织参加施焊人员学习,熟悉电焊规格表、各部位的板厚及施焊等级；

（2）对施焊人员进行安全操作规程培训指导,掌握焊机的基本特性、焊料的基本要求、施工人员自我防护等；

（3）船体焊缝表面处理,主要是对氧化物、污油、焊瘤等进行处理,确保表面成形均匀、致密,平滑向母材过渡.

3.2.2船体焊接顺序

一般小型船舶建造焊接工艺流程采用分段退焊法从中间向艏艉分段施焊,配置双数焊工,采用顺序：内部构件“十”字焊、肘板包角焊；中内龙骨、旁内龙骨、机座；框架结构焊接；船体对接缝焊接,先横向对接焊缝焊接,后纵向焊缝焊接,最后船体封底焊.

3.2.3焊缝检查

（1）外观质量检查

外观质量检查主要是对焊接几何尺寸、平整度、焊接高度,表面要求成形均匀性、致密、平滑,母材过渡有无裂纹、未熔合以及咬边、气孔、夹渣、焊瘤、弧坑等缺陷进行检查.

（2）密性试验

焊缝实验密性试验常采用水压试验、气密试验、油密试验等方法.

4.手工电弧焊焊接质量的通病及预防措施

在钢质船舶建造过程中,焊接工时占船体建造总工时35%左右,焊接效率直接影响到造船周期和建造成本,生产厂家为了追求经济效率,在实际操作过程中不按焊接工艺文件施工,焊缝隙普遍存在外部缺陷和内部缺陷.焊缝外部缺陷包括焊缝外形尺寸和形状不符合焊接规范,如咬边、表面气孔、表面夹渣、焊瘤、弧坑、焊接裂纹等.内部缺陷主要有气孔、夹渣、焊接裂纹未焊透等.在建造过程中,造成以上焊接质量的缺陷因素很多,技术工人操作占焊接缺陷主要因素.船舶建造业焊接工艺存在焊接缺陷通病及预防措施反映在以下几方面：

（1）焊接材料种类、规格多种没对应选择焊接设备.焊接材料没有按规定进行烘干和保温.

（2）厂家为了抓效率,抓生产进度,焊缝边缘水分、油污、锈迹不进行预处理,焊接电流选择过大、焊接速度过快,在焊接过程产生气孔.预防产生气孔措施：根据母型材、焊接材料、焊接设备选择合适的焊按电流和焊接速度同时认真清理焊缝边缘水分、油污和锈斑.

（3）装配工与焊工没严格执行岗位焊接操作规程,相互间沟通、交流,焊缝装配尺寸达不到要求,焊缝坡口尺寸未按要求处理,封底焊清根不彻底,同时不按规定清理干净每一道焊缝熔渣,产生未焊透、夹渣等缺陷.生产过程中应选用合理电流和速度,焊缝表面氧化物和油污要清除干净；封底焊清根要彻底,运条摆动要适当,注意坡口两侧的熔合情况.

（4）电流选择过大,运条速度时慢时快,电弧拉得太长和焊条角度不当,母型材被焊穿,产生咬边现象.防范措施：选择合适的焊接电流和运条手法,控制焊条角度和电弧长度.

（5）在进行多层多道焊接,层温控制不按规定执行,产生焊接裂纹缺陷.防止产生热裂纹的措施有：一是要严格控制焊接工艺参数,减慢冷却速度,适当提高焊缝形状系数,尽可能采用小电流多层多道焊,根据材料等级、化学性能、构件厚度、施焊环境等,选择合理的焊接工艺参数和线能量,如焊前预热、焊后缓冷,采取多层多道焊接,控制一定的层间温度等,以避免焊缝中心产生裂纹；二是认真执行工艺规程,选取合理的焊接程序,以减小焊接应力.

5.结语

为保证良好的焊接质量,船厂须建立健全质量管理体系,建立质量自检,厂级质检系统,船检程序化检验管理模式,同时针对出现的问题作出相应的整改措施,不断总结、发展、进步,有助于提高船舶焊接质量,推动造船焊接技术专业化、机械化、标准化、规范化发展.