摘要：船舶的强度与密性是确保船舶安全航行与安全作业的重要条件，而船舶焊接则是确保船舶强度和密性的关键所在。若是船舶的结构焊接存在缺陷，船舶在航行和作业过程中就会面临结构渐裂、滲漏的威胁，甚至沉没。可见，确保船舶结构焊接的质量十分重要，因此文章对船舶结构焊接中常见缺陷的成因及相对应的控制措施进行详细探讨，以期为提高船舶结构的焊接质量提供有效参考，更好的确保船舶行业与作业安全。
关键词：船舶结构；焊接；缺陷成因；控制措施
船舶结构焊接缺陷的种类有很多，根据焊接位置划分为外部缺陷与内部缺陷。外部缺陷主要表现在焊缝的外表面，主要问题有焊缝尺寸与形状与要求不符、焊瘤、咬边、弧坑、表面裂纹、烧穿、夹渣及气孔等。内部缺陷则是指位于焊縫内部的问题，包括未焊透、气孔、未溶合、夹渣、内部裂纹等。必须针对性的采取控制措施才能有效避免和控制船舶结构焊接过程中存在的问题。
一、焊接外部缺陷的成因及控制措施
（一）焊缝尺寸、形状与要求不符
船舶焊接中经常出现焊缝宽窄不齐、焊缝截面不丰满、以及增强高过高的问题。焊接过程中，焊条摇动不正确、移动与装配间隙不均匀、坡口不合适等都会造成焊缝宽度不一致的缺陷是由各种因素造成的，如焊条不正确的摇动和移动不均匀，坡口不合适或装配间隙不均匀等。焊缝的尺寸过小降低了焊接接头的强度，尺寸过大则容易引起应力集中而导致裂纹问题。
控制措施：对焊接的坡口角度进行合理的选择，确保装配间隙均匀；焊接过程中要确保运条角度正确并匀速运条，同时根据装配间隙变化对焊速与角度进行及时调整；此外还要根据视钢板厚度对焊接工艺进行正确选择。
（二）焊瘤
在焊接时焊液流到焊缝之外形成的金属瘤称之为焊瘤，经常出现在横、立、仰焊焊缝，以及无衬垫单面焊双面成形焊缝背面。焊接过程中运条不均、焊速控制不好，导致熔池温度过高，液态金属凝固下坠在焊缝表面形成焊瘤。立、仰焊过程中过大焊接电流与弧长，也极易产生焊瘤。焊瘤不但影响美观，而且掩盖了夹渣和未焊透问题，容易导致裂纹。
预防措施：熟练掌握焊接技术，根据焊接要求选择合适焊接工艺参数。尤其注意在使用碱性焊条时尽可能采用短弧焊接，痛死保持均匀运条。
（三）咬边
咬边指的是电弧沿着烧熔母材形成的凹陷或沟槽。咬边的起因大多是由于焊接电流过大、焊接速度过慢、电弧过长且偏吹、运条角度不正确引起的，常见于横、立、仰焊。咬边不但是焊接接头有效工作截面减小而且导致严重应力集中。
控制措施：综合考虑焊材、工艺及焊接需要选择合适的焊接电流和焊接速度、焊条角度与运条方法，严格控制电弧不至过长
（四）烧穿
电流过大、焊速太慢以及焊件拼接间隙过大都会造成烧穿，在焊缝上形成穿孔，大大降低焊缝强度和水密性，较常见于薄板焊接。
控制措施：根据焊接工艺正确的选择焊接电流与焊接速度，焊件装配间隙应保持一致且不宜过大，运条的速度要均匀，电弧不能长时间停留在焊缝接头处。
（五）弧坑
焊缝收尾处下塌即为弧坑。产生的原因大多是因为焊接电流过大、焊接突然中断、熄弧时间过短等。出现弧坑极易导致裂纹、气孔等缺陷的产生，加上弧坑低于焊道表面严重降低了焊缝强度。
控制措施：可以多作几次环形运条填补弧坑，或者在收弧时焊条应作短时间停留。
二、焊缝内部缺陷成因及预防措施
（一）未焊透、未熔合
接头根部未完全熔透称为未焊透现象，而在焊件与焊缝金属存在局部未熔透即为未熔合现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这是一种较为严重的焊接缺陷，引起焊缝间断、突变导致焊缝强度大幅下降。产生的原因包括：焊件装配间隙过小、坡口角度过小、电流过小、钝边太厚、运条速度过快、电弧过长，以及坡口表面清洁不干净、焊接缝流入熔渣、电弧偏在坡口一边等。
控制措施：根据焊接需要选取正确坡口尺寸、焊接电流以及焊接速度，确保清理坡口表面干净，尤其是要彻底清除干净封底的焊渣、运条速度应适当，同时密切注意坡口两侧的熔合情况。
（二）夹渣
夹渣指的是焊缝中残留有熔渣，是接头焊接的力学性能大大降低甚至导致裂纹产生而破坏焊接结构。形成夹渣的原因包括：焊接坡口角度过小、焊接电流太小、焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留有熔渣、焊接速度过快、酸性焊条的运条不当、碱性焊条电弧过长、埋弧封底的焊丝偏离焊缝中心等。
控制措施：根据焊接材料和焊接工艺确定正确的坡口尺寸、焊接电流以及焊接速度，分清酸性焊条与碱性焊条的使用方法。尤其是在进行多层焊过程中要对坡口两侧熔化情况进行仔细观察，认真清理各个焊层的焊渣，封底的焊渣也要清除干净，注意预防埋弧焊焊偏。
（三）气孔
焊接过程中熔池中的气体未能在金融凝固前完全逸出而形成空穴即为气孔，气孔现象大大降低了焊缝的有效截面与焊接强度，严重破坏船舶结构的水密性。形成气孔的原因包括：坡口边缘的水份、油污、锈迹等未完全清理干净、焊芯锈蚀或焊皮变质、剥落、焊条或焊剂在使用前未进行规范烘焙、焊接环境湿度大、焊接过程中的保护气体流量小与纯度不足等。
控制措施：根据焊接需要和焊接工艺要求确定焊接电流与焊接速度，缩短焊弧长度；确保坡口清洁干净；对焊接材料进行规范化保管、清理、焙烘，确保焊条不变质；适当的调整保护气体的流量同时确保气体较高纯度；确保焊接环境干燥。
（四）裂纹
在船舶结构焊接中裂纹是极为严重的焊接缺陷，不但会大大减小有效工作截面，使接头不渗透性遭到破坏，而且裂纹会随时间不断扩展造成焊接构件发生断裂。印象船体结构焊接中决不能存在焊接裂纹，必须采取有效措施防止裂纹出现，对发生裂纹的焊接处进行及时修补。焊接裂纹一般发生在焊缝金属和热影响区内，根据不同的产生原因可分为热裂纹与冷裂纹。热裂纹多产生在焊缝金属由液态到固态的凝固过程中，而冷裂纹多发生在焊缝金属冷却过程中或冷却以后，产生在母材或母材与焊缝交界的熔合线上。由于冷裂纹具有延迟特性，有时会在焊接完成后立即出现，也有可能延迟数小时、数天甚至一个月后裂纹才会出现并逐渐扩大，因此冷裂纹的危险性更大、更复杂，在船舶结构焊接过程中必须高度重视冷裂纹问题。
预防热裂纹措施：首先，对焊接工艺参数进行严格控制，减缓冷却速度，根据焊接情况适当地提高焊缝的形状系数，为避免焊缝中心裂纹，在条件允许情况下应多采用小电流多层多道焊的焊接方式；其次，要认真执行工艺规程，确保焊接程序合理，最大限度的降低焊接应力。
预防冷裂纹措施：选用低氢型焊条，降低焊缝的氢扩散；严格按照制度要求对焊接材料进行保管、烘焙，避免出现受潮现象；坡口边缘处应清理干净，减少氢来源；在焊接工艺参数的选择过程中应充分的考虑材料等级、碳当量、构件厚度、施焊环境等因此，确保焊接程序的合理。此外，分段退焊法也是预防冷裂纹的有效措施。
总而言之，为了保证船舶建造或维修质量，我们要充分了解其结构焊接中常见缺陷成因，然后在此基础上采取一些针对性的措施予以控制。
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论文作者:彭涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/1
标签：裂纹论文; 船舶论文; 缺陷论文; 焊条论文; 措施论文; 结构论文; 电流论文; 《基层建设》2019年第1期论文;