船舶论文
船舶焊接毕业论文-浅谈船舶焊接常见缺陷的成因及预防措施
摘要:船舶焊接是保证船舶密封性和强度的关键。本文详细介绍了船舶焊接中几种常见缺陷的成因，并提出了预防措施。
关键词:船舶焊接缺陷预防措施
船舶焊接是保证船舶密封性和强度的关键，是保证船舶质量的关键，是保证船舶安全航行和运行的重要条件。如果焊接存在缺陷，可能造成结构断裂、泄漏，甚至沉船。根据对船舶脆性断裂事故的调查，40%的脆性断裂事故始于焊缝缺陷。在乡镇造船中，船舶的焊接质量尤为突出。在船舶检验过程中，焊缝的检验尤为重要。因此，应尽早发现缺陷，并将焊接缺陷限制在一定范围内，以确保航行安全。
船舶焊接缺陷种类繁多，根据位置不同可分为外部缺陷和内部缺陷。常见的缺陷有气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透、未熔合、焊缝形状和尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑等。
一.气孔
气孔是指焊接过程中，熔池中的气泡在凝固过程中未能逸出而形成的空洞。产生气孔的主要原因是:坡口边缘不干净，有水、油、锈；焊条或焊剂未按规定烘烤，焊芯腐蚀或涂层变质剥落。另外，焊接低氢焊条时，电弧过长，焊接速度过快；埋弧自动焊电压过高，焊接过程中容易产生气孔。由于气孔的存在，降低了焊缝的有效截面，过多的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝金属的致密性。防止气孔的方法是选择合适的焊接电流和焊接速度，并仔细清理坡口边缘的水分、油污和铁锈。严格按照规定保管、清洗和烘烤焊接材料。不要使用变质的焊条。当发现焊条药皮变质、剥落或腐蚀时，应严格控制使用范围。埋弧焊时，应选择合适的焊接工艺参数，尤其是薄板的自动焊，焊接速度应尽可能小。
第二，夹渣
夹渣是残留在焊缝中的熔渣。夹渣还会降低焊缝的强度和致密性。夹渣的主要原因是氧气切割或碳弧气刨在焊缝边缘留下的熔渣；坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度太快。使用酸性焊条时，由于电流过小或运输不当会形成“糊渣”；使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会产生夹渣。埋弧焊封底时，焊丝偏离焊缝中心，也容易形成夹渣。防止夹渣的措施是:正确选择坡口尺寸，仔细清理坡口边缘，选择合适的焊接电流和焊接速度，适当摆动棒材。多层焊接时，应仔细观察坡口两侧的熔化情况，每焊一层都要仔细清理焊渣。封底焊渣应彻底清除，埋弧焊时应注意防止焊接偏差。
第三，咬边
焊接边缘留下的凹陷称为咬边。产生咬边的原因是焊接电流过大、送棒速度过快、拉弧过长或焊条角度不当。埋弧焊焊接速度过快或焊机轨迹不对等，会造成焊件熔化到一定深度，填充金属不能及时填充，造成咬边。咬边减小了母材接头的工作截面，从而造成咬边处的应力集中，所以一般不允许存在于重要结构或承受动载的结构中，或者咬边深度受到限制。防止咬边的方法有:选择合适的焊接电流和送带方式，注意随时控制焊条角度和弧长；埋弧焊工艺参数要合适，特别是焊接速度不能太高，焊接轨迹要平。
四。不完全渗透和熔合
焊接时，接头根部未焊透的现象称为未焊透；焊件与焊缝金属或焊缝层之间存在局部未熔合，称为未熔合。未焊透或未完全熔合属于严重缺陷。由于未焊透或未熔合，焊缝会出现不连续或突变，焊缝强度大大降低，甚至会产生裂纹。因此，在船体的重要结构部位不允许有未焊透和未熔合。未焊透和未熔合的原因是装配间隙或斜角太小，钝边太厚，焊条直径太大，电流太小，速度太快，电弧太长。如果焊件坡口表面的氧化膜和油污没有清理干净，或者流入其中的熔渣阻碍了焊接时金属之间的熔合，或者电弧偏向坡口一侧，边缘就不会熔合。防止未焊透或未熔合，要正确选择坡口尺寸，合理选择焊接电流和速度，清除坡口表面的氧化皮和油污；封底焊应彻底清洁，杆应摆动适当。密切注意凹槽两侧的熔合。
动词 （verb的缩写）焊接裂纹
焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。结构的破坏大多始于裂缝。焊接时应采取一切必要措施防止裂纹，焊后应采用各种方法检查是否有裂纹。一旦发现裂缝，应彻底清除，然后修复。
焊接裂纹包括热裂纹和冷裂纹。焊缝金属由液态向固态结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹，其特点是焊后立即可见，多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。大部分热裂纹贯穿表面，呈氧化色，裂纹末端略圆。热裂的原因是焊接熔池中有低熔点杂质(如FeS)。由于这些杂质熔点低，结晶凝固最晚，凝固后的塑性和强度极低。因此，在外部结构约束应力和焊缝金属凝固收缩的作用下，熔池中的这些低熔点杂质在凝固过程中或凝固后不久被拉走，产生沿晶裂纹。当焊件和焊条中含有较多硫、铜等杂质时，容易产生热裂纹。防止热裂纹的措施有:一是严格控制焊接工艺参数，减缓冷却速度，适当提高焊缝形状系数，尽可能采用小电流多层多道焊，避免焊缝中心出现裂纹；第二，认真执行工艺规范，选择合理的焊接工艺，降低焊接应力。
在焊接金属冷却期间或之后，在母材或母材与焊缝之间的熔合线上产生的裂纹称为冷裂纹。这种裂纹可能在焊后立即出现，也可能在焊后几小时、几天甚至更长时间出现。产生冷裂纹的主要原因是:1)在焊接热循环作用下，热区形成硬化组织；2)焊缝中有过量的扩散氢，且有集中的条件；3)接头承受较大的约束应力。防止冷裂纹的措施是:1)选择低氢焊条，降低焊缝中扩散氢的含量；2)严格遵守焊接材料(焊条、焊剂)的保管、烘烤和使用制度，谨防受潮；3)仔细清理坡口边缘的油污、水分和铁锈，减少氢的来源；4)根据材料等级、碳当量、构件厚度、焊接环境等。，选择合理的焊接工艺参数和线能量，如焊前预热、焊后缓冷、多层多道焊、控制一定的层间温度等。5)紧急后热处理，以去除氢、消除内应力和回火硬化结构，从而提高接头的韧性；6)采用合理的焊接工艺和分段退焊方法，降低焊接应力。
六、其他缺陷
在焊接中，一些缺陷如焊瘤、弧坑以及焊缝形状和尺寸也是常见的。产生焊瘤的主要原因是棒材输送不均匀，导致熔池温度高，液态金属凝固下降慢，从而在焊缝表面形成金属焊瘤。立焊和仰焊使用过大的焊接电流和弧长，也可能出现闪光。弧坑的原因是灭弧时间过短，或者焊接突然中断，或者焊接薄板时电流过大。焊缝表面外观受闪光影响，容易造成表面夹渣；弧坑常伴有裂纹和气孔，严重削弱焊接强度。防止飞边的主要措施是严格控制熔池温度。立焊和仰焊时，焊接电流应比平焊小10-15%。当使用碱性焊条时，应采用短弧焊接以保持钢筋运输均匀。防止弧坑产生的主要措施是手工焊收弧时，焊条应短时间停留或做成几个圆条。
有些缺陷的存在对船舶的安全航行是非常危险的，所以一旦发现缺陷就要及时纠正。对于气孔的矫正，特别是内部气孔，在位置确定后，用气铲或碳弧气刨去除所有气孔缺陷，并形成相应的坡口，然后进行焊接修复；对于夹渣、未焊透和未熔合的缺陷，也需要先用同样的方法清除缺陷，然后按规定进行焊接修补。对于裂纹，在消除缺陷之前，应仔细检查裂纹的起点和终点以及裂纹的深度。用气铲消除裂纹缺陷时，应在裂纹两端钻止裂孔，防止裂纹扩展。钻孔时应使用8 ~ 12 mm钻头，深度应比裂纹深度大2 ~ 3 mm。用碳弧气刨消除裂纹时，应从裂纹两端开始刨，直到裂纹消除为止，然后刨去整个裂纹。无论用什么方法消除裂纹缺陷，都应形成相应的坡口，并按规定进行焊接修复。
应注意焊缝缺陷的修正:1)修补焊接缺陷时，宜采用小电流、无摆动、多层多道焊，禁止用过大电流补焊；2)修补刚性结构时，除第一层和最后一层焊道外，可在焊后热状态下锤击。每个焊道的起弧和收弧应尽量错开；3)对于需要预热的物料，当工作环境温度低于0℃时，应采取相应的预热措施；4)需要热处理的焊件，应在热处理前进行缺陷矫正；5)对于D、E级钢和高强度结构钢的焊缝缺陷，当采用手工电弧焊修补时，应采用控制线能量焊接法。每个缺陷应一次性焊接修复，不允许中途停止。预热温度和层间温度应保持在60℃以上。6)不允许在带压和回水的情况下进行焊接修复以消除焊缝缺陷；7)修改后的焊缝应按原焊缝的探伤要求进行复验。如果再次发现超过允许极限的缺陷，应再次修正，直至合格。焊接修补的次数不得超过规定的修补次数。
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