船舶焊接质量控制要点

1、 高等教育自学考试 毕业设计（论文） 题目船舶焊接质量控制 专业班级船舶与海洋工程专业 姓名 指导教师姓名 所属助学单位 2012 年 03 月 24 日 目录 引言 03 第一章：焊接检验04 1.1 焊缝的焊前检验 04 1.2 检验前的准备工作 05 1.3 检验内容、精度标准与检验方法 07 1.4 检验注意事项 08 第二章： 焊缝的焊接规格和表面质量检验 10 2.1 检验前的准备工作 10 2.2 检验内容、 精度标准与检验方法 14 2.3 注意事项 18 2.4 焊缝内部质量检验 20 第三者： 无损探伤检验 3.1 检验钱的准备工作 21 3.2 检验内容与评级标准 22

2、3.3 检验主要事项 23 第四章：总结与感谢 25 第五章：参考文献 26 引言 在现代造船工业中，焊接已经成为一种不可替代的 连接形式，相对于铆接等传统连接方法，焊接体现了其 成本低，现场操作性强，有效减轻结构重量，而且也能 很好的满足船舶水密连接的要求。焊接在因为它的巨大 优点而成为造船工业最主要连接方法的同时，其本身存 在的缺点也应引起足够重视。焊接是一种通过加热（或 不加热），添加（或不添加）填充材料，同时在加压（或 不加压）的情况下达到原子间结合，形成永久性接头的 连接方法。针对目前船厂的焊接方法，主要属于焊接方 法分类中的熔化焊，通过热输入的方式使得母材和填充 材料熔化，从而形成

3、焊接接头，这样的焊接方法将导致 母材及焊接接头的组织、成分发生变化，并且在焊接过 程中，焊接环境（油污、水、锈等） 、焊接设备、焊接工 艺参数等都会对焊后组织产生影响，从而最终影响焊接 接头的强度、韧性等各种力学性能。在整个造船成本中 焊接成本约占 20%，焊接的施工量大，并且焊接质量好 坏直接关系到船舶建造及运行安全，所以对焊接质量的 控制就尤为关键。 就焊接质量而言可以主要从焊接工艺制定和焊接检 验两个方面进行控制。本论文主要讨论的是焊接检验方 面的问题。 一、焊接检验 1. 焊缝的焊前检验 （一）概述 接缝经定位焊后对其接缝间隙、坡口，以及对接缝 错边、定位焊质量及焊缝清洁状况等项目的检

4、验称为焊 缝的焊前检验。 接缝通常在装配工序施行定位焊后交焊接工序，该 交阶段在船体建造流程中有如下工位： 1. 部件装配定位焊后； 2. 板列拼板定位焊后； 3. 组件装配定位焊后； 4. 型材端头拼接定位焊后； 5. 胎架上拼板定位焊后； 6. 分段制造定位焊后； 37 7. 分段安装定位焊后。 以上第 15 工位一般采用工人自控、专职检验员巡 视，第 6 工位应由检验员检验，第七工位通常应提交验 船师、船东检验，检验合格后经焊妥，若大接缝的对接 形式并非衬垫焊，则反面用碳刨加工坡口后通常不再检 验，待封底焊完工再交验。 焊缝的焊接必须提供符合质量要求的焊接坡口，是 确保焊接质量的必要措施

5、。 （二）检验前的准备工作 检验员要查阅部件、平面与曲面分段、立体分段的 接缝装配精度及定位焊要求，分段安装后的大接缝的焊 前检验。检验员首先应从外板展开工作图、分段工作图 或船台焊接工艺文件中了解所检验船体的不同部位的大 接缝采用何种焊接方法及相应的焊接坡口形状，以便在 分段预修整时或在船台划余量线后气割焊接坡口时，检 验员能掌握处于不同部位的大接缝坡口形状的准确性。 船舶检验局的船舶建造检验规程规定： “船台安装分 段对接焊缝的装配间隙、坡口、错边意见内部构架的连 接等，均应经验船师检查合格后才允许进行施焊” 。对此， 检验员应在交验前先预检。检验员检验时要带好焊缝量 规与短钢尺。 各种焊

6、缝的焊接坡口形状用焊缝附后标注在图样上，主 要焊缝符号，见表 3-26. 表 3-26 序号 焊缝 名称 示图 备注 1 型 2 V型 3 钝边 V型 4 单边 V型 5 钝单 边 型 6 钝边 型 7 角焊 1 仅标 注焊 脚尺 寸 8 封底 焊 9 塞焊 10 垫板 焊 注：表列 17 的符号仅表示单面焊，表示双面焊应将符 号标注在指引线横线上下。 表 3-26 中焊缝符号只表达焊接坡口的形状，在图样上标 注时还需增加钝边尺寸与坡口角度，其数值根据各船厂 企业标准自行制订。通常对接焊缝在图样上即使不标注 焊缝符号，对于船体主要结构应完全焊透，对于次要构 件应达到最大限度焊透。角接焊缝需要开

7、坡口焊接，必 需在图样上绘出详图。 （三）检验内容、精度标准与检验方法（见表 3-27） 表 3-27 检验内容、精度标准与检验方法 十 字 接 头 的 错 位 为错位量 为较薄板厚 主要构件 次要构件 用焊缝量规 短钢尺检测 角 接 缝 的 间 隙 搭 接 缝 的 间 隙 对 接 缝 的 错 边 手工焊根部间隙 部件装配 Q W 1.0 分段制造 a . .r 分段安装 a 经 3,0 主要构件 卩为错边量 次要构件 -为较薄板厚 为间隙 为间隙 L 部件装配 分段制造 q w m 分段安装 0.15 g, 且 m 部件装配 分段制造 分段安装 3.5 30 己二 0.2 且 5.0 （四）

8、检验注意事项 1.焊缝坡口区域的铁锈、 氧化皮、 油污、杂物及车间底漆 应予清除，并保持清洁和干燥。 2般强度船体结构钢如施焊环境温度低于或等于-5 C 时，应采用焊前预热措施。 3. 对高强度钢、铸钢和锻钢船体结构件的焊接应查阅所验 船舶的有关工艺文件，严格执行焊接引弧、定位焊要求、 焊前预热及焊后保温或处理等措施，并满足船规要求。 4. 船体分段大接缝的间隙与坡口形状符合船舶检验部门 认可的焊接工艺规程规定，以确保焊缝能完全焊透。 5. 船体分段大接缝的焊缝间隙若有超差， 可参阅船体建 造精度标准和偏差许可中的方法进行修复。 6. 对于两块板材以夹角小于 50相交而形成的角焊缝， 若小于

9、50狭小处的角焊难以焊接，则另一面的角焊缝 坡口必须大于 45，如坡口角度不足，应刨削之，且焊 接时应用小直径焊条进行多道单面焊。 7. 海船或甲板边板厚度大于或等于 12mm 的内河船，在船 中 0.5船长区域内，强力甲板与舷顶列板的角接缝应开坡 口，一般应完全焊透。 8主机座的纵桁腹板厚度大于或等于 14m m（内河船大于 或等于12mm）时，纵桁腹板与水平面板的角接缝应开左 右对称的 K 型坡口，以达到最大限度焊透。 9. 起重桅柱的本体焊缝均应完全焊透，本体贯穿甲板时， 则与本体连接处应开双面坡口，本体根部与甲板焊接的 边缘应开单面坡口，并确保焊透。 10. 若全焊透对接焊缝因结构原因

10、无法进行封底焊时，经 验船师同意，允许加固定垫板进行对接焊，此种接头的 坡口形式及装配间隙应保证其在衬垫上能完全焊透。 二、焊缝的焊接规格和表面质量检验 焊缝的焊接规格是指对焊缝的型式与尺寸的规定。 焊 接的型式有对接焊缝、角接焊缝、搭接焊缝与塞焊。其 中角接焊缝型式中还分别有双面填角焊、双面全焊透角 焊、交错断续角焊、链式断续角焊与挖孔焊等。焊缝尺 寸指对接焊缝的宽度、余高与侧面角。交接焊缝指焊脚 尺寸或焊喉厚度、焊缝长度与焊接间距等。搭接焊缝均 为周边连续角焊。长孔塞焊通常不必在孔内填满焊肉。 焊缝表面质量检验是焊缝质量检验时首先应检查的， 经检查合格后再按要求抽样检查其内部质量，最后进行

11、 焊缝的密性试验。 焊缝的焊接规格与表面质量， 是验船师与船东必须检 验的项目，但二者的侧重点有所不同，验船师侧重检查 焊接规格，它涉及船体强度，而船东侧重检查焊缝的表 面质量与飞溅颗粒，它涉及以后进行涂装的涂层质量与 寿命。 （一） 检验前的准备工作 检验员检验前应阅读所验分段工作图与焊接工艺文 件，了解各种焊缝所在钢材的牌号，应选用的焊条牌号 及焊接规格。 检验员还应了解各种焊缝的型式与标注方法， 中国船 级社的钢质船舶入级与建造规范规定见表 3-28，中 国船舶检验局的内河钢船建造规范规定见表 3-29. 表 3-28 海船规范的焊缝型 式 序号 角焊缝名称 型式与标注方法 双面连续 角

12、焊缝 用于一般结构 焊脚高度 焊喉厚度 1，焊件厚度 双面深熔 角焊缝 用于受应力较大的结构 深熔焊条国产牌号为 。适用于 板厚12 ,的对接焊 板厚 8 的角接焊 用于受高应力的结构 双面全焊 透角焊缝入 / t y) 交错断续 角焊缝 并列断续 角焊缝 断续角焊缝两端部 位连续包焊 焊缝长度 焊缝间距 焊缝节距 断续角焊缝两端部 位连续包焊 焊缝长度 焊缝间距 焊缝节距 6 挖孔焊 孔端部周围应连续 包焊 表 3-29 内河船规范的焊缝型 式 型式与标注方法 双双面连续角焊缝 双丨一双面全焊透角焊缝 双卜:单面连续角焊缝 交错断续角焊缝 并列断续角焊缝 一面连续角焊缝 一面断续角焊缝 表中

13、：K焊脚高度；I焊缝长度；e焊缝间距 交错断续角焊缝与并列断续角焊缝可替代使 用。 检验员必须关心下列船体构件施焊时是否采用了低氢焊 条： 1、船体分段的环形对接缝； 2、船体大接缝处的纵桁材对接处 （仅指海船 ）; 3、具有较大刚度的构件，如首框架、尾框架、尾轴 架等，及其与外板和船体骨架的接缝 （仅指海船 ）; 4、桅杆、吊货杆、吊艇架、系缆桩、拖钩架等与其 相连接的构件的焊缝； 5、功率不小于 220kW 的主机基座及其相连接的构 件； 6、碳当量大于 0.41%的钢材或高强度刚的焊接。 （二） 检验内容、精度标准与检验方法 1、对接焊缝余高下限不得低于钢板表面，上限不得 超过下列值：

14、当板厚t lOmnfl寸，为4.5mn。 2、 角焊缝的焊脚尺寸K必须大于或等于0.9K K为规定的焊脚尺寸。 3、断续焊缝的每段焊缝的有效长度不得小于图样规定的 长度要求。 4、包角焊焊缝检验 1）凡构件的角焊缝在遇到构件切口处及构件的末端，均 应有良好的包角焊。 2）包角焊缝的双面连续角焊缝长度见注意事项第二条， 焊脚尺寸不得小于设计焊脚尺寸。 3）包角焊缝不应有脱焊，未填满的弧坑等焊接缺陷。 5、焊缝外形检验、 1）焊缝外形应均匀，焊道与焊道、焊道与基体金属之间 应平缓地过度，不应有截面的突然变化。 2）焊缝的侧面角必须小于90 * 3）焊道表面凹凸，在焊道长度25mm范围内，高低差b-

15、a 不得大于2mm, 4）多道多层焊表面重叠焊缝相交处下凹深度，不得大于 1.5mm 5）对接焊缝焊道宽度差，在100mm范围内不得大于 5mm 6、焊缝表面质量检验 1）焊缝不得存在表面裂纹、烧穿、未熔合、夹渣和未填 满的弧坑。 2）焊缝表面不允许有高于2mm的淌挂的焊瘤。 3）焊缝表面不允许存在由于熔化金属淌到焊缝以外未 熔化的基体金属上的满溢。 满溢 4）船体外板、强力甲板和舱口围板等重要部位的对接焊 缝，咬边深度d允许值为： 当板厚 t 6mm 时，d 0.3mm,局咅B d6mm 时，d 0.5mm,局咅B d 0.8mm。 其他部位的对接焊缝及角接焊缝的咬边深度 d允许值为: 当板

16、厚 t 6mm 时，d6mm时，d 0.8mm。见下图。 5）船体外板、强力甲板和舱口围板等重要部位以及要求 水密的焊缝不允许有表面气孔。 6）其它部位的焊缝， 1m 长范围内允许存在 2 只气孔， 气孔的最大允许直径： 当构件的板厚t 10mm时，为1.5mm。 7）在船体的外板、强力甲板正面、上层建筑外板、甲板 室外围壁等暴露的焊缝及其周围，飞溅颗粒应全部去除 干净 8）其他内部焊缝在 100mm 长度两侧，飞溅应不多于 5 个，飞溅颗粒直径不得大于 1.5mm。 7、C02气体保护电弧焊角焊缝表面质量标准 C02气体保护电弧焊角焊缝在角焊缝焊脚尺寸、焊缝 的侧面角、多道焊表面重叠焊缝相交

17、处的下凹深度、淌 挂的焊瘤、满溢、咬边深度及表面气孔等方面的表面质 量标准与上述第 6 条相同，其他不同处尚有下述三条： 1）焊缝凸度厶Z 1mm+0.15a 2) 焊缝凹凸度 Z 0.3mm+0.05a 3) 焊脚尺寸不对称偏差 Z 12mm时，长度玄75mm 当板厚t65m 3 30m L v 65m 船中部强力甲板、舷顶列 2 板、外板、平板龙骨端接缝 抽查 其他的对接缝 (2)船长v 30m的船舶按内河小型船舶建造检验规程 (三) 检验主要事项 1、对无损探伤评片的等级，由具有2级或2级以上资格 证书的人员进行复评审核，然后出具报告 2、被评定为不合格的焊缝，应及时进行返修，返修工艺

18、可参阅船体建造精度标准和偏差许可 3、如返修后经探伤复查仍不合格，对该段焊缝中认为缺 陷有可能延伸的一端或两端延伸增加检查，直至达到邻 近合格的焊缝为止。 4、当所有被检焊缝一次合格率低于 80%时，应对重要部 位的焊缝追加检查，其数量占总检查段数的 10%-20%， 并应对全部焊接工艺引起注意。 四、总结与感谢 不可否认，在当今船舶界，焊接质量的好坏直接影 响到船舶的安全性，稳定性，经济性，美观性等。尤其 是在收到金融危机冲击后，焊接质量的好坏甚至直接关 系的一个船厂能否接到订单，维持自身的正常运转。本 人目前在船厂从事船舶检验工作，在跟随师傅学习的过 程中，深深明白检验这项艰苦而重要的工作的不易，他 需要强烈的责任心和坚韧不拔的毅力。在论文方面，我 要深深感谢我的指导老师、教我船舶检验的师傅以及好 友同学给我的帮助，在论文完成之际，我要向你们表示 衷心的感谢，向老师、师傅表示崇高的敬意。 通过本次毕业设计，让我对所学到的船舶知识有了