船舶焊接質(zhì)量控制

1、高等教育自學考試畢業(yè)設(shè)計（論文）題目船舶焊接質(zhì)量控制專業(yè)班級船舶與海洋工程專業(yè)姓名指導教師姓名所屬助學單位2012年03月24日目錄引言 03第一章：焊接檢驗041.1焊縫的焊前檢驗041.2檢驗前的準備工作051.3檢驗內(nèi)容、精度標準與檢驗方法 071.4檢驗注意事項 08第二章：焊縫的焊接規(guī)格和表面質(zhì)量檢驗 102.1檢驗前的準備工作 102.2 檢驗內(nèi)容、 精度標準與檢驗方法 142.3 注意事項 182.4 焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢驗 20第三者： 無損探傷檢驗3.1 檢驗錢的準備工作 213.2 檢驗內(nèi)容與評級標準 223.3 檢驗主要事項 23第四章：總結(jié)與感謝 25第五章：參考文獻 26引

2、言在現(xiàn)代造船工業(yè)中，焊接已經(jīng)成為一種不可替代的 連接形式，相對于鉚接等傳統(tǒng)連接方法，焊接體現(xiàn)了其 成本低，現(xiàn)場操作性強，有效減輕結(jié)構(gòu)重量，而且也能 很好的滿足船舶水密連接的要求。焊接在因為它的巨大 優(yōu)點而成為造船工業(yè)最主要連接方法的同時，其本身存 在的缺點也應(yīng)引起足夠重視。焊接是一種通過加熱（或 不加熱），添加（或不添加）填充材料，同時在加壓（或 不加壓）的情況下達到原子間結(jié)合，形成永久性接頭的 連接方法。針對目前船廠的焊接方法，主要屬于焊接方 法分類中的熔化焊，通過熱輸入的方式使得母材和填充 材料熔化，從而形成焊接接頭，這樣的焊接方法將導致 母材及焊接接頭的組織、成分發(fā)生變化，并且在焊接過

3、程中，焊接環(huán)境（油污、水、銹等） 、焊接設(shè)備、焊接工 藝參數(shù)等都會對焊后組織產(chǎn)生影響，從而最終影響焊接 接頭的強度、韌性等各種力學性能。在整個造船成本中 焊接成本約占 20%，焊接的施工量大，并且焊接質(zhì)量好 壞直接關(guān)系到船舶建造及運行安全，所以對焊接質(zhì)量的 控制就尤為關(guān)鍵。就焊接質(zhì)量而言可以主要從焊接工藝制定和焊接檢 驗兩個方面進行控制。本論文主要討論的是焊接檢驗方 面的問題。一、焊接檢驗1. 焊縫的焊前檢驗（一）概述 接縫經(jīng)定位焊后對其接縫間隙、坡口，以及對接縫 錯邊、定位焊質(zhì)量及焊縫清潔狀況等項目的檢驗稱為焊縫的焊前檢驗。接縫通常在裝配工序施行定位焊后交焊接工序，該 交階段在船體建造流程中

4、有如下工位：1. 部件裝配定位焊后；2. 板列拼板定位焊后；3. 組件裝配定位焊后；4. 型材端頭拼接定位焊后；5. 胎架上拼板定位焊后；6. 分段制造定位焊后；7. 分段安裝定位焊后。以上第 15 工位一般采用工人自控、專職檢驗員巡 視，第 6 工位應(yīng)由檢驗員檢驗，第七工位通常應(yīng)提交驗 船師、船東檢驗，檢驗合格后經(jīng)焊妥，若大接縫的對接 形式并非襯墊焊，則反面用碳刨加工坡口后通常不再檢 驗，待封底焊完工再交驗。焊縫的焊接必須提供符合質(zhì)量要求的焊接坡口，是 確保焊接質(zhì)量的必要措施。（二）檢驗前的準備工作檢驗員要查閱部件、平面與曲面分段、立體分段的 接縫裝配精度及定位焊要求，分段安裝后的大接縫的焊

5、 前檢驗。檢驗員首先應(yīng)從外板展開工作圖、分段工作圖 或船臺焊接工藝文件中了解所檢驗船體的不同部位的大 接縫采用何種焊接方法及相應(yīng)的焊接坡口形狀，以便在 分段預修整時或在船臺劃余量線后氣割焊接坡口時，檢 驗員能掌握處于不同部位的大接縫坡口形狀的準確性。 船舶檢驗局的船舶建造檢驗規(guī)程規(guī)定： “船臺安裝分 段對接焊縫的裝配間隙、坡口、錯邊意見內(nèi)部構(gòu)架的連 接等，均應(yīng)經(jīng)驗船師檢查合格后才允許進行施焊” 。對此， 檢驗員應(yīng)在交驗前先預檢。檢驗員檢驗時要帶好焊縫量 規(guī)與短鋼尺。 各種焊縫的焊接坡口形狀用焊縫附后標注在圖樣上，主 要焊縫符號，見表 3-26.表 3-26注：表列 17 的符號僅表示單面焊，表

6、示雙面焊應(yīng)將符 號標注在指引線橫線上下。表 3-26 中焊縫符號只表達焊接坡口的形狀，在圖樣上標 注時還需增加鈍邊尺寸與坡口角度，其數(shù)值根據(jù)各船廠企業(yè)標準自行制訂。通常對接焊縫在圖樣上即使不標注焊縫符號，對于船體主要結(jié)構(gòu)應(yīng)完全焊透，對于次要構(gòu) 件應(yīng)達到最大限度焊透。角接焊縫需要開坡口焊接，必 需在圖樣上繪出詳圖。（三）檢驗內(nèi)容、精度標準與檢驗方法（見表3-27）表 3-27 檢驗內(nèi)容、精度標準與檢驗方法（四）檢驗注意事項1. 焊縫坡口區(qū)域的鐵銹、 氧化皮、 油污、雜物及車間底漆 應(yīng)予清除，并保持清潔和干燥。2般強度船體結(jié)構(gòu)鋼如施焊環(huán)境溫度低于或等于-5 C時，應(yīng)采用焊前預熱措施。3. 對高強度

7、鋼、鑄鋼和鍛鋼船體結(jié)構(gòu)件的焊接應(yīng)查閱所驗 船舶的有關(guān)工藝文件，嚴格執(zhí)行焊接引弧、定位焊要求、 焊前預熱及焊后保溫或處理等措施，并滿足船規(guī)要求。4. 船體分段大接縫的間隙與坡口形狀符合船舶檢驗部門 認可的焊接工藝規(guī)程規(guī)定，以確保焊縫能完全焊透。5. 船體分段大接縫的焊縫間隙若有超差， 可參閱船體建 造精度標準和偏差許可中的方法進行修復。6. 對于兩塊板材以夾角小于 50°相交而形成的角焊縫， 若小于 50°狹小處的角焊難以焊接，則另一面的角焊縫 坡口必須大于 45°，如坡口角度不足，應(yīng)刨削之，且焊 接時應(yīng)用小直徑焊條進行多道單面焊。7. 海船或甲板邊板厚度大于或等于

8、 12mm 的內(nèi)河船，在船 中 0.5 船長區(qū)域內(nèi)，強力甲板與舷頂列板的角接縫應(yīng)開坡 口，一般應(yīng)完全焊透。8主機座的縱桁腹板厚度大于或等于 14m m（內(nèi)河船大于 或等于12mm）時，縱桁腹板與水平面板的角接縫應(yīng)開左 右對稱的 K 型坡口，以達到最大限度焊透。9. 起重桅柱的本體焊縫均應(yīng)完全焊透，本體貫穿甲板時， 則與本體連接處應(yīng)開雙面坡口，本體根部與甲板焊接的 邊緣應(yīng)開單面坡口，并確保焊透。10. 若全焊透對接焊縫因結(jié)構(gòu)原因無法進行封底焊時，經(jīng) 驗船師同意，允許加固定墊板進行對接焊，此種接頭的 坡口形式及裝配間隙應(yīng)保證其在襯墊上能完全焊透。二、焊縫的焊接規(guī)格和表面質(zhì)量檢驗焊縫的焊接規(guī)格是指對

9、焊縫的型式與尺寸的規(guī)定。焊 接的型式有對接焊縫、角接焊縫、搭接焊縫與塞焊。其 中角接焊縫型式中還分別有雙面填角焊、雙面全焊透角 焊、交錯斷續(xù)角焊、鏈式斷續(xù)角焊與挖孔焊等。焊縫尺 寸指對接焊縫的寬度、余高與側(cè)面角。交接焊縫指焊腳 尺寸或焊喉厚度、焊縫長度與焊接間距等。搭接焊縫均 為周邊連續(xù)角焊。長孔塞焊通常不必在孔內(nèi)填滿焊肉。焊縫表面質(zhì)量檢驗是焊縫質(zhì)量檢驗時首先應(yīng)檢查的， 經(jīng)檢查合格后再按要求抽樣檢查其內(nèi)部質(zhì)量，最后進行 焊縫的密性試驗。焊縫的焊接規(guī)格與表面質(zhì)量，是驗船師與船東必須檢 驗的項目，但二者的側(cè)重點有所不同，驗船師側(cè)重檢查 焊接規(guī)格，它涉及船體強度，而船東側(cè)重檢查焊縫的表 面質(zhì)量與飛濺

10、顆粒，它涉及以后進行涂裝的涂層質(zhì)量與 壽命。（一）檢驗前的準備工作檢驗員檢驗前應(yīng)閱讀所驗分段工作圖與焊接工藝文 件，了解各種焊縫所在鋼材的牌號，應(yīng)選用的焊條牌號及焊接規(guī)格。檢驗員還應(yīng)了解各種焊縫的型式與標注方法， 中國船 級社的鋼質(zhì)船舶入級與建造規(guī)范規(guī)定見表3-28，中國船舶檢驗局的內(nèi)河鋼船建造規(guī)范規(guī)定見表 3-29.表 3-28 海船規(guī)范的焊縫型 式表 3-29 內(nèi)河船規(guī)范的焊縫型式表中：K焊腳高度；I焊縫長度；e焊縫間距交錯斷續(xù)角焊縫與并列斷續(xù)角焊縫可替代使用。檢驗員必須關(guān)心下列船體構(gòu)件施焊時是否采用了低氫焊條：1、船體分段的環(huán)形對接縫；2、船體大接縫處的縱桁材對接處 （僅指海船 ）;3、

11、具有較大剛度的構(gòu)件，如首框架、尾框架、尾軸 架等，及其與外板和船體骨架的接縫 （僅指海船 ）;4、桅桿、吊貨桿、吊艇架、系纜樁、拖鉤架等與其相連接的構(gòu)件的焊縫；5、功率不小于 220kW 的主機基座及其相連接的構(gòu) 件；6、碳當量大于 0.41%的鋼材或高強度剛的焊接。(二) 檢驗內(nèi)容、精度標準與檢驗方法1、對接焊縫余高下限不得低于鋼板表面，上限不得 超過下列值：當板厚t < lOmnfl寸，為3.5mmj當板厚t >lOmnfl寸，為4.5mn。2、角焊縫的焊腳尺寸K必須大于或等于0.9K。K為規(guī)定的焊腳尺寸。3、斷續(xù)焊縫的每段焊縫的有效長度不得小于圖樣規(guī)定的 長度要求。4、包角焊

12、焊縫檢驗1) 凡構(gòu)件的角焊縫在遇到構(gòu)件切口處及構(gòu)件的末端， 均 應(yīng)有良好的包角焊。2) 包角焊縫的雙面連續(xù)角焊縫長度見注意事項第二條， 焊腳尺寸不得小于設(shè)計焊腳尺寸。3) 包角焊縫不應(yīng)有脫焊，未填滿的弧坑等焊接缺陷。5、焊縫外形檢驗、1) 焊縫外形應(yīng)均勻，焊道與焊道、焊道與基體金屬之間 應(yīng)平緩地過度，不應(yīng)有截面的突然變化。2) 焊縫的側(cè)面角必須小于 90°3) 焊道表面凹凸，在焊道長度 25mm 范圍內(nèi)，高低差 b-a 不得大于 2mm，4) 多道多層焊表面重疊焊縫相交處下凹深度， 不得大于1.5mm5) 對接焊縫焊道寬度差，在 100mm 范圍內(nèi)不得大于5mm6、焊縫表面質(zhì)量檢驗1

13、) 焊縫不得存在表面裂紋、燒穿、未熔合、夾渣和未填 滿的弧坑。2) 焊縫表面不允許有高于 2mm 的淌掛的焊瘤。3) 焊縫表面不允許存在由于熔化金屬淌到焊縫以外未 熔化的基體金屬上的滿溢。4) 船體外板、 強力甲板和艙口圍板等重要部位的對接焊縫，咬邊深度 d 允許值為： 當板厚 t< 6mm 時，d< 0.3mm,局咅B(yǎng) d< 0.5mm;當板厚 t>6mm 時，d< 0.5mm,局咅B(yǎng) d< 0.8mm。其他咅位的對接焊縫及角接焊縫的咬邊深度 d 允許值為：當板厚 t< 6mm 時，d< 0.5mm;當板厚t>6mm時，d< 0.8

14、mm。見下圖。5）船體外板、強力甲板和艙口圍板等重要咅位以及要求 水密的焊縫不允許有表面氣孔。6）其它咅位的焊縫， 1m 長范圍內(nèi)允許存在 2 只氣孔， 氣孔的最大允許直徑：當構(gòu)件的板厚t< 10mm時，為1mm;當構(gòu)件的板厚t> 10mm時，為1.5mm。7）在船體的外板、強力甲板正面、上層建筑外板、甲板 室外圍壁等暴露的焊縫及其周圍，飛濺顆粒應(yīng)全咅去除 干凈8）其他內(nèi)咅焊縫在 100mm 長度兩側(cè)，飛濺應(yīng)不多于 5 個，飛濺顆粒直徑不得大于 1.5mm。7、CO2氣體保護電弧焊角焊縫表面質(zhì)量標準C02氣體保護電弧焊角焊縫在角焊縫焊腳尺寸、焊縫的側(cè)面角、多道焊表面重疊焊縫相交處的

15、下凹深度、淌 掛的焊瘤、滿溢、咬邊深度及表面氣孔等方面的表面質(zhì) 量標準與上述第 6 條相同，其他不同處尚有下述三條：1）焊縫凸度厶Z< 1mm+0.15a2）焊縫凹凸度 Z< 0.3mm+0.05a3）焊腳尺寸不對稱偏差 Z< 1mm+0.15a且28. 檢驗方法應(yīng)先將焊縫表面的熔渣、兩側(cè)的飛濺和其他 污物清除，然后用目視和焊縫量具，必要時借助放大 鏡檢測。（三）檢驗注意事項1 、 必須注意中國船級社 鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范 規(guī)定的船體結(jié)構(gòu)下列部位應(yīng)采用雙面連續(xù)角焊縫。（1）風雨密甲板和上層建筑外圍壁邊界的角焊縫， 包括艙口圍板、升降口和其他開口處（ 2） 液體艙、水密艙室的

16、周界（ 3） 機座和機器支承結(jié)構(gòu)的連接處（4）尾尖艙內(nèi)所有結(jié)構(gòu)（包括艙壁扶墻材）的角焊縫（5）裝載化學品和食用液體貨艙的所有角焊縫（6）液艙內(nèi)所有的搭接焊縫（ 7） 船首 0.25L 區(qū)域內(nèi)，主要、次要構(gòu)件與船底板 連接處的所有角焊縫（8）中桁材與平板龍骨的連接角焊縫 （9）廚房、冷凍庫、配膳室、盥洗室、浴室、廁所 和蓄電池室等處的周界角焊縫（ 10） 船體所有主要、次要構(gòu)件端部與板材連接 的角焊縫和肘板端部與板材連接的搭接焊縫（ 11） 其他特殊結(jié)構(gòu)、在高強度鋼板上安裝附件 和連接件時的角焊縫應(yīng)特殊考慮（ 12） 散裝貨船的貨艙肋骨及其上下肘板與舷側(cè) 外板、上下邊艙的底板之間的所有角焊縫2、

17、當船體構(gòu)件采用斷續(xù)角焊縫時，對下列部位的規(guī) 定長度內(nèi)應(yīng)采用雙面連續(xù)角焊縫 （1）凡焊縫長度在 300mm 以內(nèi)者（2）肘 板趾端應(yīng)不小于連續(xù)骨材的高度，且不小于75mm（3）桁 材、肋板、強橫梁、強肋骨的端部應(yīng)不小于 腹板高度，（4）縱骨切斷處端部削斜時，不小于 1 個肋距（5）骨 材端部削斜時，應(yīng)不小于削斜長度；骨材端 部以焊接固定時，應(yīng)不小于骨材高度（6）各種構(gòu)件的切口、切角、開孔（流水孔、透氣 孔等）的兩端，應(yīng)按下述規(guī)定：當板厚t> 12mm時，長度玄75mm當板厚t< 12mm時，長度玄50mm（7）各種構(gòu)件對接縫的兩側(cè)，長度不小于 75mm（ 8） 構(gòu)件上堵漏孔至密性艙壁

18、的角焊縫（ 9） 甲板機械下構(gòu)件的角焊縫3、檢驗員應(yīng)了解焊腳尺寸與焊腳的含義不同，檢驗員 應(yīng)檢測的焊腳尺寸是指角焊縫橫截面中最大等腰 直 角三角形中直角邊的長度，并非檢測至焊趾 的長度.4、應(yīng)重視船體水密構(gòu)件的焊縫堵漏工藝措施，常用方法列舉如下1) 雙層底分段內(nèi)的海底閥箱、污水井、測深儀艙、 計程儀艙等要求水密的艙室其周圍貫通構(gòu)件應(yīng)開 堵漏孔2) 雙層底分段內(nèi)的水密肋板尤其兩舷呈尖角型的區(qū) 域除了焊雙面連續(xù)角焊縫外在內(nèi)底邊板邊緣的水 密肋板肋位處應(yīng)開堵漏孔以便在內(nèi)底板厚度堆焊 堵漏3) 外板縱縫若為襯墊焊，如果縱縫里面沒有水密艙 壁則其水密壁兩側(cè)的襯墊不得墊至艙壁，應(yīng)留空 一層墊板板厚的空隙，

19、以便水密艙壁兩側(cè)能通焊 堵漏，4) 尾軸支架等船體附件若支腳深入船體后裝焊在水 密壁板上， 則外板上的腹板應(yīng)在水密艙壁處間斷， 以便在間斷處堆焊堵漏，5、在巡視檢查中應(yīng)監(jiān)督電焊工的操作質(zhì)量1) 焊工必須持有認可的焊工合格證書，方可從事與其證書等級相應(yīng)的焊接工作2） 焊工必須帶齊必備的工具，遵守焊接材料保管與 使用規(guī)定，采用規(guī)定的焊接材料，選用合適的焊 接參數(shù)，執(zhí)行焊接工藝。多層施焊，每層都應(yīng)敲 清焊渣，焊畢應(yīng)敲清焊渣與飛濺，并對所暴露的 焊縫缺陷修復妥當四） 焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢驗 焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢驗應(yīng)在焊縫焊接規(guī)格尺寸與表 面質(zhì)量檢驗所發(fā)現(xiàn)的缺陷修補完工并復檢合格后進 行。焊縫內(nèi)部質(zhì)量可采用射線超聲

20、波探傷或其他適 當?shù)姆椒?，（如對焊縫表面或接近表面的內(nèi)部缺陷可 采用滲透探傷或磁粉探傷）進行無損探傷 焊縫射線探傷是采用照相法焊縫經(jīng)射線透照后 焊縫缺陷的照片底片上顯現(xiàn)出各種特征， 通過辨認和 判別覺得焊縫內(nèi)部缺陷的性質(zhì)位置及大小， 然后按經(jīng) 驗驗船師確認的有關(guān)標準評定質(zhì)量等級 . 焊縫超聲波探傷是由探頭在焊縫兩側(cè)向焊縫發(fā)出超 聲波束，當遇到缺陷或焊接接頭底面時，就分別產(chǎn)生反面波束，然后根據(jù)反射信號在熒光屏上顯示的脈沖 波形來判斷缺陷的性質(zhì)，位置及大小按有關(guān)標準評定 的焊縫質(zhì)量等級焊縫射線探傷由于直觀性壁超聲波強， 又便于底 片保存?zhèn)洳?，因此它是焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢驗的主要檢驗 方法，廣泛用于外板板

21、縫及縱向主要構(gòu)件的對接縫檢 驗，超聲波探傷對面積性的缺陷如裂紋、未焊透等的 顯現(xiàn)比射線探傷敏感，主要用于自動焊縫和角焊縫。 例如用于舷頂列板與強力甲板邊板的角焊縫檢驗三、無損探傷檢驗從事焊縫無損檢測的人員必須具有有關(guān)船級社 認可的無損檢測人員資格證書方能從事與其證書 相應(yīng)的種類和等級的無損檢測工作。（一）檢驗前的準備工作檢驗員在船體分段開工建造時，應(yīng)將船體焊縫 無損探傷布置圖交驗船師，該圖內(nèi)容為反應(yīng)船體左 右舷的外板板縫的外板展開圖與強力甲板板縫平面 圖，圖中應(yīng)包含大接縫和縱向主要構(gòu)件的位置，如肋位號、縱骨號、縱桁編號、板列編號等均應(yīng)標注完整， 以便于檢測人員尋找船體焊縫無損探傷的數(shù)量查閱所驗

22、船舶的焊接工 藝文件，探傷位置先由檢驗員標注于探傷布置圖上， 然后交驗船師審閱。無損探傷的重點部位如下：1、船中 0.6 船長區(qū)域內(nèi)的強力甲板、 舷頂列板、舷側(cè) 外板、船底板等縱橫焊縫交叉處和船體分段的環(huán)形焊 縫；2、船中0.6船長區(qū)域內(nèi)的平板龍骨， 對接焊縫和圓弧舷板的對接焊縫；3、強力甲板艙口角隅板的對接焊縫4、船中 0.6 船長區(qū)域內(nèi)的縱向骨架和縱艙壁扶強材的對接焊縫5、機艙內(nèi)底板與主機基座面對接焊縫6、起重桅（柱）的環(huán)形對接焊縫經(jīng)驗船師認可的船體焊縫無損探傷布置圖在船體 建造過程中，驗船師根據(jù)需要對無損探傷數(shù)量和位置做局部更改。此圖檢驗員應(yīng)妥善保管，不得外傳。 焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢驗必須在焊

23、縫焊接規(guī)格尺寸與表面質(zhì)量 檢驗合格后進行（二）檢驗內(nèi)容與評級標準 船體焊縫無損探傷的數(shù)量和位置，根據(jù)不同船舶的入級 要求，按相應(yīng)的船級社建造規(guī)范由船廠技術(shù)部門編制在 有關(guān)船體焊接工藝的文件中。 有關(guān)規(guī)范與專業(yè)標準目錄， 提供如下：1、鋼質(zhì)海船（ 1）鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范 （中國船級社 ）（2）CB/T3177 船舶鋼焊縫射線照相和超聲波檢測規(guī)則（3）CB/T3558 船舶鋼焊縫射線照相工藝和質(zhì)量分級（ 4） CB/T3559 船舶鋼焊縫手工超聲探傷工藝和質(zhì)量分 級（ 5） CB*3127 焊縫射線照相技術(shù)條件2、鋼質(zhì)內(nèi)河船 內(nèi)河鋼船建造規(guī)范 （中華人民共和國船舶檢驗局）其 中：(1)船長30m的船舶焊縫無損探傷檢查比例，見下表表3-30焊縫無損探傷檢查比例表檢杳部位檢查百分比(%)船體分段大合攏的焊縫長5度L>65m330m< L v 65m船中部強力甲板、舷頂列2板、外板、平板龍骨端接縫其他的對接縫抽杳(2)船長v 30m的船舶按內(nèi)河小型船舶建造檢驗規(guī)程(三