船舶结构全焊透角焊缝设计与改进方法探讨

船舶结构全焊透角焊缝设计与改进方法探讨
摘要：在本篇文章中，主要从全焊透焊缝的施工案例入手，详细论述了试验方
案的准备和焊接试验获取单面焊双面成形的全焊透角焊缝设计方式。

通过在项目
中应用新型改进方式可以看出，改进方式和以往的焊接方式相比较来讲，其施工
数量有了明显的减少，这从一定程度上降低了成本输出。

关键词：船舶结构；全焊透角；焊缝设计；改进方法
0前言
在船舶工业运行期间，船舶焊接技术是一项重要且性能良好的工艺方式，将
其应用于整项船舶建造工程中去，能够产生良好的效果。

从目前造船行业发展现
状可以看出，其面临的发展形势比较严峻，市场竞争日益激烈，因此，对于造船
企业来讲，要想全面的提升竞争实力和生产水平，除了被动式的对焊接产业技术
进行创新之外，还需要主动式的优化造船企业内部，并且大力完善焊接工艺，在
此基础上来保证焊接质量，使得建造工作能够在规定时间内完成。

1、对于全面透角焊缝设计的论述
所谓全面透角焊缝，它的组建原理为：沿着两直交或者是直交零件的交线焊
接成焊缝。

通过分析得出，全面透角焊缝包含了三种类型，分别是普通角焊缝、
深熔焊以及全焊透。

在这其中，全焊透特别重要，不过，其内部组织比较的单一化，冶金缺陷小，需要进行全面的无损检测工作。

实施焊接工作的时候，必须将
存在的焊接缺陷解决掉之后，才能够实施反面封底焊接工作。

对于全焊透来讲，
无论是从焊材的消耗数目、工作人员工作情况以及后期检验周围环境等，和普通
角焊缝相比较来讲，要高的多。

不过，通过具体应用情况来看，全焊透角焊缝施
工工作也存在着周围长并且非常复杂等一系列缺陷，这些缺陷的出现，不仅对于
人员工作情况和自身健康有着不良的影响，同时还危害着整项工作的质量。

所以，对其进行改进是很有必要的。

2、全焊透角焊缝的船级社基本要求以及施工情况
2.1ABS对于全焊透提出的相关要求
ABS主要是指美国的船级社，它们对于全焊透提出了非常严格的要求，明确
规定，面对全焊透工作来讲，当相关人员实施根部或者是背面焊接工作之前，要
想解决掉金属存在的各项问题，那么就需要使用打磨或者是削等一系列方式来解
决问题。

假设是使用永久性或者临时衬垫便可以符合焊接标准要求，就不需要使
用背面气刨这一方法。

2.2全焊透角焊缝的施工情况
进行船舶生产设计工作的时候，全焊透角焊缝的坡口形式需要严格遵循标准
图纸，或者是根据船厂的焊接工艺展开有效的设置。

下图是某项公司项目的全焊
透施工图纸：
图一全焊透角焊缝施工图纸
从上图可以得出，在板的厚度低于20mm的情况下，开单边坡口，当高于
20mm的情况下，则开双边坡口，连接板之间存留的间距不得高于2mm。

实施生产施工工作的时候，需要一侧一侧的进行焊接。

焊接期间，因为间隙
不能够超出2mm，熔敷金属有可能会穿透间隙，在背面产生焊渣等诸多问题，或
者是无法穿透，使得效果发挥不出等，这些现象的出现都会引起不良现象。

所以，这就需要在焊接的另外一端采取气刨的方式，一直到焊接显露出银白色的金属之
后才可以。

根据全焊透角焊缝实际施工现状可以看出，其具备周围长、复杂性高并且工
作量大等一系列特征。

因为是划分两次进行焊接的，这就需要记录袭来两次焊接
工作的实验报告，通过分析实验结果来解决难题。

比如，假如气刨形成了一定的
坡口，坡口呈现出锯齿状，这一情况和标准要求是不相符的。

进行焊接之前，需
要保持光滑性，对其进行打磨，打磨的难度比较高，一旦遇到了较小范围的空间，在气刨期间就会形成诸多的烟尘，无法得以释放，进而影响了工作人员的自身健康，为其埋下了安全隐患。

此外，如果存在着船壁现象，工作人员便需要将船壁
一侧挪动到另外一侧进行施工，这为工作带来了极大的困难性。

3、船壁结构全焊透角焊缝设计的改进策略
通过设计出相应的结构区域、受到动态载荷的区域以及局部集中应力区域，
或者是井角焊缝设计为全焊透，能够增强结构强度，延伸使用周期。

面对较为关
键的区域来讲，进行详细设计工作的时候，通常是遵循深熔焊和全焊透等相关需求，采取详图节点的方式表达出来，比方，焊接的具体长度、坡口形式等。

3.1全焊透角焊缝设计改进方案的制定
在满足ABS规定需求的基础上，为了降低人员的工作压力，减少建造周期、
提高企业经济效益，需要全方面改进和完善全焊透角焊缝。

首先，使用14mm厚
度的船用钢板，试样尺寸为300mmx1200mm，试样之间连接的角度是90°和45°，单边坡口，连接板之间预留8mm左右的间距，对于坡口的背面，则是使用陶瓷
衬垫进行焊接。

3.2焊接试验工作的开展
从实际情况来实施焊接试验，试验次数为两次。

当前，要想确保试验结果的
准确性，使其和生产具体现状相符合，在车间内需要选择能力较强、经验丰富并
且持有焊工证书的工人，让其进行试验室操作，有关人员向工人详细的讲解完具
体流程之后，进行焊接试样装配，衬垫安装工作则是由工人单独落实。

在首次焊接试验工作中，试件的连接间隙为5mm，两组试件内的首个焊接工
作完成之后，需要拆掉背面的衬垫，如果存在着背面焊接成形效果不好并且没有
熔合的时候，可以先找寻出产生该种情况的主要原因。

通过分析探究得出，这是
因为坡口之间的间隙较少，焊丝没有办法有效的深入到坡口中去而导致的，再加
上金属填充量较少，使得焊接背面无法达到成形的目的。

待做完第一次焊接试验以后，进行第二次焊接试验，将试件中的连接间隙设
置成6.8mm，首个焊接工作完成之后，拆除焊接背面的衬垫，背面的焊接成形情
况较好，不会出现没有熔合的问题，只要特殊的点需要进行打磨一下。

3.3应用设计改进方式
经过改进之后的全焊透角焊缝自身具备较强的操作性，焊接试验的结果需要
和船舶建造质量标准要求相一致。

当前，为了全面的提升焊接水平，减少施工的
复杂性，需要将该种改进方式引进于各个企业的船舶建造项目中去。

进行船舶设计工作的时候，通常是将全焊透角街焊缝焊接在整个结构连接部
位中相对关键的位置处，除了这样，其它的都是普通的角焊缝。

对于普通角焊缝
来讲，主要是采取无间隙连接方式，而且，全焊透位置既有间隙，还需要坡口。

进行生产设计放样的时候，必须将全焊透的间隙和坡口做出来，生产装配期间，
只要拉近普通角缝构件之间的距离，那么全焊透位置就会留有一定的间隙。

举例
说明，某大型原油轮项目施工图纸是有关全焊透角焊缝的节点详图，坡口角度是
遵循规范性要求来展开设置的，间隙值则是根据以往的焊接试验。

在该公司项目
实施期间，主要是使用了设计中的改进方式，经过具体应用得出，该项方式具有
良好的效果，既能够有效减少焊接人员的工作压力，同时还能够优化周围工作环境，其受到了造船领域的广泛关注和重视。

4、结语:
从以上论述得出，在造船生产期间，焊接工作量较高，成本占据比例非常大，因此，全面的改进焊接设计方式是很有必要的。

不过，对于焊接效率和质量的提升，仅仅依靠焊接工人的技术以及焊接设备和材料是远远不够的，还需要通过全
面的改进和优化焊接工艺来实现这一目标，将优化之后的方式应用于工程中去，
既可以发挥出良好的焊接效果，同时还能够实现经济效益的提高。

参考文献：
[1]杨九九,余彪,林伟.船舶结构全焊透角焊缝设计改进[J].船舶标准化与质
量,2018(04):31-33.
[2]FAB埋弧自动单面焊焊接技术的应用[J]. 李鹏,冯朝闻,王华,钟克焱,徐磊. 中
国水运(下半月). 2015(03)
[3]大型船舶局部融合角焊缝无损检测方法研究[J]. 陆文兵. 中国水运. 2014(04)
[4]船体分段角焊缝密性试验在平面分段流水线的应用研究[J]. 唐炜,屈海波. 硅谷. 2013(14)。