船舶焊接缺陷类别、产生原因和防止措施

船舶焊接缺陷类别、产生原因和防止措施
摘要：焊接缺陷不但会影响船舶的质量，而且还会直接关乎船舶企业的生产效
率和经济效益，甚至有时严重影响着船舶企业的信誉及人身安全。

因此，为避免
这些焊接缺陷的产生，研究其产生的原因及制定行之有效的防止措施是非常有必
要的。

关键词：焊接缺陷，原因措施，船舶焊接
1焊接缺陷
在船舶建造过程中,影响焊接质量的因素很多,如钢材和焊条质量,坡口加工和
装配精度,坡口表面清理状况以及焊接设备、工艺参数、工艺规程、焊接技术、天
气状况等等,任何一个环节处理不当都会产生焊接缺陷,影响焊缝质量。

焊接缺陷
按其在焊缝中的位置不同可分为外部缺陷和内部缺陷。

常见的焊接外部缺陷有:焊
缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔、表面夹渣及焊接
裂纹等;内部缺陷有:气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透等。

对于外部缺陷的检查主
要通过的是目测、焊规测量、放大镜(5X)检查、着色检查、磁粉检查等手段;而对
内部缺陷的检查主要采用X射线检查、超声波检查、压力试验。

2焊接缺陷造成的主要危害
焊接残缺陷会造成焊接件疲劳强度下降，静载荷、动载荷强度下降，韧性降低，抗腐蚀性差。

焊接缺陷造成的主要危害是焊接应力集中。

焊接缺陷造成的应
力集中主要原因为，焊接截面变化而引起局部压力改变，由于缺陷表现形式不同，造成的截面变化程度不同，对应力影响大小也各不相同。

所以在焊接过程中和焊
接后均会产生焊接应力，特别是较厚钢板的焊接，会产生较大的残余应力，从而
导致热裂纹或冷裂纹。

焊接接头形式不同也会造成不同程度的焊接应力集中。

①焊接变形是结构件焊接制造过程中最常见问题之一，由于焊接过程是一个
受到电弧电压、电流、热传导、金属相变和力学性能改变，局部快速的加热到高
温并随后快速冷却的非线性瞬间热传导过程，整个焊接件的温度变化急剧，焊缝
周围母材热影响区的金相也随温度剧烈变化，其物理性能也随之改变。

焊接变形
不仅会降低结构件本身强度，还会导致结构件装配尺寸出现误差，影响产品质量，降低生产效率。

②降低产品疲劳强度，缩短产品使用寿命。

由煤机产品结构件钢板厚度较厚，结构较为复杂，所选母材材质含碳量较高，要求承受的动、静载荷也较为复杂。

焊缝应力集中，不仅造成焊缝处强度较低，同时对结构静载荷非脆性破坏影响较大，缩短产品使用寿命，降低产品可靠性。

③引发焊接件脆性断裂。

煤机产品结构件焊接过程中，产生的结构应力较大，同时过热区和熔合区脆性和韧性都有所下降，焊接缺陷受到外力作用时同时产生
内应力，极有可能引起结构件的突然断裂，造成安全事故。

3焊接产生在原因
在现代化的建设过程中，焊接工作是非常重要的组成部分，同时对于很多地
方的工程优化及日常维护等，都会产生决定性的影响。

严格来讲，焊接是细节工作，同时在具体的焊接技术操作上，能够通过多元化的模式来完成，很少出现严
重的偏差和不足。

为此，在焊接缺陷发生以后，要积极地分析原因，而后在预防
手段、质量检验手段上，不断地强化。

3.1材料、设备存在问题
焊接工作的实施，在近几年引起了社会上的广泛关注，在很多的专业领域，
也引起了较多的探讨。

从客观的角度来分析，焊接缺陷之所以频繁的出现，还与
材料、设备的问题，表现为密切的关系。

首先，日常的焊接工作开展，一定要选
择匹配性的材料来完成，要结合焊接技术自身的特点来操作。

可是部分工作单位，为了片面地节省施工成本，将焊接材料的性能降低，有时候甚至是购买了假冒伪
劣的产品，这就给焊接缺陷的出现，产生了较多的条件，并且针对地方的综合建设，会构成特别严重的威胁现象。

其次，焊接的设备，正在不断的革新，伴随着
科技的快速发展，有很多的新型焊接设备问世。

施工单位在工作过程中，未能够
对新型焊接设备有所掌握，或者是在设备的操作过程中，没有加强参数的合理控制，以至于焊接技术的操作，出现了极端的现象，不仅没有在焊接任务上积极的
完成，还造成了严重的缺陷情况。

第三，焊接设备、材料方面的搭配，未从焊接
本身的技术要求来出发，总是按照传统模式来操作，产生的隐患较为严重。

3.2焊接裂纹
焊接裂纹可分热裂纹、冷裂纹两大类。

焊缝金属由液态到固态的结晶过程中
产生的裂纹称为热裂纹,多发生在焊缝中心,沿焊缝长度方向分布。

热裂纹的裂口
多数贯穿表面,呈现氧化色彩,裂纹末端略呈圆形。

产生热裂纹的原因是焊接熔池
中存有低熔点杂质(如P、S、C等)不均匀分布在焊缝中心和最后凝固部位,这些杂
质熔点低,结晶凝固最晚,且凝固后的塑性和强度又极低。

在外界结构拘束应力足
够大和焊拉应力作用下,熔池中这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开,或在凝固后
不久被拉开,造成晶间开裂。

4防止措施
4.1完善焊接材料、设备体系
经过上述几项工作的开展，焊接缺陷的预防、质量检验，基本上能够得到良
好的效果，在相关问题的处理上，也能够取得不俗的成绩。

为了在日后的工作中，进一步的获得较大提升，还应该在焊接材料、设备体系方面，不断地做出完善处理。

第一，所有的焊接材料购买，都必须从正规的渠道、正规的厂家来完成，要
求按照严格的质量检验体系，做出相应的筛查分析，为日后的长久工作进步，做
出更大的支持。

第二，焊接设备的匹配，无论是租赁还是购买，都应该结合焊接
任务的需求来完成。

现代化的科技发展非常迅速，焊接设备的型号、功能是非常
齐全的，应努力选择性价比较高的设备，将焊接缺陷更好地改善，为焊接质量检验，提供较多的保障。

第三，焊接工作的开展过程中，应加强相关参数的合理调整，在具体工作过程中，对于焊接的细节操作，按照综合性的技术手段来操作，
采用联合方案来完成焊接水平的提升。

4.2预防产生热裂纹的措施
严格控制焊接工艺参数,减慢冷却速度,适当提高焊缝形状系数,尽可能采用小
电流多层多道焊,以避免焊缝中心产生裂纹;认真执行工艺规程,选取合理的焊接程序,以减小焊接应力;控制母材和焊接材料中的有害P、S、C含量。

焊缝金属在冷却过程或冷却以后,在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的
裂纹称为冷裂纹。

这类裂纹有可能在焊后立即出现,也有可能在焊后几小时、几天
甚至更长时间才出现。

冷裂纹产生的主要原因为:1)在焊接热循环的作用下,热影响区生成了淬硬组织,提供了敏感的基体;2)焊缝中存在有过量的扩散氢,氢的气体分
子会形成很大的内压力,直接形成裂纹;3)接头承受有较大的拘束应力。

预防产生冷裂纹的措施有:1)改进焊接结构设计,改善焊缝拘束条件;2)严格遵守
焊接材料焊条、焊剂)的保管、烘焙、使用制度,谨防受潮;3)清理坡口及边缘的油污、水份和锈迹;4)选用碳当量低的母材、构件厚度、施焊环境等,选择合理的焊接
工艺参数和线能量,如焊前预热、焊后缓冷,采取多层多道焊接,控制一定的层间温度等;5)降低冷却速度,以去氢、消除内应力和淬硬组织回火,改善接头韧性;6)采用合理的施焊程序,采用分段退焊和对称施焊等方法,以减少焊接应力集中。

5结语
随着时间的推移，我国的焊接工作正在逐步地接受洗礼，为了在日后的焊接缺陷方面更好的避免，一定要将相关的原因做出预防处理，并且在质量检验的过程中，坚持落实有效的对策来完成，这样能够更好地避免固有的缺失和不足。

值得注意的是，焊接工作的实施过程中，预防手段和质量检验，必须按照双管齐下的模式来操作，这样才能努力创造出较高的工作价值。

参考文献
[1]尹立辉.焊接缺陷的产生原因及防止对策[J].金属加工(热加工),2008(16):62-65.
[2]邵圣明.浅谈焊接缺陷成因及防治措施[J].价值工程,2016,35(27):133-134.。