船舶焊接特点及要求分析

摘 要：从船舶焊接的特点入手，对船舶焊接过程中需要注意的事项进行了分析，提出了船舶焊接的具体要求，所得结果对提高船舶焊接质量和效率具有一定的指导意义。

关键词：船舶焊接；焊缝；焊接质量；焊接工艺

1 前言

船舶的历史非常悠久，从古代的刳木为舟开始，经历了独木舟和木板船时代；后来又有了借助于自然动力的帆船；直到十九世纪世界上第一艘真正意义上的钢船问世，才开始了以钢质船舶为主的新时代。制造船舶离不开材料的连接方式，刚开始的木船一般采用榫头进行连接，钢船开始的时候也是采用铆接的方式，这些连接方式虽然各有优点，但是效率比较低，不适合大规模船舶的建造，直到船舶焊接技术的出现和不断成熟，船舶工业才带来了革命性的变化。与铆接相比，焊接具有重量轻、强度高、成本低、结构合理以及生产效率高等优点，因此很快得到了广泛的应用。

焊接是造船业广泛采用的一种连接方式，目前已成为仅次于装配和机械加工的第三大加工产业，渗透于国民经济的各个领域。中国船级社明确规定：材料和焊接是船检内容之一。因此，分析和研究船舶焊接的特点和要求十分必要。

2 船舶焊接工艺特点分析

由于船舶结构的复杂性，船舶焊接不同于普通的金属焊接，具有其特殊的工艺特点。一般来讲，船舶焊接工艺具有下列特点：

2.1 船舶焊接材料的使用需要严格按照使用范围来确定。对于普通的船体钢结构，要用酸性焊条焊接；而对于船体环型对接焊缝、各种型材和骨材对接缝、机座及其相连接构件、艏艉柱及各种管材和开孔结构等，则要采用低氢型焊条即碱性焊条或者相同级别的二氧化碳焊丝进行焊接；而对于埋弧自动拼板，需要根据不同的板厚选择不同直径的焊丝焊接。

2.2 船舶焊接过程需要遵守相应的规则。总体来讲，船舶焊接都要求施工者严格按照《焊接规格表》进行施工；整体建造部分和箱体分段等应从结构的中央向左右和前后逐个对称的进行焊接；在建造过程中，先焊接对接焊缝，后焊接角焊缝；船体艏、艉外板的对接缝，先焊接横向焊缝，后焊接纵向焊缝；在焊接过程中，先焊接收缩变形量大的焊缝，再焊接变形量小的焊缝。

2.3 船舶焊接方法较多，每种焊接方法都有其相应的使用范围。这些焊接方法主要包括：（1）手工电弧焊。它主要用于全船不能实现自动焊的位置，包括各种角接焊缝及少量的对接缝和局部困难位置。（2）埋弧自动焊。它主要用于全船板材的焊接，包括内外底板、舷侧外板、甲板、舱壁板以及上层建筑甲板等。（3）气体保护自动焊。他主要用于各种型材和骨材及其与平直板材的焊接，包括纵骨与甲板、内外底板、舱壁等之间的焊接，以及各种平直型材构件的焊接。（4）气体保护半自动焊。它主要用于非平直板材与骨材和型材间的焊接，包括所有环型大合拢对接焊缝、有线型的角焊、长度和位置不适合进行自动焊的角接焊缝等。

2.4 局部需要加强的地方，其焊接要遵守相应的规定。这些规定一般包括：（1）各种构件的切口、切角、开孔的两端应按相应长度进行包角焊，各种构件对接接头的两侧应有一段对称的角焊缝。（2）组合桁材、强横梁、强肋骨的腹板与面板的角焊接缝在肘板区域内应为双面连续焊。（3）骨材端部削斜时，其加强焊长度不小于削斜长度，在肘板范围内应双面连续焊。（4）用肘板连接的肋骨、横梁、扶强材的端部的加强焊，在肘板范围内应双面连续焊。（5）桁材、肋板、强横梁、强肋骨的端部加强焊长度应不小于腹板的高度，纵骨切断处端部的加强焊长度应不小于一个肋距。

2.5 特殊部位的焊接，需要遵守特殊的规定。这些特殊规定包括：（1）间断焊的角焊缝要求在施焊的部位点焊，不施焊的部位不能乱点焊。（2）主机座腹板与面板开K型坡口，中间留钝边，左右对称施焊，焊前要打磨清理坡口。（3）锚机座、链闸、系缆桩底座、桅杆底座等受力部位的甲板与横梁、纵骨等要采用双面连续角缝。（4）中段箱体甲板边板与舷顶列板的角焊缝采用单边开坡口，留钝边，并保证全熔透或深熔焊。（5）艏、艉甲板与舷侧旁板、艉封板的平角焊缝要等上层舷侧板装好后，焊好对接缝后才焊平角焊。

3 船舶焊接过程中需要注意的事项及要求

既然船舶焊接不同于普通的金属焊接，那么在船舶焊接过程中需要注意哪些事项呢？主要包括以下几项：一、要保证焊缝的干燥，在焊缝受潮时要用火焰烘干后才能够施焊。二、点焊应尽量选在焊件的端面和背面。三、对于不同厚度板的搭接焊缝，两板的搭接宽度应为较薄板厚的三倍左右。四、装配间隙应符合工艺规定和图纸要求，焊缝应保证平直。五、薄板焊接要注意焊后变形及焊缝成型不良现象。

除了这些需要注意的事项外，在船舶焊接中还应当满足下列具体要求：

3.1 焊接材料的要求。（1）船上使用的焊接材料必须具备相应船级社认可证书，使用前必须是经检验合格的产品。（2）点焊、补焊所使用的焊材要与原焊缝所用的焊接材料一致。（3）埋弧自动焊的焊剂使用前必须经过烘干后方可使用，焊丝必须是干净无杂物无锈的合格品。（4）使用碱性焊条施焊时，焊条必须放于保温筒中保温，不能露天放置。（5）使用气体保护焊时，气体纯度应达到要求，使用前应进行放水处理。

3.2 焊前预热及焊后热处理要求。以下各项焊接，施焊前必须采取预热措施，预热温度根据板厚确定：铸钢、锻钢之间以及它们与其它结构钢间的焊接；工件刚性过大时；气温过低时；材料碳含量过大时。焊后热处理主要包括：局部位置需要去除应力的；加热与冷却速度要求缓慢的构件。

3.3 潮湿条件下的焊接要求。（1）一般强度钢在没有与水直接接触情况下才能焊接。（2）雨天露天环境下的焊接施工应停止，除非焊接区域、焊接设备、焊接材料及焊工都有有效遮挡且有防风雨措施时才能施工。（3）由于下雨、冷空气或其它原因使空气湿度大、焊接接头出现潮湿时必须用火焰将坡口两侧一定范围内和接头间隙之间的水分彻底烘干才可焊接。

3.4 焊缝表面的修整要求。从理论上来讲，焊接后焊缝表面应为非磨削面。但是焊缝表面及周围的焊接飞溅应用工具或尖锤铲除掉。不论角焊缝或者对接焊缝，其表面的不平整度超过一定程度时，应将其打磨至合乎要求为止。

3.5 焊工资格及施焊要求。从事船舶焊接施工的焊工必须具备相应船舶社认可的相应位置资格证书，并且施工范围不能超出证书规定的工作范围，施工时要求持证上岗，并随时接受验船师的检查。焊工进入船舶施焊过程中，必须严格执行焊接工艺及相应规程。施焊过程中必须调校好所使用的电流、电压，保证焊缝与母材的熔透并不会出现咬边等现象。关于影响水密的焊缝、强力构件的对接缝等位置的焊接，焊工必须配带必要工具。施焊前应检查施工区域的环境卫生及风力和风向，并并采取一定的防预措施。使用普通焊条时，焊工必须带木质焊条盒、钢丝刷、尖嘴榔头等；使用低氢焊条时，焊工必须带保温筒、钢丝刷、尖嘴榔头等。

3.6 焊接质量要求。焊缝的外观尺度必须满足《焊接规格表》要求；焊缝内部质量按照入级规范的要求进行检查；无损探伤数量、部位及质量等级由验船师与设计部门共同协定。

4 结束语

通过对船舶焊接特点的详细分析，提出了船舶焊接过程中需要注意的事项和具体的要求，对保证船舶的焊接质量和提高船舶焊接效率具有一定的指导意义，也可以促进船舶焊接工艺水平的提高。

参考文献

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[3]张永达，孙成文，于小虎，等.船舶高效焊接工艺及存在的问题[J].造船技术，2009（5）.

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