水利水電工程輔導:船舶焊接中常見缺陷

　　焊接裂紋有熱裂紋、冷裂紋。焊縫金屬由液態到固態的結晶過程中產生的裂紋稱為熱裂紋，其特征是焊后立即可見，且多發生在焊縫中心，沿焊縫長度方向分布。熱裂紋的裂口多數貫穿表面，呈現氧化色彩，裂紋末端略呈圓形。產生熱裂紋的原因是焊接熔池中存有低熔點雜質（如FeS等）。由于這些雜質熔點低，結晶凝固最晚，凝固后的塑性和強度又極低。因此，在外界結構拘束應力足夠大和焊縫金屬的凝固收縮作用下，熔池中這些低熔點雜質在凝固過程中被拉開，或在凝固后不久被拉開，造成晶間開裂。焊件及焊條內含硫、銅等雜質多時，也易產生熱裂紋。防止產生熱裂紋的措施是：一要嚴格控制焊接工藝參數，減慢冷卻速度，適當提高焊縫形狀系數，盡可能采用小電流多層多道焊，以避免焊縫中心產生裂紋；二是認真執行工藝規程，選取合理的焊接程序，以減小焊接應力。

　　焊縫金屬在冷卻過程或冷卻以后，在母材或母材與焊縫交界的熔合線上產生的裂紋稱為冷裂紋。這類裂紋有可能在焊后立即出現，也有可能在焊后幾小時、幾天甚至更長時間才出現。

　　冷裂紋產生的主要原因為：

　　1）在焊接熱循環的作用下，熱影響區生成了淬硬組織；

　　2）焊縫中存在有過量的擴散氫，且具有濃集的條件；

　　3）接頭承受有較大的拘束應力。

　　防止產生冷裂紋的措施有：

　　1）選用低氫型焊條，減少焊縫中擴散氫的含量；

　　2）嚴格遵守焊接材料（焊條、焊劑）的保管、烘焙、使用制度，謹防受潮；

　　3）仔細清理坡口邊緣的油污、水份和銹跡，減少氫的來源；

　　4）根據材料等級、碳當量、構件厚度、施焊環境等，選擇合理的焊接工藝參數和線能量，如焊前預熱、焊后緩冷，采取多層多道焊接，控制一定的層間溫度等；

　　5）緊急后熱處理，以去氫、消除內應力和淬硬組織回火，改善接頭韌性；

　　6）采用合理的施焊程序，采用分段退焊法等，以減少焊接應力。

　　六、其他缺陷

　　焊接中還常見到一些焊瘤、弧坑及焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷。產生焊瘤的主要原因是運條不均，造成熔池溫度過高，液態金屬凝固緩慢下墜，因而在焊縫表面形成金屬瘤。立、仰焊時，采用過大的焊接電流和弧長，也有可能出現焊瘤。產生弧坑的原因是熄弧時間過短，或焊接突然中斷，或焊接薄板時電流過大等。焊縫表面存在焊瘤影響美觀，并易造成表面夾渣；弧坑常伴有裂紋和氣孔，嚴重削弱焊接強度。防止產生焊瘤的主要措施嚴格控制熔池溫度，立、仰焊時，焊接電流應比平焊小10-15%，使用堿性焊條時，應采用短弧焊接，保持均勻運條。防止產生弧坑的主要措施是在手工焊收弧時，焊條應作短時間停留或作幾次環形運條。

　　有些缺陷的存在對船舶安全航行是非常危險的，因此一旦發現缺陷要及時進行修正。對于氣孔的修正，特別是對于內部氣孔，確認部位后，應用風鏟或碳弧氣刨清除全部氣孔缺陷，并使其形成相應坡口，然后再進行焊補；對于夾渣、未焊透、未熔合的缺陷，也是要先用同樣的方法清除缺陷，然后按規定進行焊補。對于裂紋，應先仔細檢查裂紋的始、末端和裂紋的深度，然后再清除缺陷。用風鏟消除裂紋缺陷時，應先在裂紋兩端鉆止裂孔，防止裂紋延長。鉆孔時采用8～12mm鉆頭，深度應大于裂紋深度2～3mm.用碳弧氣刨消除裂紋時，應先從裂紋兩端進行刨削，直至裂紋消除，然后進行整段裂紋的刨除。無論采用何種方法消除裂紋缺陷，都應使其形成相應坡口，按規定進行焊補。

　　對焊縫缺陷進行修正時應注意：

　　1）缺陷補焊時，宜采用小電流、不擺動、多層多道焊，禁止用過大的電流補焊；

　　2）對剛性大的結構進行補焊時，除第一層和最后一層焊道外，均可在焊后熱狀態下進行錘擊。每層焊道的起弧和收弧應盡量錯開；

　　3）對要求預熱的材質，對工作環境氣溫低于0℃時，應采取相應的預熱措施；

　　4）對要求進行熱處理的焊件，應在熱處理前進行缺陷修正；

　　5）對D級、E級鋼和高強度結構鋼焊縫缺陷，用手工電弧焊焊補時，應采用控制線能量施焊法。每一缺陷應一次焊補完成，不允許中途停頓。預熱溫度和層間溫度，均應保持在60℃以上。

　　6）焊縫缺陷的消除的焊補，不允許在帶壓和背水情況下進行；

　　7）修正過的焊縫，應按原焊縫的探傷要求重新檢查，若再次發現超過允許限值的缺陷，應重新修正，直至合格。焊補次數不得超過規定的返修次數。