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船舶焊接检验究竟包含哪些核心内容?

船舶焊接检验是确保船舶结构安全性和可靠性的关键环节,贯穿于船舶建造、维修的全过程,涉及材料、工艺、过程控制及最终质量等多个维度,其检验内容严格遵循国际海事组织(IMO)、船级社规范(如CCS、ABS、DNV等)及船级社检验要求,通过系统化、标准化的检测手段,确保焊接接头满足设计强度和服役要求。

焊接前检验(预制检验)

焊接前的检验是质量控制的基础,目的是从源头预防焊接缺陷,确保焊接工艺的可行性和材料匹配性。

  1. 焊接人员资质检验
    焊工及焊接操作工必须持有船级社颁发的有效资格证书,且证书范围需涵盖所焊材料、位置(如平焊、立焊、横焊、仰焊)及焊接方法(如焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等),检验时需核对证书有效期、项目覆盖范围,并抽查焊工实际操作技能,确保其能熟练执行焊接工艺。

  2. 焊接工艺评定(WPS)与焊接工艺规程(PQR)检验
    施工前需提交经船级社批准的焊接工艺规程(WPS),该规程基于焊接工艺评定报告(PQR)编制,涵盖母材牌号、规格、焊接材料型号、电流电压、焊接速度、预热温度、层间温度等参数,检验人员需核对WPS与实际施工的一致性,确保工艺参数未经擅自修改。

  3. 焊接材料检验
    焊条、焊丝、焊剂等焊接材料需具备船级社证书,且牌号、规格与WPS要求一致,检验内容包括:

    • 焊材外观检查:无锈蚀、油污、药皮剥落等缺陷;
    • 焊材储存条件:焊条需存于干燥通风的仓库,相对湿度≤60%,使用前按规范烘干(如低氢焊条烘干温度350℃±50℃,保温1-2小时),并记录烘干曲线;
    • 焊材标识:包装上的型号、批号、生产日期清晰可辨,避免混用。
  4. 坡口加工与装配检验

    • 坡口形式及尺寸:根据设计图纸和WPS检查坡口类型(如I型、V型、X型、单V型等)、角度、间隙、钝边高度等,确保符合规范要求(如CCS《材料与焊接规范》中的坡口尺寸标准);
    • 坡口表面质量:用目视或渗透检测(PT)检查坡口及附近区域(≥20mm)无裂纹、夹层、分层等缺陷;
    • 装配精度:检查组对后的错边量、间隙均匀性、角变形等,错边量一般不大于板厚的10%且≤3mm,特殊结构需满足更高精度要求;
    • 定位焊:定位焊需由持证焊工完成,采用与正式焊材相同的焊接工艺,长度、间距符合要求,且定位焊缝两端需打磨成缓坡状,便于正式焊接时熔合。

焊接过程中检验(过程检验)

焊接过程检验旨在实时监控焊接参数、操作规范及环境条件,及时发现并纠正偏差,避免缺陷产生。

  1. 焊接工艺参数监控
    检验人员采用抽查或全程监控方式,记录实际焊接电流、电压、焊接速度、气体流量(气体保护焊时)、极性等参数,确保与WPS一致,CO₂气体保护焊时,气体流量需控制在15-25L/min,防止气孔产生;埋弧焊时,焊剂层厚度需保持30-50mm,电弧燃烧稳定。

  2. 焊接操作规范性检查

    • 焊接顺序:检查是否按对称焊接、分段退焊等合理顺序进行,减少焊接变形和残余应力;
    • 层间清理:多层多道焊时,层间需用钢丝刷或角磨机清理焊渣、飞溅,目视检查无裂纹后再焊接下一层,重要部位(如船体高应力区)需用PT检测层间缺陷;
    • 预热与层间温度控制:对于厚板、高强度钢或低温环境焊接,需按WPS要求预热(如一般船体钢预热温度≥100℃),并使用红外测温仪监测层间温度,避免温度过高导致晶粒粗大或过低产生冷裂纹。
  3. 环境条件监控
    焊接环境需满足:环境温度≥5℃(否则需预热措施),相对湿度≤80%,风速≤2m/s(气体保护焊时需防风棚),雨天、雪天或高湿度环境下禁止露天焊接,除非采取有效防护措施(如搭设防风雨棚、局部除湿)。

焊接后检验(成品检验)

焊接完成后需对焊缝进行全面质量检验,包括外观检查、无损检测、力学性能测试及尺寸偏差测量,确保焊缝满足使用要求。

  1. 焊缝外观检查

    • 检查范围:包括焊缝表面及热影响区(≥20mm);
    • 外观质量:焊缝应成型均匀,余高符合要求(一般余高0-3mm,对接焊缝余高≤1mm+0.1b,b为焊缝宽度,且≤5mm),无咬边、焊瘤、未焊透、未熔合、表面气孔、裂纹等缺陷;
    • 几何尺寸:用焊缝尺测量焊缝宽度、余高、错边量、角变形等,偏差需在规范允许范围内(如CCS规范中对接焊缝错边量≤0.1t+1mm,t为板厚,且≤3mm)。
  2. 无损检测(NDT)
    根据焊缝的重要性(如船体主结构、压力容器、高应力区等)和规范要求,选择合适的方法进行内部缺陷检测:

    • 射线检测(RT):适用于对接焊缝,可检测内部气孔、夹渣、未焊透等缺陷,灵敏度较高,需按ISO 17636标准执行,底片质量不低于AB级;
    • 超声检测(UT):适用于对接焊缝、T型接头,可检测内部裂纹、未熔合、夹渣等缺陷,尤其对裂纹敏感度高,需按ISO 5817标准评定;
    • 渗透检测(PT):适用于表面开口缺陷(如裂纹、气孔)的检测,不适用于多孔材料;
    • 磁粉检测(MT):适用于铁磁性材料表面及近表面缺陷检测,灵敏度高于PT。
      无损检测的合格等级需满足船级社要求(如CCS规范中Ⅰ级焊缝不允许存在裂纹、未熔合,单个气孔直径≤1mm,且≤3个/500mm)。
  3. 焊缝力学性能测试
    对于重要结构或新材料焊接,需制作焊接试板进行拉伸、弯曲、冲击等试验:

    • 拉伸试验:试件抗拉强度不低于母材标准值的下限;
    • 弯曲试验:冷弯180°后,表面无裂纹;
    • 冲击试验:在-20℃(或设计温度)下,冲击韧性值不低于规定值(如船体钢≥27J)。
  4. 焊缝返修与复验
    若发现超标缺陷,需按批准的返修工艺进行打磨、清除缺陷后重新焊接,返修次数一般不超过2次(重要结构不超过1次),返修后需对返修区域进行100%外观和无损检测,确保缺陷彻底清除。

特殊焊接检验

针对船舶特定结构或工况,还需开展专项检验:

  • 高强度钢焊接检验:高强度钢(如AH36、EH36)焊接时需严格控制预热温度、线能量(≤40kJ/cm),防止焊接热影响区脆化;
  • 特种材料焊接检验:如不锈钢焊接需控制层间温度≤150℃,防止晶间腐蚀;铝合金焊接需用专用焊材和氩弧焊工艺,防止气孔和热裂纹;
  • 全焊透结构检验:如船体舱壁、桁架等重要节点,需采用单V型坡口加垫板或双面焊,并通过UT和RT确保全焊透。

检验记录与报告

所有检验结果需详细记录,包括焊工信息、焊接参数、检测方法、缺陷位置及尺寸、返修记录等,形成可追溯的质量档案,提交船级社审核,作为船舶入级和检验的重要依据。

相关问答FAQs

Q1:船舶焊接检验中,哪些情况下必须进行无损检测?
A:根据船级社规范和设计要求,以下情况必须进行无损检测:①船体主结构(如甲板、外板、舱壁、强力构件)的对接焊缝;②承受高应力或动载荷的焊缝(如桅杆、吊臂、舵杆连接处);③材料厚度大于等于20mm的焊缝;④返修后的焊缝;⑤新材料或新工艺首次应用的焊缝,检测方法需根据焊缝类型选择,如对接焊缝优先采用RT或UT,角焊缝可采用UT或MT。

Q2:焊接检验中发现“咬边”缺陷时,如何处理?
A:咬边是指焊缝边缘母材被烧熔形成的凹槽,会削弱截面并产生应力集中,处理方法需根据缺陷深度和长度判定:①当咬边深度≤0.5mm且长度≤焊缝全长的10%时,可不予处理,但需记录;②当咬边深度>0.5mm或长度>10%时,需用砂轮机打磨修光,使过渡圆滑,深度≤0.5mm;③当咬边深度>1mm或长度超过规范允许时,需进行补焊,补焊后需打磨并复检PT或MT,确保无裂纹等缺陷。

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