1、淺談淺談海工項(xiàng)目焊接質(zhì)量控制海工項(xiàng)目焊接質(zhì)量控制海工事業(yè)部海工項(xiàng)目管理專題系列培訓(xùn)之啟東中遠(yuǎn)海工質(zhì)量部焊接室 吳鳳民海工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料及焊接特性1焊接接頭的形成2焊接質(zhì)量控制的意義3 目目 錄錄焊接質(zhì)量控制要素4焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法52海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）海工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料及焊接特性13海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）u人類對(duì)能源需求的日益增加，促使石油和天然氣的勘探和開發(fā)從陸上逐步轉(zhuǎn)向海陸并舉，從淺海逐步轉(zhuǎn)向深海。隨著海洋鋼結(jié)構(gòu)向著深水海域的邁進(jìn)，因其承受颶風(fēng)，浪濺，暗流等沖擊，加之低溫和海水的腐蝕，致使海工結(jié)構(gòu)的服役條件日趨惡劣。與船體結(jié)構(gòu)相比，海洋鋼結(jié)構(gòu)及其材料和焊接有如下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)

2、的可移動(dòng)性差：常常在某一固定海域連續(xù)工作在5年以上。吃水深度從幾十米到幾百米。在復(fù)雜惡劣的氣候環(huán)境下，為使結(jié)構(gòu)更加牢固安全，需要超高強(qiáng)度，耐更低溫度的材料，同時(shí)對(duì)材料厚度的要求也越來越高。對(duì)母材材料，焊接材料及焊接接頭的CTOD試驗(yàn)要求。對(duì)材料的Z向性能，以及應(yīng)變時(shí)效要求。對(duì)特殊區(qū)域，臨界區(qū)域及TKY結(jié)構(gòu)的疲勞節(jié)點(diǎn)焊接及打磨要求。因?yàn)楹附釉诤Ｑ箐摻Y(jié)構(gòu)建造中的重要作用（以結(jié)構(gòu)及管系建造為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)其中焊接所占工時(shí)比例高達(dá)40%，焊接材料消耗占結(jié)構(gòu)及管系的重量比例高達(dá)2-2.5%），對(duì)焊接質(zhì)量的控制尤為重要。海工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料及焊接特性海工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料及焊接特性4海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）

3、焊接接頭的形成25海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊接接頭的形成包括了加熱、熔化、結(jié)晶各個(gè)階段，相當(dāng)于一次冶金過程。但這種冶金過程不同于煉鋼煉鐵的冶金過程。它的主要特點(diǎn)是：溶池溫度高、冶金時(shí)間短、容池體積小、冷卻速度快,形成各個(gè)方向凝固速度不同的柱狀鑄態(tài)組織,雜質(zhì)集中在焊縫中心,如果焊接操作不按規(guī)程進(jìn)行，很容易出現(xiàn)種種缺陷。影響焊接接頭質(zhì)量的因素很多，如果能有效進(jìn)行控制，消除不利因素，就可以提高焊接質(zhì)量。焊接接頭的形成焊接接頭的形成6海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊接質(zhì)量控制的意義37海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）為獲得一個(gè)合格的焊接接頭,往往要經(jīng)過坡口制備, 接頭組對(duì), 點(diǎn)焊定位,焊前預(yù)熱,正式施焊,無(wú)損

4、檢測(cè),焊后熱處理等工序。如果經(jīng)過無(wú)損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷，則上述過程就要重復(fù)進(jìn)行,現(xiàn)場(chǎng)施工組織的難度增大, 這樣就要浪費(fèi)大量人力、物力及時(shí)間;而因超次返修而不得不割口、換板甚至分段報(bào)廢造成的損失更大。對(duì)焊接過程進(jìn)行有效控制可使焊接質(zhì)量顯著提高,減少因焊接缺陷而造成的成本增加,有效的保障項(xiàng)目建造周期,樹立良好的海工企業(yè)市場(chǎng)形象。焊接質(zhì)量控制的意義焊接質(zhì)量控制的意義8海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊接質(zhì)量控制要素49海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊接工藝規(guī)程（焊接工藝規(guī)程（WPSWPS）的執(zhí)行）的執(zhí)行WPS中的工藝參數(shù)是經(jīng)過焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)(WPQT)得出的，并通過各項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證了其正確性。因此,WPS中的焊接

5、工藝數(shù)據(jù)在施焊時(shí)必須嚴(yán)格遵守，不得隨意改變。因?yàn)椴话春附庸に嚁?shù)據(jù)施焊,即使在常規(guī)的無(wú)損檢驗(yàn)中沒有發(fā)現(xiàn)缺陷,其焊縫及熱影響區(qū)的金相組織與力學(xué)性能也可能會(huì)與工藝評(píng)定結(jié)果有所不同,對(duì)于這種缺陷，采用常規(guī)無(wú)損檢驗(yàn)無(wú)法查出,更具有破壞性和危險(xiǎn)性。因此,嚴(yán)格執(zhí)行WPS是得到合格的焊接接頭,保證焊接接頭使用性能的關(guān)鍵。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素10海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊工資格的有效性焊工資格的有效性所有參與施焊的焊工都應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)，并經(jīng)過船級(jí)社考試取得相應(yīng)資格,并在有效期內(nèi)。在實(shí)際焊接中要確定焊工所施焊的工件材質(zhì)及位置是否與所持有的資格項(xiàng)目一致，不能出現(xiàn)沒有資格的焊工施焊的情況。對(duì)于在實(shí)際施焊中合

6、格率不高的焊工，應(yīng)取消其資格并再次對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn)考試,考試合格后才能允許其上崗操作.對(duì)于違反工藝紀(jì)律并屢教不改者,應(yīng)停止其施焊并做出驅(qū)逐處理.有些海工項(xiàng)目的業(yè)主，要求進(jìn)入其項(xiàng)目施工的所有焊工，必須經(jīng)過入場(chǎng)考試，考試合格者被登記注冊(cè)，才能承擔(dān)該項(xiàng)目的焊接施工,這對(duì)于項(xiàng)目建造質(zhì)量管理很有好處,值得建造單位借鑒。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素11海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊接材料管理焊接材料管理采用合格的焊接材料才可能焊出合格的焊接接頭,因此對(duì)施焊用的焊接材料進(jìn)行控制是十分必要的。規(guī)范焊接材料的儲(chǔ)存、烘焙、發(fā)放、使用及回收處理，確保焊接質(zhì)量，降低焊接成本，保護(hù)環(huán)境。因此承建方應(yīng)編制焊接材料控制程序，

7、負(fù)責(zé)對(duì)該程序進(jìn)行宣貫和解釋，并監(jiān)督其執(zhí)行。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素12海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊接相關(guān)的設(shè)備焊接相關(guān)的設(shè)備在焊接施工中電流和電壓是極為重要的參數(shù)，因此電焊機(jī)必須能準(zhǔn)確顯示焊接電流。對(duì)焊機(jī)的控制要點(diǎn)就在于焊機(jī)顯示電流與實(shí)際電流的偏差不超標(biāo)，焊機(jī)的電流、電壓顯示儀表需經(jīng)過檢定合格才能使用，并保證焊機(jī)處于良好的工作狀態(tài)中。對(duì)于焊條及焊劑的烘焙設(shè)備和恒溫箱，以及現(xiàn)場(chǎng)的保溫筒應(yīng)保證其經(jīng)過檢定合格并在有效期內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)的熱處理設(shè)備,電阻點(diǎn)焊設(shè)備,熱電偶及測(cè)溫設(shè)備等,其儀器和儀表均應(yīng)經(jīng)過檢定合格，并在有效期內(nèi)。尤其是熱電偶的熱敏元件，因其在熱處理及焊接預(yù)熱工作中的重要作用，必須經(jīng)過嚴(yán)格

8、的檢定。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素13海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）施焊環(huán)境要求施焊環(huán)境要求當(dāng)環(huán)境溫度過低時(shí),會(huì)使焊縫溶池金屬冷卻過快,冷卻后得到條塊狀M組織,使焊接接頭的綜合機(jī)械性能變差。因此,國(guó)內(nèi)外的船級(jí)社根據(jù)材料的材質(zhì),板厚,碳當(dāng)量及結(jié)構(gòu)拘束度的不同,規(guī)定了焊接時(shí)允許的最低環(huán)境溫度,如對(duì)于355級(jí)別的材料,DNV標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,當(dāng)環(huán)境溫度低于5時(shí),應(yīng)將焊件預(yù)熱到50以上。不同于IACS No.47 TABLE 6.12 (修造船規(guī)范)中的規(guī)定。環(huán)境濕度過大,空氣中的水分就有可能進(jìn)入熔池,形成氫氣孔等缺陷，并提高材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。一般要求環(huán)境相對(duì)濕度不大于90。當(dāng)風(fēng)速過大會(huì)使焊條電弧焊,氣體

9、保護(hù)焊的保護(hù)效果減弱,使空氣中的有害氣體侵入熔池中,從而影響焊縫質(zhì)量。一般規(guī)定焊條電弧焊時(shí)風(fēng)速不大于8m/s(5級(jí),小樹搖擺,浪高2m),氣體保護(hù)焊的風(fēng)速不大于2m/s(2級(jí),感覺有風(fēng),浪高0.2m)。在下雨和下雪的露天環(huán)境中不允許施焊。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素14海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊接前準(zhǔn)備焊接前準(zhǔn)備 所有與待焊接結(jié)構(gòu)相關(guān)的車間管理人員，項(xiàng)目管理人員，質(zhì)量部QC人員及焊接工藝人員等必須做好如下工作，并對(duì)相關(guān)的施工隊(duì)管理人員，焊工（包括定位焊工）、碳刨工及其隊(duì)長(zhǎng)或帶班進(jìn)行技術(shù)交底。熟悉相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及圖紙熟悉相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及圖紙從中了解即將焊接及檢驗(yàn)的是什么結(jié)構(gòu)？何時(shí)何地進(jìn)

10、行焊接及檢驗(yàn)？如何進(jìn)行焊接及檢驗(yàn)？例如，用于海工項(xiàng)目的屈服強(qiáng)度在355及其以上的高強(qiáng)鋼對(duì)于焊接線能量輸入的要求嚴(yán)些,有些結(jié)構(gòu)焊后尺寸精度要求高些,此時(shí)就需要責(zé)任人員進(jìn)行重點(diǎn)的監(jiān)控。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素15海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)） 熟悉所選用的焊接工藝規(guī)程等批準(zhǔn)的程序文件熟悉所選用的焊接工藝規(guī)程等批準(zhǔn)的程序文件 焊接方法 施焊技術(shù) 填充金屬類型 焊接位置要求 確認(rèn)擬采用的WPS是否適合待焊接接頭？為此，有時(shí) 甚 至需要查看支持WPS的焊接工藝評(píng)定記錄(PQR)。 確認(rèn)焊工的資質(zhì)及其有效性確認(rèn)焊工的資質(zhì)及其有效性 清楚焊接停檢點(diǎn)等檢驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，并準(zhǔn)備好相關(guān)的記錄表清楚焊接停檢點(diǎn)等檢驗(yàn)節(jié)點(diǎn)

11、，并準(zhǔn)備好相關(guān)的記錄表格（焊接記錄表格格（焊接記錄表格/ /無(wú)損檢測(cè)記錄表格等，表格應(yīng)清無(wú)損檢測(cè)記錄表格等，表格應(yīng)清晰、易懂）及必要的檢驗(yàn)工具晰、易懂）及必要的檢驗(yàn)工具焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素16海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)） 了解與焊接相關(guān)設(shè)備的性能并檢查其運(yùn)行狀況，包括但不限了解與焊接相關(guān)設(shè)備的性能并檢查其運(yùn)行狀況，包括但不限于于 以下方面：以下方面： 焊接電源 送絲機(jī)構(gòu) 電源纜線及焊鉗 焊劑/焊條的存儲(chǔ)設(shè)備（包括焊條筒的檢驗(yàn)）和烘焙設(shè)備,及電加熱設(shè)備(需要時(shí))氣體保護(hù)軟管及氣瓶壓力(表)等 確認(rèn)母材無(wú)質(zhì)量等問題確認(rèn)母材無(wú)質(zhì)量等問題 按照EEMUA 158 第4.5.1條（a）款要求，

12、材料供貨狀態(tài)的改變是對(duì)該材料重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定的重要變數(shù)。Ceq0.03% 確認(rèn)焊材牌號(hào)的選擇正確無(wú)誤（根據(jù)確認(rèn)焊材牌號(hào)的選擇正確無(wú)誤（根據(jù)AWS D1.1AWS D1.1要求，要求，F(xiàn)CAWFCAW 焊絲牌號(hào)改變是補(bǔ)加的焊接變數(shù)；焊絲牌號(hào)改變是補(bǔ)加的焊接變數(shù)；DNV-OS-C401DNV-OS-C401要求，當(dāng)要求，當(dāng)溫度低于溫度低于-20-20且材料有沖擊要求時(shí)，焊材牌號(hào)改變是重新且材料有沖擊要求時(shí)，焊材牌號(hào)改變是重新評(píng)定的重要條件；在評(píng)定的重要條件；在N389 TopsideN389 Topside項(xiàng)目管系的焊接中，按照項(xiàng)目管系的焊接中，按照歐標(biāo)歐標(biāo)EN ISO15614-1 EN I

13、SO15614-1 第第8.4.58.4.5條的要求，焊材制造廠家的變化條的要求，焊材制造廠家的變化也被列為補(bǔ)加重要變數(shù)）。也被列為補(bǔ)加重要變數(shù)）。 焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素17海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)） 焊接前坡口檢驗(yàn)焊接前坡口檢驗(yàn) 坡口的角度 坡口面有無(wú)內(nèi)凹或外凸（將影響焊接） 坡口深度（對(duì)深熔焊PP而言） 鈍邊尺寸（將影響單面焊雙面成型焊接方法的焊透性） 焊接前接頭裝配檢驗(yàn)焊接前接頭裝配檢驗(yàn) 裝配焊接順序是否合理（將影響焊件的焊后尺寸） 根部裝配間隙 角偏差 接頭錯(cuò)邊 特定條件下，待焊接構(gòu)件的預(yù)置變形措施焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素18海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)） 定位裝置及定

14、位焊接檢驗(yàn)定位裝置及定位焊接檢驗(yàn) 用于焊接件定位的工裝卡具（包括剪刀撐等焊接定位裝置）是否適合該焊接件的定位？是否能夠在焊接過程中 保證該定位尺寸不變？是否符合安全要求（如，碼板要 求雙面包角焊接）？ 坡口內(nèi)的定位焊接強(qiáng)度是否足夠？例如，對(duì)于大拘束結(jié) 構(gòu)厚板的定位焊接，其定位的長(zhǎng)度通常不小于100mm，定位焊接的厚度不小于構(gòu)件焊接總厚度的1/3或15mm(取較小值)。 熔入永久焊縫的定位焊縫，焊接時(shí)應(yīng)采用與正式施焊相同的WPS中的打底焊接方法及其焊接規(guī)范，焊縫的兩端部應(yīng)呈階梯狀排布，并打磨成羽狀，并在正式施焊之前對(duì)其進(jìn)行MPI。 定位焊縫容易成為缺陷源,因此應(yīng)確保定位焊縫無(wú)缺陷。 對(duì)于有缺陷的

15、定位焊縫應(yīng)在形成最終焊縫之前去除，并 重新定位焊接。 定位焊前的預(yù)熱溫度與擬采用的定位焊前的預(yù)熱溫度與擬采用的WPSWPS中的要求相同。中的要求相同。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素19海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)） 接頭焊接前清理接頭焊接前清理 焊接前應(yīng)認(rèn)真檢查待焊接區(qū)域及其附近25mm范圍內(nèi)的 清潔情況。 接頭及其附近區(qū)域污垢的存在可能導(dǎo)致產(chǎn)生焊接氣孔 ,裂紋及未熔合等缺陷。 接頭清理尚應(yīng)包括如下內(nèi)容A. 濕度B. 油脂C. 油漆，鐵銹，毛刺，分層，鍍鋅等焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素20海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)） 接頭焊接前預(yù)熱（當(dāng)有預(yù)熱要求時(shí)）接頭焊接前預(yù)熱（當(dāng)有預(yù)熱要求時(shí)） 當(dāng)待焊接接

16、頭有預(yù)熱要求時(shí)， 應(yīng)對(duì)預(yù)熱情況進(jìn)行檢查 檢查預(yù)熱溫度時(shí)，既要限制最低預(yù)熱溫度，又要限制最 高預(yù)熱溫度，并保證整個(gè)加熱區(qū)內(nèi)預(yù)熱溫度的溫差最大 不超過55. 預(yù)熱溫度的測(cè)量包括，但不限于如下方法A. 測(cè)溫筆(temperature indicating crayons/tempilstick)B. 接觸式測(cè)溫儀(surface thermometers)C. 熱電偶（thermocouples）D. 遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀(Far infrared thermometer) 注：遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀測(cè)溫結(jié)果受待測(cè)量表面光反射影響較 大,在測(cè)量距離上同樣有局限性。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素21海工事業(yè)部培訓(xùn)(共

17、57頁(yè)）焊接過程控制焊接過程控制 檢查各種焊接變數(shù)是否符合檢查各種焊接變數(shù)是否符合WPSWPS要求，檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)該包括要求，檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)該包括以下內(nèi)容：以下內(nèi)容：焊接方法焊接材料是否正確，是否按要求使用層間溫度是否符合要求焊道質(zhì)量檢查焊道質(zhì)量檢查 任何焊道表面的不連續(xù)或氣孔等缺陷可以及時(shí)的被發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理，包括對(duì)局部不平整的加焊，以此改善下一焊道的焊接條件。 根部焊道應(yīng)該重點(diǎn)檢查。尤其對(duì)于大厚板的T型接頭部位，因其自由度少而處于高拘束狀態(tài)，當(dāng)根部焊道過薄過寬時(shí)，或其表面曲率過大時(shí)，焊縫金屬在冷卻到預(yù)熱溫度時(shí)，可能會(huì)因?yàn)槌惺懿蛔〗Y(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力而開裂。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素22海工事業(yè)部培訓(xùn)(

18、共57頁(yè)）層間清理層間清理仔細(xì)進(jìn)行層間清理可避免產(chǎn)生夾渣和層間未熔合，尤其在進(jìn)行根部焊接時(shí)，最初幾道焊道的清理非常重要。經(jīng)常用于層間清理的工具如下：A. 手鑿或風(fēng)鏟B. 電動(dòng)或風(fēng)動(dòng)打磨片（區(qū)別：安全角度/氣保護(hù)效果角度）C. 手動(dòng)或電動(dòng)鋼絲刷 注意：注意：采用電動(dòng)或風(fēng)動(dòng)的鏟削或打磨工具進(jìn)行根部或最初幾道焊道的打磨時(shí)，切記不要用力過猛，以避免可能對(duì)根部的破壞，力道過大時(shí)可能導(dǎo)致根部焊道產(chǎn)生微裂紋。此外，過分的打磨所帶來的焊道表面變形，有時(shí)會(huì)掩蓋住焊道表面存在的缺陷。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素23海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)） 檢查層間溫度檢查層間溫度 將焊接層間溫度有效的控制在WPS允許的范圍

19、之內(nèi)。 金屬在焊接熱循環(huán)的作用下,熱影響區(qū)的組織分布是不均勻的。熔合區(qū)和過熱區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的晶粒粗化，是整個(gè)焊接接頭的薄弱地帶。對(duì)于含碳高、合金元素較多、淬硬傾向較大的鋼種，還出現(xiàn)淬火組織馬氏體,降低塑性和韌性,因而易于產(chǎn)生裂紋。試驗(yàn)證明，在低合金高強(qiáng)鋼及超高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，采用小線能量焊接，并將層間溫度控制在200以下可以有效的降低焊接熱影響區(qū)的晶粒粗化傾向。控制焊道的排布及焊接順序控制焊道的排布及焊接順序焊道的排布及焊接順序不合理可能導(dǎo)致焊接件變形過大或產(chǎn)生更大的焊接應(yīng)力。先縱后環(huán)/先短后長(zhǎng)/指向自由端折返焊接技術(shù)是一種減小焊接變形的有效方法。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素24海工事業(yè)部培訓(xùn)(

20、共57頁(yè)）碳弧氣刨清根要求碳弧氣刨清根要求碳弧氣刨應(yīng)使用專用的碳弧氣刨設(shè)備。不允許使用電焊機(jī)的電源進(jìn)行碳弧氣刨，以免損傷焊接設(shè)備。為保證碳刨連續(xù)進(jìn)行,碳棒燃燒速度要與送入速度相同,否則容易形成碳刨中斷或者夾碳，影響焊接質(zhì)量。刨槽不易過深，以剛好露出根部金屬為標(biāo)準(zhǔn)。碳刨時(shí)選擇合適的碳刨角度：為了保證碳刨質(zhì)量，采用碳刨開設(shè)坡口時(shí)，碳棒后傾角度一般不超過70.開設(shè)的坡口角度應(yīng)適于后續(xù)的焊接。碳刨后應(yīng)打磨去除HAZ及滲碳層。碳刨注意事項(xiàng)：碳刨注意事項(xiàng)：A. 碳刨之前確認(rèn)碳刨現(xiàn)場(chǎng)無(wú)爆炸物、可燃物等危險(xiǎn)物品B. 碳刨作業(yè)時(shí)，碳刨方向不得對(duì)著人或物C. 切忌碳刨過深造成正面焊縫金屬剩余過薄，在結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力作

21、 用下，剩余的焊縫金屬被拉裂。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素25海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）u焊后檢驗(yàn)焊后檢驗(yàn)完工焊縫的外觀檢驗(yàn) 焊縫的外觀檢驗(yàn)應(yīng)包括自檢、互檢和專檢及向船東船檢報(bào)檢四個(gè)階段。其中自檢工作尤其重要。自檢和互檢應(yīng)由施焊的焊工進(jìn)行,管理人員應(yīng)培養(yǎng)焊工養(yǎng)成自檢和互檢的習(xí)慣。焊接結(jié)束后應(yīng)立即進(jìn)行自檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，以避免因二次加熱，甚至重新搭設(shè)腳手架而帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。專檢應(yīng)由QC人員按照?qǐng)D紙，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求執(zhí)行。檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)至少包括以下內(nèi)容： 清理完工焊縫表面。 所有臨時(shí)附件采用割槍或碳刨去除時(shí)應(yīng)留根至少3mm，然后采 用打磨方法修磨至與母材平齊，并對(duì)打磨后的部位進(jìn)行MPI

22、。- EEMUA 158標(biāo)準(zhǔn)中及有些海工項(xiàng)目規(guī)格書中均有規(guī)定。 焊縫附近應(yīng)做好標(biāo)識(shí),包括施焊完成日期及焊工證號(hào)等。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素26海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）完工焊縫的外觀檢驗(yàn)（完工焊縫的外觀檢驗(yàn)（ContCont） 焊縫金屬應(yīng)與母材圓滑過渡,焊趾處不允許存在明顯的咬邊或焊瘤.咬邊長(zhǎng)度應(yīng)10%焊縫總長(zhǎng),且深度0.5mm(規(guī)格書中常有規(guī)定). 焊縫不允許存在表面氣孔和表面裂紋。 焊縫外觀應(yīng)規(guī)則。角焊縫的焊腳應(yīng)等長(zhǎng)，焊縫外觀輪廓只允許輕微的外凸。 焊縫寬度和余高等是否符合WPS及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求 角焊縫的焊腳/焊喉尺寸是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求 疲勞節(jié)點(diǎn)的打磨是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要

23、求（疲勞節(jié)點(diǎn)的打磨應(yīng)該在焊接工程師的指導(dǎo)下進(jìn)行）。 測(cè)量因焊接收縮而帶來的變形尺寸是否符合要求。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素27海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）監(jiān)控焊后熱處理（當(dāng)有焊后熱處理要求時(shí)） 加熱區(qū)溫差過大產(chǎn)生的熱應(yīng)力可能導(dǎo)致構(gòu)件焊縫金屬在薄弱帶產(chǎn)生微裂紋;恒溫溫度過高可能會(huì)破壞母材材料的原始狀態(tài),使母材的綜合機(jī)械性能變差（QT或TMCP狀態(tài)供貨的材料）;恒溫溫度過低,則焊縫不能按照預(yù)期目標(biāo)消除焊接應(yīng)力或降低硬度。熱處理需檢驗(yàn)的項(xiàng)目如下： 熱處理工藝程序（PWHT Procedure） 熱處理操作規(guī)程（PWHT Operate Specification） 熱電偶的連接（Placemen

24、t of Probe） 加熱帶的布置（Attachment of Heating Pad） 保溫棉的布置（Attachment of Insulation） PWHT設(shè)備的操作（Operation of PWHT Equipment） 熱處理紀(jì)錄曲線（ Chart Documentation） 硬度試驗(yàn)記錄(需要時(shí)) （ Hardness Test Record）焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素28海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）無(wú)損檢測(cè)（無(wú)損檢測(cè)（NDTNDT） 焊后的各種檢驗(yàn)對(duì)于保證焊接質(zhì)量是有意義的，如果上 述各要素得到有效控制，焊接質(zhì)量應(yīng)該是滿意的，焊后 檢驗(yàn)的各種手段僅僅是驗(yàn)證而已，如果上

25、述各要素沒有 很好的控制，則焊后檢驗(yàn)是焊接質(zhì)量的最后保證。焊后 檢驗(yàn)還有另一層意義，那就是通過焊后檢驗(yàn)查明缺陷類 型、分析出影響焊接質(zhì)量的因素是“技術(shù)性”還是“工 藝性” 的,即是由于焊工水平問題而導(dǎo)致焊接質(zhì)量不高, 還是焊接工藝本身的不完善、不合理而導(dǎo)致了焊接質(zhì)量 不高，從而為提高焊接質(zhì)量提供了有利的證據(jù)。常用的 無(wú)損檢測(cè)方法有：磁粉檢測(cè)MPI ，滲透檢測(cè)PT，射線檢 測(cè)RT ，超聲波檢測(cè)UT焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素29海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）u焊接返修 對(duì)于焊接超標(biāo)缺陷，一般采用與原始焊接工藝相同的焊 接方法進(jìn)行返修（除SAW），返修焊接的質(zhì)量控制要 求與上文的要求相同。焊接返修

26、應(yīng)注意的事項(xiàng)如下： 缺陷產(chǎn)生的原因分析 缺陷類型及大小位置的確定及是否被清除的判定。 防止產(chǎn)生新的焊接缺陷或接頭性能下降的措施。 制定焊接返修方案。 確保缺陷清除干凈。用碳弧氣刨清理缺陷時(shí)應(yīng)防止?jié)B 碳、滲銅，氣刨后要用砂輪打磨刨槽，去除滲碳層。 選擇持證的、技術(shù)好的焊工進(jìn)行返修焊接。 按照WPS或返修方案要求提高預(yù)熱溫度50，且不低于 100，這有利于防止裂紋的產(chǎn)生（焊接拘束增大）。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素30海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）u焊接返修（焊接返修（ContCont） 所有焊接返修部位都應(yīng)按原要求經(jīng)外觀檢查及無(wú)損檢測(cè) 合格。 焊縫返修工作應(yīng)在焊后熱處理和水壓試驗(yàn)前完成（當(dāng)要 求

27、熱處理和/或水壓試驗(yàn)時(shí)）。否則，返修焊接后仍需進(jìn) 行焊后熱處理和/或水壓試驗(yàn)。 同一部位的焊接返修次數(shù)不應(yīng)超過二次。超過二次以上 的返修(稱超次返修)需經(jīng)船檢和船東的同意,并制定詳盡 的返修方案,通常船檢和/或船東要求制作產(chǎn)品焊接試件。 應(yīng)及時(shí)做好返修過程中的各項(xiàng)記錄。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素31海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）u堆焊長(zhǎng)肉 海工結(jié)構(gòu)總裝合攏時(shí)，或TKY節(jié)點(diǎn)裝配焊接時(shí),經(jīng)常由于 下料、焊接收縮或裝配累積誤差而產(chǎn)生大的裝配間隙,如 果其間隙在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍之內(nèi)，則可以通過堆焊長(zhǎng)肉 進(jìn)行焊接。各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于堆焊長(zhǎng)肉間隙的限定如下(如 果超出范圍，就必須進(jìn)行最小300mm寬嵌板焊接了

28、）： ABS rules 2-4-1/3.1中規(guī)定，船檢可以接受的長(zhǎng)肉范圍 為：坡口每側(cè)長(zhǎng)肉厚度不得超過接頭處母材厚度的0.5倍 或不得超過12.5mm（取兩者中較小值）。如果船檢在 構(gòu)件堆焊長(zhǎng)肉前被告之不宜進(jìn)行雙側(cè)堆焊，則其根據(jù)現(xiàn) 場(chǎng)情況，有權(quán)同意僅從單側(cè)長(zhǎng)肉至整個(gè)構(gòu)件厚度。其長(zhǎng) 肉后得到的間隙只需在所采用的WPS間隙范圍之內(nèi)即可. 規(guī)范中未要求對(duì)長(zhǎng)肉進(jìn)行評(píng)定，因此采用的WPS可以與 后續(xù)焊接的WPS相同。ABS Rules強(qiáng)調(diào)事前溝通。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素32海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）DNV-OS-C401,Amended October 2010 Ch.2 Sec.1 /A2

29、01中規(guī)定，當(dāng)坡口焊縫組對(duì)間隙大于10mm時(shí)，可以考慮采用經(jīng)過焊接工藝評(píng)定的大間隙焊接或采用堆焊焊接，工藝評(píng)定試驗(yàn)中所采用的間隙應(yīng)為生產(chǎn)中最大的間隙。上述情況適用于當(dāng)長(zhǎng)肉結(jié)束后的后續(xù)焊接的必要變數(shù)與長(zhǎng)肉焊接必要變數(shù)不同的情況。當(dāng)長(zhǎng)肉焊接與后續(xù)焊接的必要變數(shù)相同時(shí),坡口兩側(cè)可以各自長(zhǎng)肉8mm厚度達(dá)到正式焊接時(shí)的要求而不必進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn).舉例來說,如果采用的某個(gè)WPS允許的最大間隙為5mm,則當(dāng)裝配間隙為21mm時(shí)，當(dāng)采用此WPS進(jìn)行堆焊焊接時(shí)，不需要再進(jìn)行額外的工藝評(píng)定試驗(yàn)。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素33海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）對(duì)于海工產(chǎn)品的船體結(jié)構(gòu)部分,在堆焊長(zhǎng)肉要求上,DNV和

30、ABS在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中都直接引用了IACS規(guī)范。IACS 在No.47 Table 9.4至Table9.8中，對(duì)堆焊的間隙要求進(jìn)行了規(guī)定，現(xiàn)歸納為5種情況： 無(wú)坡口對(duì)接無(wú)坡口對(duì)接(G(G為裝配間隙為裝配間隙, ,下同下同) ) 當(dāng) 2mm(SAW)或5mmG10mm 時(shí)倒 45角,并堆焊； 當(dāng) G 10mm 時(shí),背面加墊板堆焊,去除墊板,反面刨槽, 封底焊; 或采用嵌入板修整,最小寬度300mm。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素34海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)） 對(duì)接接頭坡口焊縫對(duì)接接頭坡口焊縫 當(dāng) 2mm(SAW)或5mmG1.5t(最大 25mm)時(shí),在坡口一側(cè)或 兩側(cè)堆焊至最大間隙為0.5t,

31、如需要,背部可使用墊板。使用的墊 板在焊后應(yīng)去除,然后在焊縫背面刨槽并實(shí)施封底焊。 當(dāng) G25mm 或1.5t(取小者)時(shí),采用嵌入板方式修 整,嵌入板最 小寬度300mm。 T T型接頭填角焊縫型接頭填角焊縫 當(dāng)3mmG5mm時(shí)，焊腳加大至規(guī)范要求焊腳+(G-2) ;當(dāng) 5mmG16mm或1.5t(取小者)時(shí),腹板上開 3045坡口, 單 面堆焊(必要時(shí)可帶墊板),然后打磨并焊接。 G16mm 或 G1.5t 時(shí),采用嵌入板方式修整,嵌入板最小寬度 300mm.焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素35海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）T T型接頭單側(cè)坡口焊縫型接頭單側(cè)坡口焊縫 當(dāng) 3mmG16mm時(shí),堆

32、焊,必要時(shí)可使用墊板。如使用 墊板,焊后應(yīng)去除。堆焊后反面刨槽并封底焊. G16mm 時(shí),采用嵌入板方式修整,嵌入板最小寬度300mm。 T T型接頭雙側(cè)坡口焊縫型接頭雙側(cè)坡口焊縫 當(dāng) 5mmG16mm時(shí),使用陶瓷或其他認(rèn)可材料的墊板 進(jìn)行堆焊,焊后去除墊板,反面刨槽并封底焊. G16mm 時(shí),采用嵌入板方式修整,嵌入板最小寬度300mm。 當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)需要焊接長(zhǎng)肉時(shí),焊接工程師應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu) 的具體情況,編制詳細(xì)的堆焊長(zhǎng)肉操作規(guī)程, 并對(duì)QC及現(xiàn) 場(chǎng)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底,QC負(fù)責(zé)監(jiān)控堆焊長(zhǎng)肉的實(shí)施。焊接質(zhì)量控制要素焊接質(zhì)量控制要素36海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法537海工事業(yè)

33、部培訓(xùn)(共57頁(yè)）u為了有效的實(shí)現(xiàn)海工項(xiàng)目焊接質(zhì)量控制,公司質(zhì)量部門的焊接工程師以及技術(shù)部門的相關(guān)人員,應(yīng)配合生產(chǎn)部門的工藝組,針對(duì)特定的項(xiàng)目制定現(xiàn)場(chǎng)焊接指導(dǎo)卡(SWIS)以方便現(xiàn)場(chǎng)查詢和執(zhí)行，并可以將此SWIS作為項(xiàng)目焊接前技術(shù)交底使用;針對(duì)特定的特殊結(jié)構(gòu)制定行之有效的焊接方案或作業(yè)指導(dǎo)書;認(rèn)真做好焊接的追溯記錄;定期對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行焊接審查(Welding Audit);技術(shù)部門優(yōu)化焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法38海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）現(xiàn)場(chǎng)焊接指導(dǎo)卡(SWIS) 此卡可視為將某一項(xiàng)目的所有WPS整合到一起的一個(gè)通用工藝卡,其主要內(nèi)容包括但不限于如下幾個(gè)方面：參考

34、標(biāo)準(zhǔn)焊工職責(zé)A焊工在焊前應(yīng)確保隨身攜帶了完成此焊接工作需要的所有必備的工具, 并確認(rèn)接頭已經(jīng)清潔，工作場(chǎng)所已做好防護(hù)措施;按照主管人員安排的預(yù)熱方法進(jìn)行預(yù)熱并確認(rèn)預(yù)熱溫度已經(jīng)達(dá)到工作要求;查看隨身攜帶的SWIS以確定使用的WPS及焊接材料準(zhǔn)確無(wú)誤; 確認(rèn)所用的焊接設(shè)備處于良好的工作狀態(tài),發(fā)現(xiàn)任何問題應(yīng)及時(shí)匯報(bào)主管人員以盡快糾正。B所有焊接應(yīng)盡可能采用雙面焊接,清根可采用碳弧氣刨配合打磨方法以出白，也可以只采用打磨方法出白。焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法39海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）裝配及定位焊接 （見焊接前準(zhǔn)備）附圖預(yù)熱要求（見焊接前準(zhǔn)備）附圖/附表層間溫度要求（見焊接過程控制）對(duì)焊

35、接中斷的要求(WPS中應(yīng)有此要求)A.除層間清渣，接頭打磨，移位或換焊條/焊絲外，焊接接頭應(yīng)盡可能連續(xù)焊接完成。B.當(dāng)有電加熱裝置維持接頭預(yù)熱溫度時(shí)，只要根部及其后第一層焊道焊接完成，則其焊接中斷時(shí)間不限，在重新預(yù)熱并開始焊接前應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行MPI。C.對(duì)于無(wú)法采用可維持溫度的預(yù)熱方式,或沒有預(yù)熱要求的接頭,只有焊接厚度達(dá)到總焊接厚度的1/3或15mm（取較小值）時(shí)，才允許中斷焊接。焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法40海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）D.因?yàn)橛星懊娴囊螅院附忧坝?jì)劃的制定就顯得尤為重要。E.如果在計(jì)劃執(zhí)行中，遇到了這種情況：接頭排在即將交接班或即將用餐時(shí)間開始，則主管人員必

36、須決定：或者推遲開始焊接時(shí)間，或者由當(dāng)班焊工加班焊接，然后手把手的交給下一班焊工進(jìn)行焊接。F.只進(jìn)行了根部焊接的焊件是絕不允許中斷焊接放置的。G.對(duì)于大型構(gòu)件或在很高的拘束狀態(tài)下的待焊接接頭，打底焊后應(yīng)緊接著進(jìn)行后續(xù)焊道的焊接（間隔通常不得超過10分鐘，稱為熱焊道），熱焊道可以每段300mm長(zhǎng)且由多名焊工對(duì)稱的同時(shí)焊接完成。熱焊道焊接厚度要求達(dá)到總焊接厚度的1/3或15mm（取較小值）。H.復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接次序應(yīng)由焊接工程師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定。焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法41海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）對(duì)于完工焊縫的要求（見焊后檢驗(yàn)）焊接返修（見焊接返修）SMAW焊接參數(shù)要求及注意事

37、項(xiàng)（從WPS中摘錄）FCAW焊接參數(shù)要求及注意事項(xiàng)（從WPS中摘錄）SAW焊接參數(shù)要求及注意事項(xiàng)（從WPS中摘錄）堆焊長(zhǎng)肉要求（見堆焊長(zhǎng)肉）焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法42海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊接方案焊接方案對(duì)于一些特定的特殊結(jié)構(gòu)，常常需要焊接后保證其裝配尺寸精度，這時(shí)就需要制定行之有效的焊接方案，如推進(jìn)器結(jié)構(gòu)的焊接；導(dǎo)向結(jié)構(gòu)與圍井焊接；GM4000和OCTABUOY的Deck Box大合攏焊接及其拖拉裝置的焊接；導(dǎo)纜器結(jié)構(gòu)焊接；吊機(jī)COLUMN 與 TOWER及TUB 與 COLLAR焊接；風(fēng)車安裝船的樁腿合攏焊接等。對(duì)于T型接頭結(jié)構(gòu)焊接時(shí)，由于其大拘束，焊接及加熱保溫位置

38、受限，三向散熱等特點(diǎn)，其裂紋的產(chǎn)生幾率遠(yuǎn)大于對(duì)接接頭。如：發(fā)動(dòng)機(jī)底座焊接；GM4000拉筋的內(nèi)部十字支撐焊接;吊點(diǎn)和拖拉點(diǎn)的焊接;以至于測(cè)深、測(cè)速口小法蘭與艙底板的焊接以及樁腿拉筋的焊接等，為防止其產(chǎn)生冷裂紋等焊接缺陷，需要在焊接前制定詳盡的焊接方案，以此將可能的風(fēng)險(xiǎn)降低，不做事后諸葛亮。焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法43海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）作業(yè)指導(dǎo)書作業(yè)指導(dǎo)書對(duì)于一些特殊要求的材料或焊接方法，需要將經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，形成如作業(yè)指導(dǎo)書等文件，然后去指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的焊接操作。這些材料包括低溫鋼管/耐熱鋼管/奧氏體不銹鋼管/DSS和SDSS/Cunifer/Copper/Al-Brass,甚

39、至將來可能的invar, Al alloy,鈦Ti和鋯Zr合金等。焊接方法除常規(guī)的GTAW / SMAW / FCAW外,還應(yīng)注意到釬焊焊接。釬焊當(dāng)用于食品級(jí)要求的管系焊接時(shí)，與一般的釬焊要求是有區(qū)別的。雖然這些焊接方法大家都很熟悉，其實(shí)換了標(biāo)準(zhǔn)后，其要求可能會(huì)有很大的不同，我們制定的程序應(yīng)該滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，并應(yīng)將這些要求告知操作者。上面提到invar, Al alloy,鈦Ti和鋯Zr合金等，其實(shí)距離我們并不遙遠(yuǎn)，我們即將要做的Dana的項(xiàng)目中就可能有Ti或Zr合金，而我們未來就有可能進(jìn)軍LNG市場(chǎng)。焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法44海工事業(yè)部培訓(xùn)(共57頁(yè)）焊接追溯記錄焊接追溯

40、記錄產(chǎn)品在焊接工藝過程中對(duì)每條焊縫的焊接工藝記錄都應(yīng)做到有案可查,確保產(chǎn)品的焊接過程符合設(shè)計(jì)要求。焊接質(zhì)量的可追溯不但是產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證,而且為產(chǎn)品焊接缺陷的分析、焊接工藝的改進(jìn)提供重要依據(jù)和手段。焊接質(zhì)量追溯記錄包括以下內(nèi)容（舉例如下頁(yè)）： 焊材復(fù)驗(yàn)記錄, 焊材庫(kù)溫濕度記錄, 焊材烘焙記錄, 焊材發(fā)放和回收記錄, 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)記錄, 施焊記錄, 焊縫外觀檢驗(yàn)記錄, 焊縫無(wú)損檢測(cè)記錄, 焊工焊績(jī)記錄, 熱處理曲線及溫控記錄, 分段焊縫追蹤表&無(wú)損探傷圖等。除各種表格記錄外,現(xiàn)場(chǎng)管理人員包括QC人員及焊接工程師,應(yīng)養(yǎng)成拍照記錄的良好習(xí)慣,拍照記錄對(duì)于那些隱蔽工程尤其重要（這一點(diǎn)應(yīng)向老外學(xué)習(xí)）。焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法焊接質(zhì)量控制實(shí)施方法45海工事業(yè)部培訓(xùn)(共