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鋼結構焊接中出現(xiàn)問題及處理措施

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時間：2011-06-29 08:30:49 [收藏]
摘要：在加工鋼結構工件的過程中，由于存在外形尺寸較大、形狀多樣、焊縫多、焊接位置不對稱等因素，在加工過程中，常出現(xiàn)多種焊接問題，影響產(chǎn)品的質量。本文對焊...
    關鍵詞：處理 措施 問題 出現(xiàn)
         摘要：在加工鋼結構工件的過程中，由于存在外形尺寸較大、形狀多樣、焊縫多、焊接位置不對稱等因素，在加工過程中，常出現(xiàn)多種焊接問題，影響產(chǎn)品的質量。本文對焊接中局部變形和裂紋的原因和預防措施進行分析，并對鋼結構焊接檢驗中的相關問題進行論述。

        關鍵詞：鋼結構；焊接；變形；裂紋；檢驗

        一、焊接中的局部變形的原因及預防措施

        (一)產(chǎn)生原因

        (1)加工件的剛性小或不均勻，焊后收縮，變性不一致。(2)加工件本身焊縫布置不均，導致收縮不均勻，焊縫多的部位收縮大、變形也大。(3)加工人員操作不當，未對稱分層、分段、間斷施焊，焊接電流、速度、方向不一致，造成加工件變形的不一致。(4)焊接時咬肉過大，引起焊接應力集中和過量變形。5)焊接放置不平，應力集中釋放時引起變形。

        (二)預防措施

        (1)設計時盡量使工件各部分剛度和焊縫均勻布置，對稱設置焊縫減少交叉和密集焊縫。(2)制定合理的焊接順序，以減少變形。如先焊主焊縫后焊次要焊縫，先焊對稱部位的焊縫后焊非對稱焊縫，先焊收縮量大的焊縫后焊收縮量小的焊縫，先焊對接焊縫后焊角焊縫。(3)對尺寸大焊縫多的工件，采用分段、分層、間斷施焊，并控制電流、速度、方向一致。(4)手工焊接較長焊縫時，應采用分段進行間斷焊接法，由工件的中間向兩頭退焊，焊接時人員應對稱分散布置，避免由于熱量集中引起變形。(5)大型工件如形狀不對稱，應將小部件組焊矯正完變形后，在進行裝配焊接，以減少整體變形。(6)工件焊接時應經(jīng)常翻動，使變形互相抵消。(7)對于焊后易產(chǎn)生角變形的零部件，應在焊前進行預變形處理，如鋼板v形坡口對接，在焊接前應將接口適當墊高，這樣可使焊后變平。(8)通過外焊加固件增大工件的剛性來限制焊接變形，加固件的位置應設在收縮應力的反面。

        (三)處理方法

        對已變形的工件，如變形不大，可采用火烤矯正。如變形較大，采用邊烤邊用千斤頂頂?shù)姆椒ǔC正。

        二鋼結構焊接裂紋的原因及預防措施

        (一)熱裂紋

        熱裂紋是指高溫下所產(chǎn)生的裂紋，又稱高溫裂紋或結晶裂紋，通常產(chǎn)生在焊縫內部，有時也可能出現(xiàn)在熱影響區(qū)，表現(xiàn)形式有：縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋弧坑裂紋和熱影響區(qū)裂紋。其產(chǎn)生原因是由于焊接熔池在結晶過程中存在著偏析現(xiàn)象，低熔點共晶和雜質在結晶過程中以液態(tài)間層形式存在從而形成偏析，凝固以后強度也較低，當焊接應力足夠大時，就會將液態(tài)間層或剛凝固不久的固態(tài)金屬拉開形成裂紋。此外，如果母材的晶界上也存在有低熔點共晶和雜質，當焊接拉應力足夠大時，也會被拉開。總之，熱裂紋的產(chǎn)生是冶金因素和力學因素共同作用的結果。針對其產(chǎn)生原因，其預防措施如下：

        (1)限制母材及焊接材料(包括焊條、焊絲、焊劑和保護氣體)中易偏析元素和有害雜質的含量，特別應控制硫、磷的含量和降低含碳，一般用于焊接的鋼材中硫的含量不應大于0.045%，磷的含量不應大于0055%；另外鋼材含碳量越離，焊接性能越差，一般焊縫中碳的含量控制在0.10%以下時，熱裂紋敏感性可大大降低。(2)調整焊縫金屬的化學成分，改善焊縫組織，細化焊縫品粒，以提高其塑性，減少或分散偏析程度，控制低熔點共品的有害影響。(3)采用堿性焊條或焊劑，以降低焊縫中的雜質含攝，改善結晶時的偏析程度。(4)適當提高焊縫的形狀系數(shù)，采用多層多道焊接方法，避免中心線偏析，可防止中心線裂紋。(5)采用合理的焊接順序和方向，采用較小的焊接線能超，整體預熱和錘擊法，收弧時填滿弧坑等工藝措施。

        (二)冷裂紋

        冷裂紋一般是指焊縫在冷卻過程中溫度降到馬氏體轉變溫度范圍內(300—200℃以下)產(chǎn)生的，可以在焊接后立即出現(xiàn)，也可以在焊接以后的較長時間才發(fā)生，故也稱為延遲裂紋。其形成的基本條件有3個：焊接接頭形成淬硬組織；擴散氫的存在和濃集；存在著較大的焊接拉伸應力。其預防措施主要有：

        (1)選擇合理的焊接規(guī)范和線能，改善焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài)，如焊前預熱、控制層問溫度、焊后緩冷或后熱等以加快氫分子逸出。(2)采用堿性焊條或焊劑，以降低焊縫中的擴散氧含量。(3)焊條和焊劑在使用前應嚴格按照規(guī)定的要求進行烘干(低氫焊條300℃～350℃保溫lh；酸性焊條l00℃～l50℃保溫lh；焊劑200℃～250。C保溫2h)，認真清理坡口和焊絲，太除油污、水分和銹斑等臟物，以減少氫的來源。(4)焊后及時進行熱處理一是進行退火處理，以消除內應力，使淬火組織回火，改善其韌性；二：是進行消氫處理，使氫從焊接接頭中充分逸出。(5)提高鋼材質量，減少鋼材中的層狀夾雜物。(6)采取可降低焊接應力的各種工藝措施。

        三、鋼結構焊接檢驗中的相關問題

        (一)焊縫等級、檢驗等級、評定

        等級的區(qū)別與聯(lián)系要求進行內部質量探傷的焊縫，按質量等級分一級和二級，稱一級焊縫和二級焊縫，此即為焊縫等級。檢驗等級系指檢驗檢測達到的精度，即檢測儀器與檢測方法結合而得到的檢測結果的精確程度。超聲波探傷采用GB/Tll345l989標準按檢測等級由低到高分為A、B、C三個級別，射線探傷采用GB/T3323一l987標準按檢測等級由低到高分為A、AB、B三個級別，它們分別規(guī)定了手工超聲波探傷的檢測方法、探測面、檢測范圍和允許缺陷當量(dB值)以及射線探傷所要達到的靈敏度(透照厚度與像質計的關系)。

        評定級別是指探傷人員在檢出缺陷后依據(jù)標準對缺陷測量進而確定的焊縫內部質量級別。具體來說，超聲波探傷指對波高在測長線與判廢線之間(Ⅱ區(qū))缺陷測長后，依標準GB/Tl1345l989表6進行缺陷定級；射線探傷是指測量底片上缺陷指示長度和大小，依標準GB/T3323一l987表6表7、表9、表l0并綜合評級(見該標準l61～l64)，這一條是每一個探傷人員必須熟練掌握的。

        (二)超標缺陷處理與復探、擴探GB50205鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》只規(guī)定了檢測方法檢測比例和合格級別，對于缺陷的處理沒有明確要求。

        參照JGl8l建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》和其他行業(yè)焊接檢驗標準規(guī)范的要求，對十檢出的缺陷可作如下處理：(1)檢測出的不允許缺陷必須返修，返修后按同種檢測方法檢測合格后方認為該焊縫合格。(2)對要求抽查檢驗的焊縫，發(fā)現(xiàn)不允許缺陷后，應在被檢測區(qū)域兩端整條焊縫長度的各l0%且不小于00inin(長度允許時)的區(qū)域擴檢。a)若在擴檢區(qū)域未發(fā)現(xiàn)超標缺陷，應認為該焊縫合格。b)若在擴檢區(qū)域發(fā)現(xiàn)超標缺陷，則該條焊縫全檢。(3)對于現(xiàn)場安裝要求抽查檢驗的焊縫，發(fā)現(xiàn)不允許缺陷后，按下述原則擴檢；a)增加該類型同一焊工焊接的兩條焊縫檢測，若此兩條擴檢焊縫未發(fā)現(xiàn)超標缺陷，應認為該批焊縫合格。b)若此兩條擴檢焊縫發(fā)現(xiàn)超標缺陷，則每一條含超標缺陷的焊縫按卜述原則再各抽檢兩條焊縫。C)若再次抽檢的焊縫未發(fā)現(xiàn)超標缺陷，應認為該批焊縫合格。d)若再次抽檢的焊縫仍發(fā)現(xiàn)有超標缺陷，則該焊工焊接的該類型焊縫全檢。同時，可協(xié)商適當增加其余焊縫檢測比例。
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