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鋼結(jié)構(gòu)焊接中出現(xiàn)問題及處理措施

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2011-06-29 08:30:49 [收藏]
摘要：在加工鋼結(jié)構(gòu)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(duì)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(zhì)量。本文對(duì)焊...
    關(guān)鍵詞：處理 措施 問題 出現(xiàn)
         摘要：在加工鋼結(jié)構(gòu)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(duì)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(zhì)量。本文對(duì)焊接中局部變形和裂紋的原因和預(yù)防措施進(jìn)行分析，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接檢驗(yàn)中的相關(guān)問題進(jìn)行論述。

        關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；焊接；變形；裂紋；檢驗(yàn)

        一、焊接中的局部變形的原因及預(yù)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(dǎo)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(dāng)，未對(duì)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(shí)咬肉過大，引起焊接應(yīng)力集中和過量變形。5)焊接放置不平，應(yīng)力集中釋放時(shí)引起變形。

        (二)預(yù)防措施

        (1)設(shè)計(jì)時(shí)盡量使工件各部分剛度和焊縫均勻布置，對(duì)稱設(shè)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(duì)稱部位的焊縫后焊非對(duì)稱焊縫，先焊收縮量大的焊縫后焊收縮量小的焊縫，先焊對(duì)接焊縫后焊角焊縫。(3)對(duì)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(zhǎng)焊縫時(shí)，應(yīng)采用分段進(jìn)行間斷焊接法，由工件的中間向兩頭退焊，焊接時(shí)人員應(yīng)對(duì)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(duì)稱，應(yīng)將小部件組焊矯正完變形后，在進(jìn)行裝配焊接，以減少整體變形。(6)工件焊接時(shí)應(yīng)經(jīng)常翻動(dòng)，使變形互相抵消。(7)對(duì)于焊后易產(chǎn)生角變形的零部件，應(yīng)在焊前進(jìn)行預(yù)變形處理，如鋼板v形坡口對(duì)接，在焊接前應(yīng)將接口適當(dāng)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(yīng)設(shè)在收縮應(yīng)力的反面。

        (三)處理方法

        對(duì)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(jié)構(gòu)焊接裂紋的原因及預(yù)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(jié)晶裂紋，通常產(chǎn)生在焊縫內(nèi)部，有時(shí)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(jié)晶過程中存在著偏析現(xiàn)象，低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì)在結(jié)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(qiáng)度也較低，當(dāng)焊接應(yīng)力足夠大時(shí)，就會(huì)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(diǎn)共晶和雜質(zhì)，當(dāng)焊接拉應(yīng)力足夠大時(shí)，也會(huì)被拉開?？傊?，熱裂紋的產(chǎn)生是冶金因素和力學(xué)因素共同作用的結(jié)果。針對(duì)其產(chǎn)生原因，其預(yù)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(hù)氣體)中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量，特別應(yīng)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(yīng)大于0.045%，磷的含量不應(yīng)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(shí)，熱裂紋敏感性可大大降低。(2)調(diào)整焊縫金屬的化學(xué)成分，改善焊縫組織，細(xì)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(diǎn)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(zhì)含攝，改善結(jié)晶時(shí)的偏析程度。(4)適當(dāng)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(yù)熱和錘擊法，收弧時(shí)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(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)(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(zhǎng)時(shí)間才發(fā)生，故也稱為延遲裂紋。其形成的基本條件有3個(gè)：焊接接頭形成淬硬組織；擴(kuò)散氫的存在和濃集；存在著較大的焊接拉伸應(yīng)力。其預(yù)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(yù)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(kuò)散氧含量。(3)焊條和焊劑在使用前應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定的要求進(jìn)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(rèn)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(shí)進(jìn)行熱處理一是進(jìn)行退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，使淬火組織回火，改善其韌性；二：是進(jìn)行消氫處理，使氫從焊接接頭中充分逸出。(5)提高鋼材質(zhì)量，減少鋼材中的層狀?yuàn)A雜物。(6)采取可降低焊接應(yīng)力的各種工藝措施。

        三、鋼結(jié)構(gòu)焊接檢驗(yàn)中的相關(guān)問題

        (一)焊縫等級(jí)、檢驗(yàn)等級(jí)、評(píng)定

        等級(jí)的區(qū)別與聯(lián)系要求進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量探傷的焊縫，按質(zhì)量等級(jí)分一級(jí)和二級(jí)，稱一級(jí)焊縫和二級(jí)焊縫，此即為焊縫等級(jí)。檢驗(yàn)等級(jí)系指檢驗(yàn)檢測(cè)達(dá)到的精度，即檢測(cè)儀器與檢測(cè)方法結(jié)合而得到的檢測(cè)結(jié)果的精確程度。超聲波探傷采用GB/Tll345l989標(biāo)準(zhǔn)按檢測(cè)等級(jí)由低到高分為A、B、C三個(gè)級(jí)別，射線探傷采用GB/T3323一l987標(biāo)準(zhǔn)按檢測(cè)等級(jí)由低到高分為A、AB、B三個(gè)級(jí)別，它們分別規(guī)定了手工超聲波探傷的檢測(cè)方法、探測(cè)面、檢測(cè)范圍和允許缺陷當(dāng)量(dB值)以及射線探傷所要達(dá)到的靈敏度(透照厚度與像質(zhì)計(jì)的關(guān)系)。

        評(píng)定級(jí)別是指探傷人員在檢出缺陷后依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)缺陷測(cè)量進(jìn)而確定的焊縫內(nèi)部質(zhì)量級(jí)別。具體來說，超聲波探傷指對(duì)波高在測(cè)長(zhǎng)線與判廢線之間(Ⅱ區(qū))缺陷測(cè)長(zhǎng)后，依標(biāo)準(zhǔn)GB/Tl1345l989表6進(jìn)行缺陷定級(jí)；射線探傷是指測(cè)量底片上缺陷指示長(zhǎng)度和大小，依標(biāo)準(zhǔn)GB/T3323一l987表6表7、表9、表l0并綜合評(píng)級(jí)(見該標(biāo)準(zhǔn)l61～l64)，這一條是每一個(gè)探傷人員必須熟練掌握的。

        (二)超標(biāo)缺陷處理與復(fù)探、擴(kuò)探GB50205鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》只規(guī)定了檢測(cè)方法檢測(cè)比例和合格級(jí)別，對(duì)于缺陷的處理沒有明確要求。

        參照J(rèn)Gl8l建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》和其他行業(yè)焊接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，對(duì)十檢出的缺陷可作如下處理：(1)檢測(cè)出的不允許缺陷必須返修，返修后按同種檢測(cè)方法檢測(cè)合格后方認(rèn)為該焊縫合格。(2)對(duì)要求抽查檢驗(yàn)的焊縫，發(fā)現(xiàn)不允許缺陷后，應(yīng)在被檢測(cè)區(qū)域兩端整條焊縫長(zhǎng)度的各l0%且不小于00inin(長(zhǎng)度允許時(shí))的區(qū)域擴(kuò)檢。a)若在擴(kuò)檢區(qū)域未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，應(yīng)認(rèn)為該焊縫合格。b)若在擴(kuò)檢區(qū)域發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，則該條焊縫全檢。(3)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安裝要求抽查檢驗(yàn)的焊縫，發(fā)現(xiàn)不允許缺陷后，按下述原則擴(kuò)檢；a)增加該類型同一焊工焊接的兩條焊縫檢測(cè)，若此兩條擴(kuò)檢焊縫未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，應(yīng)認(rèn)為該批焊縫合格。b)若此兩條擴(kuò)檢焊縫發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，則每一條含超標(biāo)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(biāo)缺陷，應(yīng)認(rèn)為該批焊縫合格。d)若再次抽檢的焊縫仍發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷，則該焊工焊接的該類型焊縫全檢。同時(shí)，可協(xié)商適當(dāng)增加其余焊縫檢測(cè)比例。
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