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鋼結構焊接中出現問(wèn)題及處理措施

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2011-06-29 08:30:49 [收藏]
摘要：在加工鋼結構工件的過(guò)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(chēng)等因素，在加工過(guò)程中，常出現多種焊接問(wèn)題，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。本文對焊...
    關(guān)鍵詞：處理 措施 問(wèn)題 出現
         摘要：在加工鋼結構工件的過(guò)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(chēng)等因素，在加工過(guò)程中，常出現多種焊接問(wèn)題，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。本文對焊接中局部變形和裂紋的原因和預防措施進(jìn)行分析，并對鋼結構焊接檢驗中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行論述。

        關(guān)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(chēng)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(guò)大，引起焊接應力集中和過(guò)量變形。5)焊接放置不平，應力集中釋放時(shí)引起變形。

        (二)預防措施

        (1)設計時(shí)盡量使工件各部分剛度和焊縫均勻布置，對稱(chēng)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(chēng)部位的焊縫后焊非對稱(chēng)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(cháng)焊縫時(shí)，應采用分段進(jìn)行間斷焊接法，由工件的中間向兩頭退焊，焊接時(shí)人員應對稱(chēng)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(chēng)，應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)應經(jīng)常翻動(dòng)，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(jìn)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(guò)外焊加固件增大工件的剛性來(lái)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的方法矯正。

        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(chēng)高溫裂紋或結晶裂紋，通常產(chǎn)生在焊縫內部，有時(shí)也可能出現在熱影響區，表現形式有：縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋弧坑裂紋和熱影響區裂紋。其產(chǎn)生原因是由于焊接熔池在結晶過(guò)程中存在著(zhù)偏析現象，低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì)在結晶過(guò)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(shí)，就會(huì )將液態(tài)間層或剛凝固不久的固態(tài)金屬拉開(kāi)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)，當焊接拉應力足夠大時(shí)，也會(huì )被拉開(kāi)?？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(zhì)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(shí)，熱裂紋敏感性可大大降低。(2)調整焊縫金屬的化學(xué)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(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，改善結晶時(shí)的偏析程度。(4)適當提高焊縫的形狀系數，采用多層多道焊接方法，避免中心線(xiàn)偏析，可防止中心線(xiàn)裂紋。(5)采用合理的焊接順序和方向，采用較小的焊接線(xiàn)能超，整體預熱和錘擊法，收弧時(shí)填滿(mǎn)弧坑等工藝措施。

        (二)冷裂紋

        冷裂紋一般是指焊縫在冷卻過(guò)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，也可以在焊接以后的較長(cháng)時(shí)間才發(fā)生，故也稱(chēng)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；擴散氫的存在和濃集；存在著(zhù)較大的焊接拉伸應力。其預防措施主要有：

        (1)選擇合理的焊接規范和線(xiàn)能，改善焊縫及熱影響區組織狀態(tài)，如焊前預熱、控制層問(wèn)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(lái)源。(4)焊后及時(shí)進(jìn)行熱處理一是進(jìn)行退火處理，以消除內應力，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(guān)問(wèn)題

        (一)焊縫等級、檢驗等級、評定

        等級的區別與聯(lián)系要求進(jìn)行內部質(zhì)量探傷的焊縫，按質(zhì)量等級分一級和二級，稱(chēng)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(gè)級別，射線(xiàn)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(gè)級別，它們分別規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(xiàn)探傷所要達到的靈敏度(透照厚度與像質(zhì)計的關(guān)系)。

        評定級別是指探傷人員在檢出缺陷后依據標準對缺陷測量進(jìn)而確定的焊縫內部質(zhì)量級別。具體來(lái)說(shuō)，超聲波探傷指對波高在測長(cháng)線(xiàn)與判廢線(xiàn)之間(Ⅱ區)缺陷測長(cháng)后，依標準GB/Tl1345l989表6進(jìn)行缺陷定級；射線(xiàn)探傷是指測量底片上缺陷指示長(cháng)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(jiàn)該標準l61～l64)，這一條是每一個(gè)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(zhì)量驗收規范》只規定了檢測方法檢測比例和合格級別，對于缺陷的處理沒(méi)有明確要求。

        參照JGl8l建筑鋼結構焊接技術(shù)規程》和其他行業(yè)焊接檢驗標準規范的要求，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)現不允許缺陷后，應在被檢測區域兩端整條焊縫長(cháng)度的各l0%且不小于00inin(長(cháng)度允許時(shí))的區域擴檢。a)若在擴檢區域未發(fā)現超標缺陷，應認為該焊縫合格。b)若在擴檢區域發(fā)現超標缺陷，則該條焊縫全檢。(3)對于現場(chǎng)安裝要求抽查檢驗的焊縫，發(fā)現不允許缺陷后，按下述原則擴檢；a)增加該類(lèi)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)現有超標缺陷，則該焊工焊接的該類(lèi)型焊縫全檢。同時(shí)，可協(xié)商適當增加其余焊縫檢測比例。
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