高學民

摘 要：在鋼結構焊件中出現(xiàn)的主要危害元素是焊接裂紋，發(fā)現(xiàn)這種問題后，就需要重新焊接立即解決。本文主要對鋼結構焊接裂紋出現(xiàn)的原因及預防方法進行探討。

關鍵詞：鋼結構；焊接裂紋；產(chǎn)生原因；預防措施

1 焊接中的局部變形的原因及預防措施

1.1 產(chǎn)生原因

焊接中的局部變形的原因主要有下面5點：（1）技術加工人員缺乏專業(yè)知識，導致操作不當，當焊接時的電流大小、速度大小、位置方向沒有把握好，同時沒有進行對稱分層、分段、間斷焊接，就容易導致鋼結構焊件發(fā)生形變；（2）鋼結構構件的剛性不夠或者分布不均與，完成焊接后極易發(fā)生收縮不均勻，產(chǎn)生裂縫；（3）同時，在布置代加工的鋼結構構件時焊縫不均勻，容易導致因收縮不均勻使焊縫密集的地方收縮，產(chǎn)生極大的變形；（4）“咬肉”過多也容易使焊接應力太集中從而產(chǎn)生過度變形；（5）完成焊接后，鋼結構器件沒有放置平整，應力在集中進行釋放的過程中引發(fā)變形。

1.2 預防措施

預防工作可以通過以下幾點進行：（1）規(guī)范焊接步驟降低變形發(fā)生率。比如在焊接過程中，可以先對主焊縫進行焊接，然后再對次要焊縫進行焊接，先對對接焊縫進行焊接，后對焊接角焊縫進行焊接；（2）對一些焊縫尺寸比較大的器件可以利用分段、分層、間斷施焊的方法，并對電流、速度、方向進行有效控制；（3）設計的時候應該盡量讓鋼結構器件的各部分剛度與焊縫均勻布置，對焊縫應該進行對稱設計，盡量減少交叉和密集焊接情況的出現(xiàn)；（4）進行焊接時，應該時常均勻的翻動工件，使鋼構件產(chǎn)生的變形相互抵消；（5）手工焊接焊縫較長的位置時，應該選用分段焊接法，從焊件中間向兩端緩慢退焊，盡可能使焊點的布置能夠成對稱的方式，避免因為溫度分布不均勻產(chǎn)生變形；（6）對于大型的不對稱構件，可以從小處著手，先對小型工件焊接，完成單構架矯正后，再進行整體構件的裝配焊接；（7）有些焊接工件容易出現(xiàn)角變形，可以對其先進行預變形處理，墊高焊接口后使焊接平滑，鋼結構焊接更加順利；（8）還可以利用外焊加構件來增加工件的剛性，并減少焊接變形，加固件應該放在收縮應力的背面。

1.3 處理方法

對焊接過程中發(fā)生變形的工件，如果變形比較嚴重，可以使用邊烤邊用千斤頂來進行矯正。如果變形較小，可以直接采用火烤進行矯正。

2 鋼結構焊接裂紋的原因及預防措施

裂紋直接影響焊接件的正常使用，在鋼結構焊接過程中是一項非常嚴重的工藝缺陷，焊接裂紋不單單只是在焊接過程中發(fā)生的，它還具有一定的潛伏期，有的時候在焊接結束后再次加熱過程中也會出現(xiàn)。焊接裂縫出現(xiàn)的部位、大小、形狀、原因及機理都不盡相同，本文重點介紹冷裂紋和熱裂紋。

2.1 冷裂紋

冷裂紋主要出現(xiàn)在焊縫加熱后的冷卻過程中，當溫度降到馬氏體轉變溫度范圍時容易出現(xiàn)，在焊接以后也能立即出現(xiàn)，如果焊接結束后，經(jīng)過很長時間才出現(xiàn)的裂縫 被稱為延遲裂縫。形成這種裂縫的原因有以下3條：工件具有較大的焊接拉伸力；所焊接的地方有淬硬組織；該位置有大量擴散氫聚集?？梢圆捎玫念A防方式有：（1）鋼材選取時選擇質(zhì)量比較好的鋼材，質(zhì)量好的鋼材含雜質(zhì)少，不易發(fā)生收縮不均勻；（2）盡可能地降低焊接應力對鋼構件的影響；（3）嚴格按照焊接操作規(guī)范焊接，焊接步驟要嚴格把關；（4）應用堿性焊條或焊劑（5）確保焊條和焊劑的干燥、無污。

2.2 熱裂紋

當溫度接近固相線時容易出現(xiàn)熱裂紋，它具有沿晶界明顯分布的特點，有時候也會出現(xiàn)在溫度低于固相線的情況下，此時的分布情況為：沿多邊形化。熱裂紋較易出現(xiàn)在焊縫金屬內(nèi)，少部分情況出現(xiàn)在焊縫附近的金屬內(nèi)。出現(xiàn)這種情況的原因是焊接結晶時，焊接熔池出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，結晶過程中由于存在低熔點共晶和雜質(zhì)導致出現(xiàn)液態(tài)間層，從而出現(xiàn)偏析情況，液體凝固后也會導致鋼結構的強度降低，一旦焊接時的焊接應力較大時，就會在液態(tài)間層和凝固的焊接縫之間產(chǎn)生一條裂縫。所以，熱裂紋出現(xiàn)的主要原因是在冶金過程中各方面因素與應力綜合的結構。

面對這種問題我們可以采用以下措施：（1）選用科學、合理的焊接步驟，在選取焊接線超能過程中應該選擇較小的，對整體進行預熱和錘擊，在收弧過程中應該將弧坑填滿；（2）對母材及焊接材料中一些雜質(zhì)的含量進行有效控制，尤其是硫、磷的含量；（3）對焊接縫中化學成分進行調(diào)整，盡最大努力改善焊接縫結構，并提高焊接縫的塑性，進而減少或分散焊接過程中的分散程度，有效控制危害；（4）使用堿性焊條或焊劑，堿性的焊材能夠有效控制雜質(zhì)含量，改善結晶過程中的偏析程度。

2.3 再熱裂紋

2.3.1 出現(xiàn)的原因

在鋼結構焊接過程中，一些關鍵構件需要對殘余應力進行消除，并且高溫回火是最常用一種方式。通過回火或者由于長期處于高溫狀態(tài)而產(chǎn)生的裂紋被稱作再熱裂紋。造成這種情況的主要原因是：①鋼構件中的過飽和固熔碳化物經(jīng)過再次加熱時會析出，使得鋼結構境內(nèi)強化；②在焊接過程中導致的殘余應力在鋼結構某一處過度集中。

2.3.2 預防方法

①選取鋼材時避免碳化物的沉淀析出；②對鋼構件進行再熱處理時盡可能避開容易出現(xiàn)再熱裂紋的地方；③盡量減少殘余應力的出現(xiàn)，并避免過于集中；④選取焊條時要選用符合規(guī)定設計強度等級比較低的焊條。

3 結束語

綜上所述，在對鋼結構進行焊接時一定要注意焊接裂紋這一危害，焊接工程師必須嚴格按照操作規(guī)定進行焊接，防止焊接裂紋的出現(xiàn)。

參考文獻

[1]武衛(wèi)華，李艷艷，張秀全，等.鋼結構焊接裂紋的原因及防治措施[J].中國機械，2014，（2）：100.

[2]楊志浩，張帆.鋼結構焊接裂紋的原因及防治措施[J].河南建材，2009，（5）：29-30.

[3]石成，茹國和.鋼結構焊接裂紋的防治[J].建筑施工，2010，32（5）：431-434.

（作者單位：河北德鵬機械設備有限公司）