2015年結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)知識:鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋

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　　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，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(zhì)，當(dāng)焊接拉應(yīng)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(xué)因素共同作用的結(jié)果。針對其產(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0.04 5% ，磷的含量不應(yīng)大于0.055% ;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(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(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℃ ～3 50℃保溫lh;酸性焊條l 00℃ ～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，減少鋼材中的層狀夾雜物。(6)采取可降低焊接應(yīng)力的各種工藝措施。