试述钢结构焊接中的常见问题

摘要：在进行钢结构的加工时，由于其形状的多种多样、焊缝也相对比较多、尺寸也较大等的影响，加工中常常会发生各种焊接问题，严重的会影响到产品的质量。本文简要分析了焊接中出现的局部裂纹和变形影响因素，并由此而提出了一系列的预防措施，以其能为所需者提供借鉴。

关键词：钢结构；焊接；问题

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：

一、焊接中局部变形原因及预防

1、产生原因

（1）钢结构加工件较小的刚性或者刚性不够均匀，焊后的变形、收缩不完全一样。（2）钢结构加工件从其自身来说焊缝布置的不均匀，这就会造成收缩也不均，在一些焊缝多的地方收缩大、变形也就越大。（3）加工人员不正确的操作，没有间断施焊、对称进行分段、分层，同时，焊接的方向、电流、速度等也是不尽相同，造成了钢结构加工件的变形不完全相同。（4）焊接时造成焊接应力过分的集中，出现过量的变形。（5）在进行焊接时，钢结构放置不够平稳，在应力集中的释放时造成变形。

2、预防措施

（1）在进行设计时，尽量让钢结构工件的各部分焊缝和刚度能均匀布置，焊缝对称设置，减少密集和交叉焊缝。（2）焊接顺序要合理，减少变形。先焊主焊缝再焊次焊缝，先收缩量大焊缝后收缩量小焊缝，先对称焊缝后非对称焊缝，先对接焊缝后角焊缝。（3）如果刚结构工件焊缝多、尺寸大，则可以采取分层、分段、间断等形式做好焊接，速度、电流和方向要控制一致。（4）较长焊缝在手工焊接时，需间断、分段焊接，由钢结构工件中间向两头退焊，焊接人员对称分散布置，避免热量过分集中造成变形。（5）大型钢结构工件如果出现形状不对称的情况，需要把小部件的组焊进行适当的矫正，然后再装配进行焊接操作，以此来减少整体的形变。（6）焊接中工件需不停翻动，让钢结构工件的变形可以互相抵消。（7）一些焊后容易角变形的零部件，可以焊接前作预变形的加工，如钢板v形坡口的对接，焊前把接口垫高以便于焊后变平。（8）外焊加固件，以此来加强工件的刚性，限制焊接变形，加固件应在收缩应力反面。

3、处理方法

已出现变形的钢结构工件，如果其变形不是特别大，则可以采取火烤的方式矫正。如果其变形大，则需要边烤边用千斤顶顶矫正。

二、焊接裂纹原因及预防

1、热裂纹

热裂纹也叫做高温裂纹，结晶裂纹也是说热裂纹，一般在焊缝内部或者热影响区因为高温所产生的裂纹，主要的裂纹分为、弧坑、纵向、横向、根部还有热影响区裂纹。之所以会形成裂纹是因为在液料焊接后发生结晶偏折，焊接材料包括低熔点和杂质是以液态的形式存在与缝隙间层中，容易发生偏折现象，这样凝固之后会降低其强度，这个间层或者是凝固时间比较短的金属会在大的焊接应力下被拉开产生裂纹。还有，当母基体材料中出现了低熔点金属的杂质结为晶体之后也会在大的接应力下导致裂纹的产生。总之，冶金和力学是产生热裂纹的主要因素。针对这两个因素我们采取以下的预防措施：

（1）严格控制易偏折元素和有害杂质在母体材料以及液体焊接材料中的含量，尤其是硫磷元素和碳元素，建议正常情况下液体焊接材料中不应出现大于0.045%的硫含量和大于0.055%的磷含量；同时碳含量越高形成焊接裂纹的可能性越高，保持碳含量在0.10%以下可以大大的降低裂纹的敏感性。（2）对焊缝填补时使用的材料进行化学成分的调整，对组织进行改善，使焊缝的颗粒更加细化塑形提高，降低偏折的程度，让低熔品的有害影响得以控制。（3）通过使用焊剂或者碱性的焊条使杂质含量不会那麽高的存在焊缝中，使得偏折程度得以改善。（4）焊接使用多层多道提高形状系数绕开中心线避免产生中心裂纹。（5）焊接顺序合理较小的焊接线能超和锤击法还有填弧吭等等措施可以降低缝隙的裂纹产生。

2、冷裂纹

焊缝会在冷却过程中产生冷裂纹，通常发生在马氏体转变的范围内，有时发生的及时有时是在焊接之后一段时间才会出现。发生冷裂纹的条件有淬硬组织存在焊接头上，有扩散氢存在并且浓度高密集，有焊接拉伸力存在。预防的措施有如下几点：

冷裂纹是焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内造成的，既可能在焊接后立即出现，也可能较长时间才发生。基本条件有 3：焊接接头形成、扩散氢的存在和浓集、存在较大焊接拉伸应力。主要预防措施有：

（1）规范的焊接，焊缝还有热影响区要对其改善组织形态，像焊前预热、温度的控制，使用慢冷或者快热的方式令氢分子逸出。（2）通过焊条焊剂是扩散氧逸出。（3）做到仔细清掉坡口和焊丝上面的油污锈斑等等脏东西，按规格在使用前烘干（300℃-350℃下保温低氢焊条一小时；100℃-l50℃保温酸性焊条一小时；200℃-250℃保温焊剂两小时），通过这些方式来降低氢含量。（4）焊接之后要立刻退火处理使淬火组织消除内应力改善韧性，使氢充分溢出。（5）尽可能去除钢材的间层杂物。（6）各种可以使焊接应力降低工艺措施。

三、焊接检验问题

1、焊缝等级、检验等级、评定等级的区别与联系

作内部质量探伤的焊缝，从质量的等级上我们可以将其作焊缝等级，分为一级和二级焊缝。

检验等级指的是检验检测所可以达到的精度，也就是仪器与方法结合而最终的结果精确程度。超声波探伤按GB／T11345-1989 标准检测，等级从低到高有A、B、C三个级别，射线探伤用 GB／T3323-1987 标准检测，等级从低到高有A 、A B 、B三个级别，规定了手工超声波探伤检测范围、检测方法、探测面、允许出现的缺陷当量及射线探伤需灵敏度。

评定级别指的是在检出缺陷后，探伤人员依标准测量缺陷，确定焊缝内质量级别。具体的，超声波测长波高在判废线与测长线之间缺陷，依GB／T11345-1989 表6标准作缺陷定级；射线测量底片缺陷指示大小和长度，依GB／T3323-1987表6、表7、表9、表10标准并综合评级。

2、超标缺陷处理与复探、扩探

GB 50205《钢结构工程施工质量验收规范》只有对检测比例、检测方法和合格级别的规定，没有明确规定缺陷处理。参照《建筑钢结构焊接技术规程》和其他焊接检验标准要求，对所检出缺陷可处理：

（1）不允许缺陷须彻底返修，后按同检测法检测，合格后方为焊缝合格。

（2）抽查检验的焊缝，如有不允许缺陷，则需在被检区两端整条焊缝长各10％且不小于200mm区域扩检。

a)如果扩检区没有发现超标缺陷，则为合格焊缝。b)如果扩检区发现缺陷超标，则全检焊缝。

（3）现场安装抽查的焊缝，如发现不允许缺陷，则按下列原则扩检：a)增加检测同一焊工此类型焊接的两条焊缝，如果未发现缺陷超标，则为合格焊缝。b)如果发现缺陷超标，则含缺陷超标的每一焊缝按上述原则再抽检两条。c)如果再抽检焊缝没有缺陷超标，则为合格焊缝。d)如果再抽检仍有缺陷超标，则全检此类型的同一焊工焊缝。同时，协商增加其余焊缝检测。

四、结论

钢结构的加工，由于其受形状多种多样、尺寸也较大等的影响，加工中常常会发生各种焊接问题。本文分析了焊接中出现的局部裂纹和变形影响因素，并由此而提出了一系列的预防措施，期望能为钢结构焊接的操作人员提供一些帮助。

参考文献：

[1] 苏海红,高永林.以某高校体育馆为例谈钢结构卸载施工技术[J].山西建筑.2013(07).

[2] 廖选茂,方振亚,于吉圣,杨银贵,杨帅,倪敬伟,陶双杰.独立式钢柱安装施工控制方法[J].钢结构.2013(01).