简析建筑钢结构焊接工程热裂纹的产生及防止

作者:戴为志;高良 刊名:焊接技术 上传者:贾显旺

【摘要】国家体育场("鸟巢")钢结构焊接工程中,首先提出热裂纹是建筑钢结构出现几率最大缺陷的技术观点后,引起了人们对建筑钢结构热裂纹的重视,近年来,笔者十分重视对建筑钢结构焊接工程产生热裂纹的机理进行分析研究,并结合实践经验,将建筑钢结构焊接工程热裂纹产生和防止作一简单分析,供同行参考。

全文阅读

金属结晶、容易产生区域偏析;在拘束应力大的前1窄而深的坡口形式容易形成热裂纹提下进而导致焊接热裂纹的产生,如图1所示。由于建筑钢结构焊接工程构件厚板、焊接工程W<D量大、难度大,业界十分重视坡口设计。坡口小的WD优点是:焊缝横截面积小,焊接熔敷金属少,因而效率高,是人们追求的目标,但是,坡口过小,易形成窄而深的形式,焊缝成形系数偏小,影响焊缝图1窄而深的坡口易产生热裂纹加大坡口,虽然焊接量增大,但可以有效地防收稿日期:2014-04-15 止热裂纹的产生。如果坡口过大,不仅增加焊接工在T形全熔透焊接接头中,母材厚薄差太大,作量,而且焊缝的焊接残余应力也大大增加,这对造成焊缝两侧冷却速度的差别大,形成了较大的温钢结构体系初始应力的控制极其不利,同时也影响差拉应力场;致使焊缝金属冷却在固相线附近,来工程工期。不及凝固而被拉开,形成热裂纹。2焊缝冷却速度过快容易形成热裂纹4焊缝受拉应力的影响,特别是在T形及十字接头低温焊接条件下,焊缝的冷却速度较常温焊缝三维应力状态下易形成热裂纹要快得多,直接后果是影响二次结晶的重要参数t8/5钢结构焊接接头中,T形、十字形、C形焊接接下降,随之出现淬硬组织,硬度提高,因此冷裂纹头,由于增加了热传导的方向,所形成的温度场属的敏感性也相应增大。于三维热传导;那么,所形成的应力场也属于三轴在结构拘束度很大的前提下,焊缝的冷却速度应力场。在这种情况下,钢板的厚度不是关键因素,过快,极易增加焊缝一次结晶的区域偏析,在较强甚至可以忽略不计;相同厚度和不同厚度的薄板组的拉应力场作用下,在焊缝中心发生结晶裂纹,是成的T形、十字形、C形焊接节点都是三维热传导。热裂纹的一种形式,冬季现场施工容易出现热裂纹,在相同或相似的工程中,中、薄板角焊缝的熔敷如图2所示。金属强度比对接焊缝熔敷金属高,有的几乎高一个级别。分析其原因,就是在相同或相似的环境和工艺条件下,角焊缝属于三维热传导,对接焊缝在板厚不超过临界板厚的条件下属二维热传导,热传导区别很大,因此,角焊缝熔敷金属强度较对接焊缝的高,是因为角焊缝的冷却速度高于对接焊缝的原因所致,在图2某工地冬季施焊后出现的热裂纹这种焊接接头下,容易出现热裂纹,如图4所示。除冬季气温低冷却速度快原因之外,图2中焊接接头厚薄差太大也是产生焊缝热裂纹的主要原因之一。3焊缝两侧厚薄相差大容易产生热裂纹图4BH构件上的热裂纹焊缝两侧的厚薄差过大,特别在T形、十字形焊接接头中,容易出现热裂纹。图3是T形焊缝热5多层多道焊层间温度过高、稀释率过大有可能形裂纹试验焊件,厚板为50mm;薄板为25mm;CO2成热裂纹气体保护粗丝(准2.4mm)全熔透焊接。检测结果:建筑钢结构厚板焊缝大多采用单V形带衬板的两侧焊缝通长中心裂纹。坡口形式,这是因为BOX结构特点所要求的,V形坡口的根部肯定是稀释率最大的地方,同时也是应力最集中的地方,在打底焊接结束后,每一层的焊肉全都对焊缝根部加载,致使根部质量极不稳定,所以降低稀释率是保证厚板焊缝质量重要措施。在同SMAW,GMAW,FCAW-G比较之后确认,图3T形焊缝热裂纹试验焊件以SMAW稀释率为最小。于是,在“鸟巢”钢结构 焊接工程中,采用了SMAW打底、GMAW填充、磷(P):熔点44,缩小相区,形成相FCAW-G盖面的工艺。此举还解决了CO2焊焊枪厚圈。在铁及铁中的最大溶解度分别为2.8%及板打底焊困难的问题,发挥了上述3项工艺各自的0.25%。它在钢中不形成碳化物,但易造成严重偏特长,焊缝成形良好,且一次合格率相当高。析,容易形成焊缝裂纹,包括热裂纹。在焊接低合金钢时要充分注意

参考文献

引证文献

问答

我要提问