馬晉芳

山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006

建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接很容易受到鋼材料結(jié)構(gòu)、元素含量、拉伸應(yīng)力等影響，出現(xiàn)各種類型的裂紋，這些裂紋的出現(xiàn)并不是不可避免的，因此在鋼結(jié)構(gòu)焊接階段，需要焊接人員合理地控制施工工藝，根據(jù)施工要求選擇恰當(dāng)?shù)牟牧?，按照相關(guān)的焊接順序進(jìn)行，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程的質(zhì)量控制，能夠有效地降低施工的難度，避免焊接缺陷的發(fā)生，以此來(lái)提高鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量［1］。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋的特征及產(chǎn)生機(jī)理

1.1 熱裂紋

在較高的溫度條件下，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接容易出現(xiàn)熱裂紋，在焊接的過(guò)程中，焊縫受到溫度的影響，發(fā)生了結(jié)晶反應(yīng)，再加上金屬本身的拉伸應(yīng)力的影響，導(dǎo)致熱裂紋呈現(xiàn)出來(lái)不同的形態(tài)，通過(guò)分析這些形態(tài)，又可以將其劃分為不同的種類。由于高溫和拉伸應(yīng)力的影響，在焊接的過(guò)程中受熱不均勻，導(dǎo)致受熱面出現(xiàn)了失衡的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象導(dǎo)致焊縫處發(fā)生了結(jié)晶，這一結(jié)晶受到金屬雜質(zhì)和拉伸應(yīng)力的影響，出現(xiàn)了多邊化的裂紋。凝固裂紋指的是在金屬焊接操作中金屬凝固，后期出現(xiàn)了脆性溫度，這個(gè)溫度導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)凝固裂紋。主要的形成過(guò)程是焊縫金屬結(jié)晶的晶粒之間存在很多的液相層，由于其韌性很低，在凝固的過(guò)程中溫度降低，基礎(chǔ)冷卻不均勻收縮，從而產(chǎn)生了拉伸應(yīng)力，這一變形超過(guò)了金屬所能承受的臨界值，從而導(dǎo)致凝固裂紋的出現(xiàn)。液化裂紋指的是在焊接的過(guò)程中過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致金屬的化合物來(lái)不及擴(kuò)散，同時(shí)形成了局部晶界，這一晶界液化導(dǎo)致了液化裂縫的出現(xiàn)。失塑裂縫指的是在焊接的過(guò)程中，由于受到熱循環(huán)的影響，使得金屬整體的塑性受到了影響，在加上金屬的拉伸應(yīng)力對(duì)結(jié)晶施加了力的作用，從而產(chǎn)生了失塑裂紋［2］。

1.2 冷裂紋

建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接所選用的工具存在一定的拘束度，在焊接的過(guò)程中，這一特點(diǎn)會(huì)對(duì)金屬的結(jié)構(gòu)造成一定的影響，施加不同類型的力，這些力相互作用，影響金屬內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，在焊接結(jié)束金屬冷卻后，金屬的結(jié)構(gòu)也變形結(jié)束，從而在焊接的熱影響區(qū)域出現(xiàn)了一些裂紋。此外接頭的含氫量會(huì)大量地融入到熔池內(nèi)。焊接結(jié)束后金屬進(jìn)行冷卻，其中包含的氫會(huì)溢出，但是由于冷卻速度過(guò)快，導(dǎo)致金屬內(nèi)部的結(jié)構(gòu)中存儲(chǔ)了一部分氫氣，冷卻凝固并不完全，嚴(yán)重影響了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而出現(xiàn)了冷裂紋［3］。

1.3 層狀撕裂

層狀撕裂的位置形態(tài)的特點(diǎn)包括：一是層狀撕裂會(huì)沿著焊接熱影響區(qū)域進(jìn)行分布，主要是由于這一區(qū)域具有較長(zhǎng)的拉伸應(yīng)力，非金屬交雜物分布進(jìn)行擴(kuò)散成為出現(xiàn)的層狀撕裂。第二起裂點(diǎn)一般出現(xiàn)在焊縫的根部或者焊趾處，所形成的裂縫，平行于鋼板表面呈現(xiàn)出階梯狀。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋的防治措施

2.1 明確焊接施工的難點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕すに?/h3>

在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的過(guò)程中，焊接人員需要明確焊接施工的難點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕すに?，才能防止焊接點(diǎn)紋的出現(xiàn)。首先必須要選擇合適的焊接電流，各項(xiàng)工藝校正之后進(jìn)行焊接，能夠有效地避免焊接位置出現(xiàn)偏差。其次需要控制好焊接參數(shù)，根據(jù)所選擇的焊接材料選擇恰當(dāng)?shù)氖┕すに?。需要注意的是焊接接頭具有較大的剛性約束力，導(dǎo)致在焊接過(guò)程中產(chǎn)生了三向應(yīng)力的出現(xiàn)的裂紋，因此在焊接的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格地把控施工材料的選擇，降低裂縫發(fā)生的可能性。

2.2 熱裂紋的防治措施

做好熱裂紋的防治工作，可以才從材料的選擇入手，控制材料中的各類含量，其中碳的含量越低越好?？刂坪媚覆闹兴械碾s質(zhì)元素量，規(guī)范施工工藝，減少焊接熱用。還需要注重材料具有良好的結(jié)構(gòu)性能，在焊接的過(guò)程中，這些特點(diǎn)能夠有效的杜絕內(nèi)部因素的影響，防止熱裂紋的產(chǎn)生。針對(duì)失塑裂紋需要提高金屬材料的塑，性縮小脆性溫度的區(qū)間，能夠有效地避免熱裂紋的出現(xiàn)［4］。

2.3 冷裂紋的防治措施

在鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工中，隨著含碳量和強(qiáng)度的增加，冷裂紋出線的概率也會(huì)增加，因此為了防止冷裂紋的產(chǎn)生，需要合理的選擇材料，確保材料具有良好的抗冷裂性、含碳量較低。在焊接的過(guò)程中，需要嚴(yán)格地控制氫的來(lái)源，冷卻過(guò)程中，控制氫含量對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的影響。在選擇焊條時(shí)，盡可能地選擇堿性焊條，確保金屬中的含氫量較低，具有較高的塑性，同時(shí)還需要保證焊接接頭無(wú)雜質(zhì)，無(wú)水分。

2.4 層狀撕裂的防治措施

防止層狀撕裂，需要選擇較好的鋼材和恰當(dāng)?shù)氖┕すに?，焊接接口和坡口的形狀也需要符合相關(guān)的規(guī)定，同時(shí)還需要嚴(yán)格控制焊接工藝，保障焊接的質(zhì)量。同時(shí)焊接材料還應(yīng)當(dāng)滿足抗冷裂、抗層狀撕裂性能，在焊接的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)合理地選擇預(yù)設(shè)加熱的控制溫度區(qū)間。

2.5 做好焊接的質(zhì)量控制工作

在焊接結(jié)束后，為了提高焊件的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊件的質(zhì)量檢查工作，這樣能夠在第一時(shí)間內(nèi)避免焊后開(kāi)裂的情況，減少冷裂紋等的出現(xiàn)。針對(duì)出現(xiàn)裂紋的工件應(yīng)當(dāng)及時(shí)分析其中存在的問(wèn)題，修改焊接方案，及時(shí)止損。在焊接的過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)質(zhì)量控制，確保施工人員嚴(yán)格地按照相關(guān)的流程進(jìn)行操作，確保焊接的規(guī)范性。焊接人員應(yīng)當(dāng)充分掌握各種類型裂紋產(chǎn)生的具體原因在焊接的過(guò)程中，能夠采取恰當(dāng)?shù)姆乐未胧?，控制好焊接工藝，減少裂紋的出現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在焊接過(guò)程中，由于各個(gè)裂紋所產(chǎn)生的機(jī)理并不相同，因此需要焊接人員嚴(yán)格把控施工重點(diǎn)、焊接特點(diǎn)以及在焊接過(guò)程中的影響因素。選擇適當(dāng)?shù)暮附庸に嚕瑥亩軌蛴行У胤乐购附恿鸭y出現(xiàn)。監(jiān)管人員需要做好焊接過(guò)程的質(zhì)量控制工作，保障建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，提高建筑工程整體質(zhì)量。