钢结构裂纹成因分析及防范措施

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1、钢结构裂纹成因分析及防范措施摘要：在工程建设中，钢材的应用必不可少。而焊接裂纹是常见的钢结构焊接缺陷焊接裂纹的存在可能导致严重的工程事故。本文讨论了钢结构焊接过程产生的焊接裂纹的种类以及形成原因，提出了预防焊接裂纹出现的措施。关键词：钢结构裂纹成因分析防范措施Abstract:intheengineeringconstruction,theapplicationofthesteelisindispensable.Andweldingcrackisacommonsteelweldingstructure,oneoftheexistenceofweldingcrac

2、kscanleadtoseriousengineeringaccident.Thispaperdiscussedthesteelstructureoftheweldingprocessproduceweldingcracksinthetypesandcauses,andputforwardthemeasuresofpreventionweldingcrackappeared.Keywords:steelstructurecrackreasononalysispreventivemeasures中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：>a刖s近年来，我国经济

3、发展迅猛，各种大型工程投入施工。钢结构工程在建设中所占比重越来越大。焊接是钢结构连接的主要方式之一，焊接质量在钢结构工程屮极为重要。但在焊接施工屮一些焊接缺陷问题却普遍存在，例如：焊接裂纹、孔穴、夹渣、未熔合、形状缺陷等，其中焊接裂纹是其中危害最大而且是最普遍的一种，可能成为构件脆断、疲劳破坏和腐破坏的起因，严重影响钢结构工程的质量和施工进度，如焊接裂纹未被发现和处理，还会危及钢结构工程的安全。一、钢结构工程概述1、焊接技术重点钢结构焊接时，焊接热源对结构不均匀加热引起的结构形状和尺寸的变化，称为焊接变形。在变形的同时，结构内部还产生应力、应变，因为这时结构并未

4、承受外载时，就存在这些应力，所以这些应力居于内应力范畴，称为焊接残余力。属于不均匀分布的自平衡内应力。焊接变形及应力在焊接过程中往往是难以避免的。它们将影响到焊接结构尺寸精度和焊接接头的强度，轻者需耗费不少人力、物力去矫正、修理，严重的会使构件报废。此外，焊接变形和应力对焊接结构以后使用时的承载能力也产生不可低估的影响。焊接残余应力和焊接变形是能量存在同一构件的不同形式，服从于能量存在同一构件的不同形式，服从于能量守恒定律；它们相辅相成，并互相转化，减少一方必须增大一方。2、焊缝裂纹的分类目前，随着国民经济的快速发展，钢结构工程在建设中所占比重越來越大。焊接是钢

5、结构连接的主要方式之一，焊接质量在钢结构工程中极为重要。但在焊接施工中一些焊接缺陷问题却普遍存在，例如：焊接裂纹、孔穴、夹渣、未熔合、形状缺陷等，其中焊接裂纹是其中危害最大而且是最普遍的一种，可能成为构件脆断、疲劳破坏和腐蚀破坏的起因，严重影响钢结构工程的质量和施工进度，如焊接裂纹未被发现和处理，还会危及钢结构工程的安全。焊接裂纹按照产生机理可分为冷裂纹、热裂纹、再热裂纹等。二、钢结构裂纹分析1、冷裂纹分析1）简介焊接接头冷却到较低温度区间时产生的焊接裂纹叫冷裂纹。冷裂纹可能在焊后立即出现，也可能几小时至几天甚至更长的时间才出现，并一且随时间延长而增多，所以称为

6、延迟裂纹，也称氢致裂纹。延迟裂纹有时会造成预料不到的重大事故，具冇较大的危险性。冷裂纹的特征是：①焊后冷却过程中，当温度在2000°C-3000°C区间或更低温度时逐渐产生。②发生在有缺口效应的焊接热影响区（如有咬边或成形不良的焊趾、焊道处），少数发牛在焊缝屮，如物理化学不均匀的氢聚集区域。③宏观可见裂纹断口处有金属光泽，微观可见裂纹具有结晶和穿晶走向的混合形态。2）原因分析形成冷裂纹的三大因素是：钢材的淬硬组织、焊接接头的含氢量和焊接接头的拘束应力。①焊接接头形成淬硬组织因为钢种化学成分和偏析的原因，在焊接条件下，近缝区的加热温度很高（达1350°C~1400

7、°C）,使奥氏体晶粒发生严重长大，而当冷却速度较快时，粗大的奥氏体将转变为马氏体脆硬组织，这个马氏体脆硬组织具有脆硬的特性即强度高而塑性差、抗裂性能低。而口，脆硬区会形成更多的空位和位错的晶格缺陷，在应力作用下会发生移动和聚集，遂形成裂缝源。①含氢量的影响氢是引起高强钢焊接冷裂纹的重要因素并且有延迟特征。在焊接过程中，由于电弧的高温作用，焊接金属中熔解了很多氢，冷却时，氢会进行扩散逸出，除向焊缝表面逸出外还向母材热影响区扩散。钢板金属内部是有微观缺陷的，扩散氢会向这些缺陷处聚集，使这个部位的扩散氢浓度很快升高，当氢的浓度达到一定时，一方面产生较大的应力，另一方面

8、阻碍位错移动而使该处变脆