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1、钢结构角焊缝裂纹分析及再现试验殷莉影文章摘要:纵、横隔板角焊缝产生贯穿性裂纹，初步分析裂纹产生原因与钢板预处理时涂刷的富锌漆陈有关。通过模拟产品结构的再现试验裂纹分析及焊缝测氢试验，证明裂纹产生原因是山于富锌底漆的涂刷，使一些有害物质进入焊缝成为杂质，导致焊缝结晶时严重偏析，同吋富锌底漆中的氢含量较高，使焊缝金属中的扩散氢含量增加，加之富锌底漆在焊接过程中产生大量气体导致焊缝出现密集气孔，在多种条件的作用下，致使焊缝产生裂纹。文章主题:钢结构角焊缝裂纹富锌底漆扫描电镜测氢试验文章内容：焊接2004(5)钢结构角焊缝裂纹分析及再现试验哈尔滨
2、焊接培训中心(150046)殷莉影摘要纵，横隔板角焊缝产生贯穿性裂纹，初步分析裂纹产生原因与钢板预处理时涂刷的富锌漆陈有关.通过模拟产品结构的再现试验裂纹分析及焊缝测氢试验,证明裂纹产生原因是由于富锌底漆的涂刷，使一些有害物质进入焊缝成为杂质，导致焊缝结晶时严重偏析，同时富锌底漆中的氢含量较高,使焊缝金属中的扩散氢含量增加，加之富锌底漆在焊接过程中产生大量气体导致焊缝出现密集气孔,在多种条件的作用下，致使焊缝产生裂纹.关键词:裂纹富锌底漆扫描电镜试验测氢试验0前言在太阳桥的施工中，纵，横隔板等组件全部采用板单元件的加工方法，角焊缝的焊接采
3、用药芯焊丝，气体保护焊工艺,产品表而涂有环氧富锌底漆，带漆施焊.生产过程中有些角焊缝产生了纵，横向裂纹，给生产带来了困难•结构角焊缝发生严重裂纹现象实属罕见.桥体结构用的母材钢板为桥梁专用钢种16薄板(6=8〜20),焊接采用半自动药芯焊丝气体保护焊工艺，焊丝采用国产药芯焊丝502,焊接材料是经过监理部门认可和哈焊所事先进行焊接工艺试验合格并推荐的，所有焊接工艺包括对接焊缝和角焊缝在投产前全部按1.5及有关技术条件进行评定合格.因此裂纹的产生与母材,焊材及焊接工艺无关.图1中隔板及顶板的形角焊缝裂纹大都是贯穿的，即已经开裂到焊缝根部，在对
4、裂纹处进行碳弧气刨清除并采用手工电弧焊补焊后，又产生裂纹」产生裂纹原因初步分析裂纹发生的部位在桥体纵向，横向隔板角焊缝及顶板与形角钢的角焊缝上，而且还有大量的密集气孑，见图1.图1裂纹发生的部位(1)环氧富锌底漆为太阳桥工程首次采用,首批下料的钢板在防锈处理时采用手工涂刷方法，涂层厚度不均匀,而且焊接时底漆层尚未干透.(2)焊接过程底漆受热变质并挥发出刺激性很强的烟雾,导致焊缝产生密集型气孑.(3)生产中桥体结构单元件包括钢板，形角钢等表面均涂有此类富锌底漆,且焊接区域未作任何清理直接在底漆上进行施焊.(4)底漆在焊接加热后，焊缝两侧近2
5、0左右范围全部变成灰白色，见图2,底漆成为一种杂质存在，在过多吋会使焊缝金局结晶时严重偏析而导致裂纹的产生.图2焊后底漆变质情况裂纹在开始投产构件的(纵向隔板,横向隔板和顶板形角板)角焊缝中出现，而且大多为贯穿裂纹•这种偏析具有强烈的方向性，因此裂纹的产生具有规律性.一种是沿焊缝屮心形成纵向裂纹，另一种是沿焊缝横向形成贯穿性裂纹.角焊缝根部母材表面市于涂有较厚的富锌底漆，有的在焊接时尚未干透,在焊接高温作用下发生分解发岀刺激性烟雾，使电弧中产生有害气体，这是产生气孔的直接原因，同时也是促使产生氢致冷裂纹的根本原因.以至于焊条电弧焊多次补焊
6、后裂纹仍然存在•焊接24(5)工艺试验52,盟2」模拟产品结构再现裂纹试验试板按图3进行装焊2.1」试验材料2.1.2焊接方法及焊接工艺参数母材为16;规格6=16;焊接材料为采用药芯焊丝焊工艺.焊接参数见表3.农1166=16钢扳化学成分和力学性能刚性厦定焊籬焊缱冷裂纹图3模拟产品焊接裂纹再现试验焊后24观察在焊缝纵向产生了贯穿性裂纹.表3焊接参数2.2扫描电镜试验及测定断而金属成分分析试验221扫描电镜试验在焊后4&将焊缝用机械加工方法加工成电镜试样，此时焊缝己全部裂透.通过扫描电镜观察裂纹全貌可看到•底漆在电弧高温作用下形成一层硬而
7、脆的碳化物和杂质，见图4.在焊缝和底漆变质后的杂质中形成明显的空穴而使气体积聚，并向焊缝中扩散产生贯穿性或密集型气孔，见图5.桥体结构的刚度比较大,特別是顶板与形角钢的焊接是在单原件上进行,形角钢和疏型板全部组装成一体后进行焊接的，因此刚度相对较大，这些综合因素的存在为促使焊接冷裂纹的产生奠定了有利条件.裂纹是脆性断口，与产品的纵，横向裂纹刚好一致•图5焊缝裂纹断而形貌及气孔焊接2004(5)?37?2.2.2断面金属成分分析通过电镜分析，裂纹断而含有大量的，杂质元素及碳化物，致使焊缝组织偏析，变脆23焊缝金属测氢试验利用廿油法对焊缝金属
8、进行扩散氢含量测定，分两组进行，一组试样刷上与产品相同的富锌底漆并带漆施焊,一组试样不刷底漆施焊.测氢试验试样制备，焊接材料准备，焊接及试验过程，试验结果的测量严格按照/3965-1995进行
