高劍

中鐵鋼結(jié)構(gòu)有限公司 江蘇南京 211500

建筑鋼結(jié)構(gòu)在工程建筑中應(yīng)用的十分普遍，是一種具有很大承受能力的結(jié)構(gòu)體系。因其具有質(zhì)量輕、高強度、較好的抗震性等優(yōu)勢被廣泛的應(yīng)用到各類施工建筑中，推動了我國的建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。元素含量、拉伸應(yīng)力以及鋼材料結(jié)構(gòu)等因素都在一定程度上影響著建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的好壞，受上述因素影響建筑鋼結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生不同樣式的裂紋，為了盡量避免裂紋的出現(xiàn)需要工作人員在鋼結(jié)構(gòu)焊接階段挑選合適的材料對施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以此達(dá)到提高焊接質(zhì)量的目的。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋的主要特征與產(chǎn)生機(jī)理

1.1 熱裂紋

建筑鋼結(jié)構(gòu)中的熱裂紋較容易在高溫的情況下產(chǎn)生，在鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接的過程中，溫度會在一定程度上影響到焊接的裂縫使其發(fā)生結(jié)晶反應(yīng)，而且金屬本身也具備一定的拉伸應(yīng)力，因此形成了形態(tài)各異的熱裂紋。通過對裂紋形態(tài)的分析，可以大致將其劃分為不同的種類。多邊化的裂紋是受到高溫與金屬本身的拉伸應(yīng)力的影響，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)在其進(jìn)行焊接的過程中出現(xiàn)了受熱不均勻的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了受熱面失衡，焊接縫隙出產(chǎn)生了結(jié)晶，結(jié)晶受到拉伸應(yīng)力和金屬雜質(zhì)的影響形成了多邊化的裂紋。除上述裂紋外，還存著其他形態(tài)的裂紋，比如凝固裂紋、液化裂紋等[1]。

1.2 冷裂紋

在對建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接的過程中，焊接工具的選擇至關(guān)重要，而現(xiàn)今我國焊接工具的選擇是存在著一定的拘束度，其在進(jìn)行焊接的過程中可以在一定程度上影響到金屬的結(jié)構(gòu)，施加力的類型不同，之后力發(fā)生相互作用進(jìn)而影響金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，焊接過程結(jié)束金屬冷卻完成，金屬結(jié)構(gòu)也隨之固定不再進(jìn)行變形，從而會在焊接的熱影響區(qū)域產(chǎn)生部分的裂紋。另外，接頭所具有的含氫量也會相應(yīng)的融入到熔池內(nèi)部。在焊接過程完成后金屬進(jìn)行冷卻，其中所包含的大量的氫會溢出，但因為金屬的冷卻速度過快，以至于金屬內(nèi)部存在了部分氫氣冷卻凝固不完全，直接影響了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性出現(xiàn)了部分冷裂紋[2]。

1.3 層狀撕裂

關(guān)于部分厚板的結(jié)構(gòu)各類接頭，在鋼性的約束條件下，能夠產(chǎn)生不同形狀的裂紋，可能是階梯狀或者是層狀撕裂等。層狀撕裂是突發(fā)性產(chǎn)生發(fā)的且在其發(fā)生前也毫無征兆，因此即使多次進(jìn)行相關(guān)檢驗也無法檢測出來。依據(jù)撕裂產(chǎn)生的原因與形態(tài)可大致將其分為兩種。一種是撕裂點位于焊接縫隙的根部或腳趾，之后撕裂由根部開始進(jìn)行擴(kuò)張最后延伸至四周。另一種是在焊接熱區(qū)進(jìn)行分布，因為在進(jìn)行焊接的過程中部分收縮應(yīng)力造成較強的拉伸，導(dǎo)致非金屬雜物在焊接區(qū)域擴(kuò)散形成撕裂。因此，相關(guān)人員在挑選鋼材時必須對材料進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，挑選高質(zhì)量的鋼材。對含雜質(zhì)量較高的材料進(jìn)行摒棄，因為含較多雜質(zhì)的鋼材可以使鋼材的內(nèi)部力量分散，在使用其進(jìn)行焊接時會產(chǎn)生應(yīng)力導(dǎo)致鋼本身開裂，形成層狀撕裂。

2 當(dāng)前我國建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋的相關(guān)防止措施

2.1 挑選合適的施工工藝，清楚焊接施工的重點難點

在對建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接時，焊接人員必須對焊接結(jié)構(gòu)的施工重點和難點存在清楚的認(rèn)知，明確是在焊接過程中需要注意的重點。且在此基礎(chǔ)上，具體情況具體分析選擇出最合適的施工工藝，最大程度上的避免焊接裂紋的產(chǎn)生[3]。首先，應(yīng)對焊接電流進(jìn)行挑選，選擇出最為合適的電流，之后在各項施工工藝校正后開展焊接工作，這樣可以在一定程度上避免焊接位置產(chǎn)生偏差。其次，焊接參數(shù)也是必須要注意的部分，工作人員需要對焊接參數(shù)進(jìn)行控制依據(jù)焊接材料對施工工藝進(jìn)行選擇。

2.2 加強對熱裂紋的防治

焊接過程中熱裂紋的防治工作也是必不可少的，對于防治熱裂紋可以從材料的選擇著手，對材料中包含的各種元素的含量進(jìn)行控制，盡可能的降低碳元素的含量。在嚴(yán)格控制材料的同時還需不斷地規(guī)范施工工藝，降低焊接熱用，以上幾點均可以在一定程度上杜絕內(nèi)部因素所產(chǎn)生的影響，有效防止裂紋產(chǎn)生。

2.3 加強對冷裂紋的防治

在建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中，冷裂紋產(chǎn)生的概率會隨著含碳量與強度的增長而提升，為了降低冷裂紋產(chǎn)生的概率，相關(guān)工作人員必須在施工的源頭材料挑選過程中選擇中最優(yōu)的材料，確保材料的含碳量相對較低且抗冷裂性強。之后在進(jìn)行焊接時，嚴(yán)格地控制氫的來源與含量，在冷卻過程中控制氫含量對鋼結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響。此外，焊條的選擇是必須關(guān)注的，需要挑選出堿性焊條，該類焊條的含氫量相對較低且塑性較高。最后還需要保證焊接接頭不存在雜質(zhì)與水分。

2.4 實現(xiàn)對焊接質(zhì)量的控制

在焊接工作完成后，為了進(jìn)一步提升焊接的質(zhì)量，需要加強檢查焊件的質(zhì)量以便于及時避免焊后開裂的情況，降低各種裂紋出現(xiàn)的概率。且對于出現(xiàn)裂紋的工件必須第一時間對出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析修改出一個更為合理的焊接方案及時止損。另一方面還應(yīng)該加強焊接過程中的質(zhì)量控制，制定出嚴(yán)格的施工規(guī)范從而保證施工人員按照流程進(jìn)行施工。

3 結(jié)語

在進(jìn)行焊接的過程中，因為焊接裂紋的產(chǎn)生機(jī)理不同，所以需要施工人員嚴(yán)格地控制施工的重點、焊接特點以及可能會影響焊接的各種因素。為了加強建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少焊接裂紋的產(chǎn)生，應(yīng)該選擇合適的焊接工藝進(jìn)行焊接工作，從而保障建筑鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。