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钢结构焊接裂纹的原因及防治措施

钢结构焊接裂纹的原因及防治措施
钢结构焊接裂纹的原因及防治措施

钢结构焊接裂纹的原因及防治措施

摘要:本文基于焊接产生裂纹的理论知识,通过实践经验,对钢结构裂纹产生的内外在原因进行了深入分析。

关键词:钢结构;热裂纹;冷裂纹;预防措施

前言

焊接裂纹是钢结构在制造过程出现的危害最严重的缺陷,我公司主要承担为安阳钢铁备件制造、安装及系统检修,在钢结构的制造过程中,有时焊缝会出现焊接裂纹,给工程施工带来一定的影响,具体表现在:裂纹能引起严重的应力集中,降低焊接接头的承载能力,任其发展的话最终会导致焊接结构的破坏,降低工程质量,缩短结构寿命,严重时可能造成安全事故,间接延误工期并增加施工成本,影响公司的形象,所以说裂纹在钢结构的制造过程中一经发现必须彻底清除,进行修补,确保产品质量.以下对钢结构制造过程中裂纹产生的原因及其防治措施进行分析,供大家参与.

1.内在原因分析及相应的预防措施

一般焊接裂纹按其产生的温度和时间分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹

1.1.热裂纹

热裂纹是指在焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区时产生的裂纹,故又称为高温裂纹.其产生的原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在偏析现象,偏析出的物质多为低熔点共晶和杂质.它们在结晶过程中以液态间层形式存在,凝固以后的强度也较低,当焊接应力足够大时就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹.此外如果母材的晶界上也存在低熔点共晶和杂质,则在加热温度超过其熔点的热影响区,这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层,在一定条件下,焊接应力足够大时也会被拉开形成所谓热影响区液化裂纹.总之,热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果.热裂纹特征是:多贯穿在焊缝表面,且断口被氧化成氧化色.它主要的表现形式:纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹及热影响区裂纹.针对其产生的原因采取以下预防措施:a)限制钢材和焊材中的硫、磷元素的质量分数.b)改善熔池金属的一次结晶,细化晶粒提高焊缝金属的抗裂性:广泛采用的方法是向焊缝金属中加入细化晶粒的元素.c)控制焊接工艺参数,适当提高焊缝成型系数:可采用多层多道焊法,避免中心线偏析,可防止中心线裂纹.

1.2.冷裂纹

冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹.它与热裂纹不同,是在焊后较低温度下产生的,可以焊后立即出现,有时要经过一段时间才能出现,

钢结构焊接变形的起因及其控制方法初探

钢结构焊接变形的起因及其控制方法初探 发表时间:2018-05-22T16:03:20.310Z 来源:《基层建设》2018年第4期作者:肖盛龙蔡成 [导读] 摘要:焊接技术以一种用来进行金属材料结合的工艺,它主要是通过加热或高压的形式来对金属材料的局部进行加热,等待金属材料变成液态时又通过自然冷却等方法使其融合在一起方式。 上海振华重工(集团)股份有限公司长兴分公司上海 201913 摘要:焊接技术以一种用来进行金属材料结合的工艺,它主要是通过加热或高压的形式来对金属材料的局部进行加热,等待金属材料变成液态时又通过自然冷却等方法使其融合在一起方式。在很多时候,由于加热条件的不同、加工件的材质、大小的不同,会使得焊件会因为局部受热不均匀产生焊接变形,这一方面影响美观不说,它还会严重的影响到钢结构的整体性能。本文正是从分析钢结构在焊接时发生变形的原因和类型展开了分析,通过制定有效的策略来改善钢结构中存在的这类问题,为后续减少钢结构焊接作业中发生变形的提供理论指导。 关键词:钢结构;焊接变形;起因;控制 前言:随着建筑业的快速发展,行业对钢结构的需求量与日俱增,这也为焊接技术的发展奠定了扎实的基础,但是由于容易受到种种的内外环境的影响,焊接变形的问题始终是在所难免。好在很多经验丰富的焊接工人在实际工作中能够凭借他们丰富的实践经验来解决钢结构焊接工作中存在的焊接变形问题,以此提升钢结构的品质,在此笔者将其进行归纳和整理,阐述了改善焊接变形的相关知识理论。 1钢结构焊接变形的主要类型 从很多的焊接变形是以中我们可以发现,导致焊接变形的原因是多方面的,按照变形的类型我们可以将其划分为这几类:①降温收缩纵横变形。完成焊接工件温度在冷却的过程中,钢结构以焊缝为起点,它会沿着纵横轴方向发生收缩变形,这时我们能够明显的看到它的变形情况;②钢结构在降温冷却过程中因为不同局部的收缩量不同产生角度变形。它表现在钢板发生收缩后因为收缩量的不同导致角度位移,这就给人呈现很明显的角度变形的情形;③焊缝角螺旋状变形。这时由于在进行局部焊接之后,因为钢结构的纵横面收缩不均而产生的变形;④错边变形。以焊缝为起点的局部加热之后,由于受热不均导致构件的收缩量大小不一致,因此导致构件的长和宽发生变形。⑤不同的焊缝位置之间的变形程度不同,全部集聚在一起就形成了挠区变形,也就是我们所说的面目全非的感觉。⑥波浪形变形。在进行局部焊接时由于高温的作用,使得焊缝位置周围存在内应力,应力的大小就会出现类似于波浪式的焊接变形。 2钢结构焊接变形产生的原因 引起钢结构焊接变形的原因多种多样,本文总结了以下几种进行阐述。 2.1 温度控制不当 从种种的迹象表明,引起焊接变形的最大罪魁祸首是温度。高温会使金属发生热胀冷缩,一旦温度超过了金属的熔点时,金属就会发生不停的膨胀,当其冷却下来时它的膨胀状态也被保留了下来,给人一看就是变形的情形。同时即便是局部加热,高温会使得局部金属的体积膨胀而对周围的金属造成挤压而产生变形,同时高温也会传递给周围的金属导致它们出现不同的膨胀变形。 2.2 钢结构的焊接顺序和方法不当 在对钢结构进行焊接时,需要讲究方式方法,要按照施工的顺序要求来执行,切不可颠倒顺序,否则就会导致钢结构发生焊接变形。一般来讲,由于焊接工艺和焊接材质的不同,不同的焊缝处的承载力不尽相同,因此要遵循先重后轻的原则,防止因为后期重力较大的钢结构挤压承载力较小的钢结构导致变形。 2.3 钢结构的材料 金属材料的熔点各不相同,与此同时在温度相同的情况下他们的膨胀系数也存在着差异。我们在进行局部焊接时无论是膨胀程度过大或者过小,始终都会对整个钢结构的焊接处造成变形,这就会严重的影响到我们的焊接质量。 2.4 钢结构的焊缝位置 往往在很多时候,在进行钢结构焊接时都会涉及到一个总焊缝,总焊缝的位置决定着钢结构在焊接过程中的受力情况,随着焊接进度的不断推进,钢结构的整体重力也会不断的增大,这对总焊缝的压力也就越来越大,所以我们需要灵活的设计总焊缝的位置,预防和控制钢结构的焊接变形。 2.5 刚性不同,变形程度不同 按理来讲,在承载力大小一致的情况下,刚性越大的钢结构变形程度较小,反之亦然。因此我们在设计钢结构时需要提前的预知它的承载能力,然后再根据承载重力的大小来或者不同刚性的钢结构,这样就能够降低钢结构发生焊接变形的产生概率。 3对于控制钢结构焊接变形的几点思考 3.1 从设计上控制钢结构焊接的形变 钢结构建筑是未来社会发展的一个趋势,它减少了对建筑施工材料的消耗,同时又不失艺术审美价值,同时它还能够承受较大强度的负载,我们也可以通过优化钢结构设计来降低钢结构存在焊接形变的事实。 第一,在确保钢结构质量稳定的基础上减少焊接点的数目和尺寸。因为焊点数目多的话需要加热的面积就会越多,同时要是焊接尺寸伴随的加热时间也会相应的变长,进而就导致焊接变形更加严重。 第二,科学的设计钢结构建筑的承压位置,并且要考虑到焊点的对称性,这样就能够确保整体结构的受力均匀,尽可能的将焊点与钢材截面的中轴设计在一条直线上,这样就能够降低在施工中受到压力而发生变形。 第三,要结合所选用的钢材焊接面尺寸和形状大小来选择焊接材料和焊接方法,这样一来能够尽最大可能的降低局部的受热时间,避免的长时间的加热导致金属发生膨胀变形。 第四,钢结构焊接点的设计要避免过于集中或者靠近部位存在多个焊点,因为这样也会使得在加热的过程中会导致局部反复的受热而发生形变,同时也会导致钢材料的刚度发生下降。 第五,针对钢结构建筑中受力比较大的位置应该尽量避免进行焊接,及时焊接没产生变形,出现焊点的钢材的应力能力也大打折扣。为了保证施工质量,应减少应力点的焊接。 第六,焊接作业尽可能的进行简单没有较高难度的焊接,因为高难度焊接对于焊工的个人能力和经验都具有苛刻的要求,不是人人都

焊缝裂纹的原因

有时候我发现焊道会有裂纹,这是怎么产生的, 如何解决这问题? 裂纹焊缝中原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。 A、.裂纹的分类 根据裂纹尺寸大小,分为三类:(1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。 从产生温度上看,裂纹分为两类: (1)热裂纹:产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹。这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。 (2)冷裂纹:指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。 按裂纹产生的原因分,又可把裂纹分为: (1)再热裂纹:接头冷却后再加热至500~700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。 (2)层状撕裂主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中,形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的使用下,金属沿轧制方向的杂物开裂。 (3)应力腐蚀裂纹:在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。除残余应力或拘束应力的因素外,应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。 B、.裂纹的危害裂纹,尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。 C、.热裂纹(结晶裂纹) (1)结晶裂纹的形成机理热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大致在固相线附近的高温区,最常见的热裂纹是结晶裂纹,其生成原因是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成所谓"液态薄膜",在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。结晶裂纹最常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂,为纵向裂纹,有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间,为横向裂纹。弧坑裂纹是另一种形态的,常见的热裂纹。 3 焊接缺陷及对策 热裂纹都是沿晶界开裂,通常发生在杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等材料气焊缝中 (2)影响结晶裂纹的因素 a合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加,会扩大敏感温度区,使结晶裂纹的产生机会增多。 b.冷却速度的影响冷却速度增大,一是使结晶偏析加重,二是使结晶温度区间增大,两者都会增加结晶裂纹的出现机会; c.结晶应力与拘束应力的影响在脆性温度区内,金属的强度极低,焊接应力又使这飞部分金属受拉,当拉应力达到一定程度时,就会出现结晶裂纹。

各种焊接裂纹成因特点及防止措施这条必须收藏了

各种焊接裂纹成因特点及防止措施,这条必须收藏了 焊接裂纹就其本质来分,可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。1.热裂纹是在焊接时高温下产生的,故称热裂纹,它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。根据所焊金属的材料不同(低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等),产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。目前,把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。(1)结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中(含S,P,C,Si骗高)和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊逢中。这种裂纹是在焊逢结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,残余液体金属不足,不能及时添充,在应力作用下发生沿晶开裂。防治措施为:在冶金因素方面,适当调整焊逢金属成分,缩短脆性温度区的范围控制焊逢中硫、磷、碳等有害杂质的含量;细化焊逢金属一次晶粒,即适当加入Mo、V、Ti、Nb等元素;在工艺方面,可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。(2)近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹,它的尺寸很小,发生于HAZ近缝区或层间。它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属,在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成

物被重新熔化,在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。特别是在冶金方面,尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的;在工艺方面,可以减小线能量,减小熔池熔合线的凹度。(3)多边化裂纹是在形成多边化的过程中,由于高温时的塑性很低造成的。这种裂纹并不常见,其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。2.再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金(包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金,以及某些奥氏体不锈钢),他们焊后并未发现裂纹,而是在热处理过程中产生了裂纹。再热裂纹产生在焊接热影响区的过热粗晶部位,其走向是沿熔合线的奥氏体粗晶晶界扩展。防治再热裂纹从选材方面,可以选用细晶粒钢。在工艺方面,选用较小的线能量,选用较高的预热温度并配合以后热措施,选用低匹配的焊接材料,避免应力集中。3.冷裂纹主要发生在高、中碳钢、低、中合金钢的焊接热影响区,但有些金属,如某些超高强钢、钛及钛合金等有时冷裂纹也发生在焊缝中。一般情况下,钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及分布,以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。焊后形成的马氏体组织在氢元素的作用下,配合以拉应力,便形成了冷裂纹。他的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂纹一般分

钢结构施工常见问题及解决措施

钢结构施工常见问题及解决措施 钢结构因其自身优点,在桥梁、工业厂房、高层建筑等现代建筑中得到广泛应用。在大量的工程建设过程中,钢结构工程也暴露出不少质量通病。本文主要针对辽宁近年来在钢结构主体验收及竣工验收中的常见问题及整改措施谈一些看法。 一、钢结构工程施工过程中的部分问题及解决方法 1、构件的生产制作问题 门式钢架所用的板件很薄,最薄可用到4毫米。多薄板的下料应首选剪切方式而避免用火焰切割。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接大多数厂家均采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形,使构件弯曲或扭曲。 2、柱脚安装问题 (1)预埋件(锚栓)问题现象:整体或布局偏移;标高有误;丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位,造成丝扣长度不够。 措施:钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作,混凝土浇捣之前。必须复核相关尺寸及固定牢固。 (2)锚栓不垂直现象:框架柱柱脚底板水平度差,锚栓不垂直,基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。柱子安装后不在一条直线上,东倒西歪,使房屋外观很难看,给钢柱安装带来误差,结构受力受到影响,不符合施工验收规范要求。 措施:锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平,再用无收缩砂浆二次灌浆填实,国外此法施工。所以锚栓施工时,可采用出钢筋或者角钢等固定锚栓。焊成笼状,完善支撑,或采取其他一些有效措施,避免浇灌基础混凝土时锚栓移一位。 (3)锚栓连接问题现象:柱脚锚栓未拧紧,垫板未与底板焊接;部分未露2~3个丝扣的锚栓。 措施:应采取焊接锚杆与螺帽;在化学锚栓外部,应加厚防火涂料与隔热处理,以防失火时影响锚固性能;应补测基础沉降观测资料。 3、连接问题 (1)高强螺栓连接 1)螺栓装备面不符合要求,造成螺栓不好安装,或者螺栓紧固的程度不符合设计要求。 原因分析:

钢结构焊接作业指导书

1.适用范围 适用于桁架或网架结构、多层或高层梁、柱、框架结构等工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构工程。 2.执行规范与标准 《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001) 《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001) 《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002) 《碳钢焊条》(GB5117) 《低合金钢焊条》(GB5118) 《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》(GB985-88)3.施工准备 3.1技术准备 (1) 在构件制作前,工厂应按施工图纸的要求以及《建筑钢结构焊接技术规程》的要 求进行焊接工艺评定试验。生产制造过程应严格按工艺评定的有关参数和要求进行,通过跟踪检测如发现按照工艺评定规范生产质量不稳定,应重做工艺评定,以达到质量稳定。 (2) 根据施工制造方案和钢结构技术规范以及施工图纸的有关要求编制各类施工工 艺,工厂应组织有关部门进行工艺评审。 3.2材料要求 (1) 建筑钢结构用钢材及焊接材料的选用应符合设计图的要求,并应具有钢厂和焊接 材料厂出具的质量证明书或检验报告,其化学成分、力学性能和其他质量要求必须符合国家现行标准规定。当采用其他钢材和焊接材料替代设计选用的材料时,必须经原设计单位同意。 (2) 钢材的成分、性能复验应符合国家现行有关工程质量验收标准的规定;大型、重 型及特殊钢结构的主要焊缝采用的焊接填充材料应按生产批号进行复验。复验应由国家技术质量监督部门认可的质量监督检测机构进行。 (3) 钢结构工程中选用的新材料必须经过新产品鉴定。钢材应由生产厂提供焊接性资 料、指导性焊接工艺、热加工和热处理工艺参数、相应钢材的焊接接头性能数据等资料;焊接材料应由生产厂提供贮存及焊前烘焙参数规定、熔敷金属成分、性能鉴定资料及指导性施焊参数,经专家论证、评审和焊接工艺评定合格后,方可

钢结构焊接变形的控制与矫正

钢结构焊接变形的控制与矫正 一、前言 钢结构离不开焊接,焊接必然产生一定量的焊接变形,焊接变形的控制与矫正尤为重要,其焊接的质量和生产效率直接影响到钢结构的建造周期和使用寿命。 二、焊接变形产生的原因 电弧焊是一个不均匀的快速加热和冷却的过程,焊接过程中及焊后,焊接构件都将产生变形。影响焊接变形最根本的因素是焊接过程中的热变形和焊接构件的刚性条件。在焊接过程中的热变形受到了构件刚性条件的约束,出现了压缩塑性变形,这就产生了焊接残余变形。 (一)影响焊接热变形的因素 1.焊接工艺方法。不同的焊接方法,将产生不同的温度场,形成的热变形也不相同。一般来说,自动焊比手工焊加热集中,受热区窄,变形较小。CO2气体保护焊焊丝细,电流密度大,加热集中,变形小。 2.焊接参数。即焊接电流、电弧电压和焊接速度。线能量愈大,焊接变形愈大。焊接变形随焊接电流和电弧电压的增大而增大,随焊接速度增大而减小。在3个参数中,电弧电压的作用明

显,因此低电压高速大电流密度的自动焊变形较小。 3.焊缝数量和断面大小。焊缝数量愈多,断面尺寸愈大,焊接变形愈大。 4.施工方法。连续焊、断续焊的温度场不同,产生的热变形也不同。通常连续焊变形较大,断续焊变形最小。 5.材料的热物理性能。不同的材料,导热系数、比热和膨胀系数等均不相同,产生的热变形也不相同,焊接变形也不相同。 (二)影响焊接构件刚性系数的因素 1构件的尺寸和形状。随着构件刚性的增加,焊接变形愈小。 2胎夹具的应用。采用胎夹具,增加了构件的刚性,从而减少焊接变形。 3装配焊接程序。装配焊接程序能引起构件在不同装配阶段刚性的变化和重心位置的改变,对控制构件的焊接变形有很大的影响。 一般来说,焊接构件在拘束小的条件下,焊接变形大,反之,则变形小。 三、钢结构焊接变形的种类 任何钢结构的焊接变形,可分为整体变形和局部变形。整体变形就是焊接以后,整个构件的尺寸或形状发生的变化,包括纵向和横向收缩(总尺寸缩短),弯曲变形(中拱、中垂)和扭曲变形等。局部变形是指焊接以后构件的局部区域出现的变形,包括角变形和波浪变形等。

焊接施工方法及注意事项

目前最常用的焊接方法主要为下表: 焊前准备 1、焊接工艺评定 为了进一步保证焊接质量,需做一些焊接试验,从中更准确地摸索出最合适的焊接工艺规范参数。 2、焊工资格评定 焊工需按劳动部制定的《锅炉、压力容器焊工考试规则》进行培训考核: a、从事钢结构焊接的焊工必须具有相应厚度的全位置电弧焊合格证。 b、从事碳钢管焊接的焊工应具有氩电联合焊或氩弧焊全位置合格证。 c、从事不锈钢管焊接的焊工应具有氩弧焊或氩电联合焊全位置合格证。 焊工具有以上所述合格证后,在焊接正式产品以前,必要时尚需经业主认可方许正式上岗操作。 2、焊材的验收及保管 施焊产品用焊材(包括焊丝、焊条)在使用前必须认真地进行验收。所有焊材必须外部包装完好,质保书齐全且完全符合有关标准时方可入库。否则应对该批焊 材进行一系列复验试验,确认合格后才可使用。 产品焊接操作 1、焊条的烘干发放

焊前焊条应按其说明书规定的温度烘干,不同牌号的焊条不得混杂一起烘干。焊工领用焊条时不得互相代领,每次领用的焊条数量最多不得超过半个工日所需, 且每次只能领用一种牌号的焊条。焊条领出后存放在保温筒内,用一根取一 根。 焊丝在施焊前应用丙酮认真地擦洗干净,显露出金属光泽。 2、施焊环境要求 产品施焊时如遇到下列情况之一,必须采取特殊措施,否则禁止施焊。 1、环境温度 碳钢:低于-5℃ 不锈钢及合金钢:低于0℃ 2、风速: 氩弧焊:不小于2m/s 电弧焊:不小于10m/s 3、干湿度:不小于90% 4、下雨或下雪天 3、坡口的加工 坡口型式及尺寸参照GB985-88《手弧焊接接头基本型式和尺寸》执行。 不锈钢和合金钢坡口加工采用机械方法。 碳钢件破口加工除采用机械方法外,还可采用火焰加工,但必须清除掉割口的毛刺、发渣等。 1、组对点焊 焊件组对时避免强行组对,管件要保持内壁 平齐,点焊的焊工资格与正式产品焊接相同。 点后仔细检查点缝各个部位的焊点质量,如有疑问时用液体渗透检验来核实。一旦发现有缺陷存在,立即清除并移位重点。 2、施焊焊接 产品焊接时,严禁在被焊件表面引弧、试验电流或随意焊接临时物。管子焊接时,管内不得有穿堂风。另外产品焊接过程中应特别注意接头和收弧的质量。 多层焊时,层间温度不宜太高,以手摸不烫为好。同时多层焊的层间接头应错开。

钢结构焊接变形的火焰矫正方法

钢结构焊接变形的火焰 矫正方法 内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)

钢结构焊接变形的火焰矫正方法 摘要火焰矫正是钢结构制作过程中解决焊接变形常用的一种方法,本文重点介绍了钢结构焊接变形火焰矫正方法的施工工艺。 关键词钢结构焊接变形矫正 1 前言 在XXX三期炼钢板坯,轨梁精整等厂房钢结构制作项目中,大部分是由宽翼缘焊接H型钢组成梁、柱等构件。这些构件在加工过程中存在焊接变形问题。这些焊接变形如果不矫正,对结构的整体安装和工程的安全可靠性都存在很大的影响。为此我主要采用了火焰矫正方法,使这些梁柱的焊接变形得到了很好矫正。 2 气体火焰矫正原理 金属具有热胀冷缩的特性,机械性能也随温度而变化。低碳钢(以Q235钢为 温度的关系如图1虚线所示,一般可简化为实线所示,即当例)的屈服极限σ s 温度在500οC以下,屈服极限基本无变化;温度高于600οC时,屈服极限接近于零。温度在500—600οC之间时呈线性变化。 当金属结构局部加热时,加热区的金属热膨胀受到周围冷金属的阻止,不能自由变形,某些部位的金属被塑性压缩。冷却后,残留的局部收缩使结构获得所需要的变形。 线状加热法 线状加热法的原理如图2所示,钢板表面被加热后,离加热点最近的表面温度上升最快,膨胀也最快,周围所受热影响较小,膨胀也很小,加热停止后,温度向周围扩散,被加热部分开始冷却,形状也渐次恢复,但又因钢板表面与空气 接触,热散较快,因而使表面被加热部分还未恢复原状就已固定下来。

随着冷却过程的持续(图2),在中性轴上侧的高温开始收缩,其收缩力使板向上弯曲,弯曲终止后,钢板两端各缩短a/2,中间却凸起a,这样总体积不变,重量也不变。火焰沿钢板直线方向移动,同时为使加热线增宽也可作横向摆动,形成长条形加热。 点状加热法 对薄板进行加热时,因板较薄,表面热量很快传递到内侧,高温部分贯通至整个板的横剖面。冷却时,上下表面冷却相同,中性轴上下侧的冷却收缩力也相同,所以加热时上下表面膨胀部分留下来,从而造成板整体缩短,但并没有弯曲。如图3所示。 缩短加工时加热点位置相对固定。这种方法一般用于矫正薄板波浪变形。加热温度和冷却介质 火焰矫正所用氧—乙炔混合比应为1:—1:之间的中性焰或氧化焰比较合适。 按火焰矫正的加热温度可分为低温矫正、中温矫正和高温矫正三种,相应的加热温度和冷却介质见表1所示。 2.3.1低温矫正低碳钢 根据图1中加热到500—600οC时,低碳钢的屈服极限已大幅度下降,加热到这个温度范围,可以起到火焰矫正的目的,且金相组织和机械性能不变。由于喷水、冷却速度快,火焰矫正效率高。这种方法我们在实际生产中采用较少。 2.3.2中温矫正 中温矫正时金属的加热温度在600—700οC,屈服极限σ 更接近零值。加热 s 温度仍在相变温度以下,金属组织没有相变,因此金属的机械性能也变化不大。中温矫正在我们实际生产中经常使用。 2.3.3高温矫正 这一温度范围内虽然存在金属组织的相变,但由于Q235、Q235F和Q345等钢材在空气中冷却后,仍然可以得到退火组织,其机械性能变化也不大。但如果加热温度过高,会引起奥氏体晶粒长大,冷却中得不到细化,则会增加金属的脆性,降低冲击韧性。 应注意,对Q345钢加热至相变温度的情况下不得使用水冷,否则将产生低碳马氏体,影响冲击韧性。

焊接横向裂纹产生的原因及控制

焊接横向裂纹产生的原因及控制 焊接横向裂纹产生原因主要有以下几个方面: 1、应力作用。即钢管成型后的残余应力和焊接应力。 2、焊接工艺不合理。如焊缝成形系数过小、预热温度不够或未进行焊前预热、焊接线能量过大、焊接后热处理不当、保温时间太短等。 3、由于氢的存在。如焊剂烘干不够,预热温度不充分或未进行焊前预热、以及多层焊的层间温度不够。 4、冶金因素。焊接过程中有低熔点杂质进入,如铜及铜合金。铜的来源主要有焊丝表面所镀的用于防止焊丝锈蚀的铜,或者导电嘴、铜合金导电杆内壁被磨损产生的铜。这些铜屑从导电嘴内孔进入焊剂,在焊接过程中接触焊接熔池导致横向裂纹。 控制措施: 1、焊管成型。为了合理控制残余应力,不仅需要采用针对性的设备和工艺,还需要在钢管成型前进行必要的成型工艺评定,对成型的设备、材料、产品的规格、预弯的程度、成型的速度、成型的压力、参数等进行试验和评定,合格后方进行焊管成型。 2、焊前预热。要根据具体的材质、具体的工作环境确定预热及层间温度。 3、焊接工艺。 1)埋弧焊时,为了减少焊接热输入,不建议采用多丝焊,建议尽量采用单丝多道焊,焊道平行排列,且每条焊道的宽度控制在15min以内;层间温度控制在110-250℃。 2)严格控制焊道宽度 焊道越宽,产生横裂的可能性越大。焊接时,要尽量地采用窄焊道,多分道,减少焊道宽度,减少热输入。 4、焊接材料 1)焊丝。选择低强度的焊丝,这样可以适当降低焊缝的碳当量,提高焊缝的塑性,有助于减少焊接裂纹的产生。同时注意使用不镀铜的焊丝,防止铜或铜合金进入焊缝熔池。另外需要注意防潮和防生锈。 2)焊剂。焊剂在使用前必须按照焊剂厂家推荐的烘干工艺烘干,烘干后在烘箱内进行保温,不可烘干后就倒出来,防止受潮。及时对使用中的焊剂进行磁选,磁选后放进保温桶中储存,防止在空气中受潮。及时更换焊剂,防止流落到焊剂内的铜及铜合金交换污染。 3)焊后保温、缓冷。春秋两季,焊接好后可以在室温下直接暴露在空气中缓冷。春冬两季,焊接好以后可以在室温下用保温棉把焊缝两面覆盖,在空气中缓冷。 4) 消氢处理。具体做法:焊接完成后立即用陶瓷电热毯对焊缝及其附近区域加热至200℃,保温2h后关电缓冷。

钢结构焊接中的常见问题及处理方法

传统的时效方法有:热时效、振动时效、自然时效、静态过载时效、热冲击时效等。 机架焊接焊接后进行去应力处理,有自然时效处理(时间长,去应力不彻底,)、震动时效(效率高,费用低,只能去除焊接应力的70%左右)人工加热时效(时间短费用较高,能100%去除焊接应力,同时能进行去氢处理)。 在冷热加工过程中,产生残余应力,高者在屈服极限附近。构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用;如降低构件的实际强度,降低疲劳极限,造成应力腐蚀和脆性断裂。并且由于残余应力的松弛,使零件产生翘曲,大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低构件的残余应力,是十分必要的。 采用大型燃油退火炉,进行机架焊后退火处理。采用多点加热、多点温度控制方式,温控采用热电偶自动控制仪表控制加热,使炉内各部温度均匀的控制在退火温度,保证工件的退火,同时能去除焊接过程中渗入焊缝中的H原子,消除了机架焊接件的氢脆。这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。近年来在国内外都得到迅速发展和广泛应用。 焊前预热和焊后热处理的范围、目的和方法?? 焊前预热和后热是为了降低焊缝的冷却速度,防止接头生成淬硬组织,产生冷裂纹。焊前预热温度一般在100-200度,后热不属于热处理,也是一种缓冷措施,后热的温度在200-300度,有的单纯是为了缓冷,有的是针对消氢处理的,一定的后热温度,能使焊缝中氢扩散出来,不至于集聚导致裂纹。后热保温时间要根据工件厚度来确定,一般不会低于0.5小时的。焊后热处理的就多了,主要分为四种:1低于下转变温度进行的焊后热处理,如消除应力退火,温度一般在600-700之间,主要目的是消除焊接残余应力,2高于上转变温度进行的焊后热处理,如正火,温度在950-1150之间,细化晶粒,改善材料的力学性能,再如不锈钢的固熔、稳定化处理,温度在1050左右,提高不锈钢的耐蚀性能。尤其是抗晶间腐蚀的能力。再如淬火,不同的淬火工艺能得到不同的效果,提高钢的耐磨性,硬度等。3先高于上转变温度进行处理再进行低于下转变温度下的热处理。比如正火加回火,淬火加回火等。4在上下转变温度之间进行的焊后热处理。750-900之间,一些材料的实效强化重结晶退火等。想详细的了解,建议找些书看看。不好讲的太详细。错误之处,大家多多批评!谢谢! 钢结构焊接中的常见问题及处理方法 (一)产生原因 (1)加工件的刚性小或不均匀,焊后收缩,变性不一致。(2)加工件本身焊缝布置不均,导致收缩不均匀,焊缝多的部位收缩大、变形也大。(3)加工人员操作不当,未对称分层、分段、间断施焊,焊接电流、速度、方向不一致,造成加工件变形的不一致。(4)焊接时咬肉过大,引起焊接应力集中和过量变形。5)焊接放置不平,应力集中释放时引起变形。 (二)预防措施 (1)设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置,对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝。(2)制定合理的焊接顺序,以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝,先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝,先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝,先焊对接焊缝后焊角焊

钢结构工程中焊接变形质量控制QC(可编辑修改word版)

钢结构工程中焊接变形质量控制 一、小组概况:本小组是一个具有较强QC 理论基础和丰富实践经验的QC 小组,小组成员是项目部的主要技术骨干,都接受过四川三峡认证公司、省、市、十一局的TQC 培训教育。 QC 小组概况 小组成员简介

二、选题理由 由于在万家寨体育馆工程中钢屋架起承载和支撑作用,设计对钢结构的要求很高,因为钢结构的质量不仅影响到其它工序,而且对整体工程质量起着十分重要作用,同时在安全方面也起着十分重要的作用。在钢结构安装施工过程中,特别是在气割下料或焊接时,由于在加热或冷却过程的不均匀性的存在,十分容易导致结构内部产生应力,这些应力的存在,最终可能出现结构发生变形,从而降低装置钢结构的承载能力和使用寿命。外形尺寸超差还可能对其他安装工序产生影响,如果这种变形所引起的尺寸过大,还可能造成工件报废或返工,造成人力和物力的浪费,使工程成本增加,这种情况是施工单位所最不想看到的工之前,我们就想到了钢结构制作中可能产生变形这一问题,并引起大家的重视。我们总结了以往的施工经验,想办法控制由于焊接所产生的残余应力,防止发生结构变形,使该项工程的钢结构施工质量最终达到设计要求。 为此我们 QC 小组把“钢结构工程中焊接变形质量控制”作为此次小组活动的课题”,并希望能够通过此次活动使钢结构焊接形变质量达到设计要求。 三、选择课题

1、钢结构具有强度高、重量轻、抗震性能好、施工速度快等 特点,在现代公共建筑中会出现一系列的质量问题,导致 各种安全事故的发生。 2、为了防止各种质量问题导致的安全事故的发生,我们从开 始制作钢屋架前的每一个环节入手、分析论证出现形变的 原因、针对原因找出主要因素,制定实施防范措施,确保 钢屋架整体安装的质量安全,最终保证本工程质量合格。 四、现状调查 (1)普遍调查 2007 年4 月,本小组查资料发现在以前所干的工程,抽取了不同时间、不同地点的钢结构工程,在这些工程中往往会出现钢结构焊接顺序不当、焊接质量未达到要求、下料方法不当、卡具使用方法不当等等一些质量安全事故的发生。 (2)实际调查工程的各质量问题的百分比统计如下:

焊接的六大缺陷,产生原因、危害

焊接的六大缺陷,产生原因、危害、预防措施都在这了 一、外观缺陷 外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。 A、咬边 是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽,它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。 产生咬边的主要原因:是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。 咬边的预防:矫正操作姿势,选用合理的规范,采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。 B、焊瘤 焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯),焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷,易导致裂纹。同时,焊瘤改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径,可能造成流动物堵塞。 防止焊瘤的措施:使焊缝处于平焊位置,正确选用规范,选用无偏芯焊条,合理操作。C、凹坑

凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。 凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑),仰立、横焊时,常在焊缝背面根部产生内凹。凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。 防止凹坑的措施:选用有电流衰减系统的焊机,尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范,收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动,填满弧坑。 D、未焊满 未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱,焊条过细,运条不当等会导致未焊满。 未焊满同样削弱了焊缝,容易产生应力集中,同时,由于规范太弱使冷却速度增大,容易带来气孔、裂纹等。 防止未焊满的措施:加大焊接电流,加焊盖面焊缝。 E、烧穿 烧穿是指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺。 焊接电流过大,速度太慢,电弧在焊缝处停留过久,都会产生烧穿缺陷。工件间隙太大,钝边太小也容易出现烧穿现象。 烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷,它完全破坏了焊缝,使接头丧失其联接飞及承载能力。 防治措施:选用较小电流并配合合适的焊接速度,减小装配间隙,在焊缝背面加设垫板或药垫,使用脉冲焊,能有效地防止烧穿。 F、其他表面缺陷 (1)成形不良指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高,表面不光滑,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。 (2)错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置,它既可视作焊缝表面缺陷,又可视作装配成形缺陷。 (3)塌陷单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌落, 成形后焊缝背面突起,正面下塌。 (4)表面气孔及弧坑缩孔。 (5)各种焊接变形如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷O角变形也属于装配成形缺陷。 二、气孔和夹渣

钢结构焊接中存在的问题及措施

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/1c8516008.html, 钢结构焊接中存在的问题及措施 作者:丁大朋孙洪林范家庚 来源:《农家科技》2018年第08期 摘要:随着国家经济的不断发展,各地基础工程的建设正在如火如荼的开展。在建筑过 程中最为重要的环节就是钢材料科学合理的使用,因为在施工过程中建筑的框架都要涉及对钢筋结构的焊接,整个焊接过程受到位置、尺寸、材料形状等原因的制约,一旦钢筋材料焊接过程出现问题,势必会对建筑的整体质量造成负面的影响。本文主要针对钢结构焊接中存在的问题进行详细的阐述,并提出了行之有效的解决方案,使得以后的施工钢结构焊接过程的质量能够得到稳定的保障。 关键词:钢结构;焊接;解决措施 建筑行业和煤炭行业以及轻工业制造行业都离不开钢结构的焊接操作,在这些领域都有着广泛的应用。现阶段钢结构焊接过程存在一些人为或者技术手段导致焊接质量达不到预期水平,轻则导致工期延误,重则导致出现安全隐患。所以下文主要对钢结构焊接过程出现的问题进行梳理总结,并且突出了对应的解决措施,为以后钢结构焊接安全生产打下夯实基础。 一、钢结构焊接过程中遇到的问题 1.在焊接过程中钢材料发生形变 施工过程中由于人为操作和非人为失误等原因,钢材料焊接过程容易发生变形。人为原因主要是由于操作施工人员对施工设备不熟悉、操作准备工作没有做好或者是焊接设备没有按照步骤进行操作,最终导致焊接过程中钢材料发生形变。非人为原因主要是在焊接过程中设备本身的原因或者操作施工人员所遇到的不可抗力,如在高温施工环境下,钢材料受热不均匀导致发生形变、在最后焊接成型阶段钢材料由于本身硬度较小容易受冷收缩发生形变。总的来说,钢材料发生变形是在焊接过程中所要面临的突出问题,想要解决这个问题必须从焊接原理上进行分析,分析具体方案予以解决。 2.在焊接过程中钢材料发生断裂 在施工过程的钢材料焊接工作中,钢材料发生断裂也是需要重视的问题之一。如果在工作区域发生断裂可以通过焊接手段进行修补,但是毕竟焊接接口是二次焊接,轻则工件的质量会因此大打折扣,造成质量上出现瑕疵。重则会影响整个建筑中钢材料的稳定性,从而影响建筑的使用安全性。现阶段,各种研究人员和专业焊接团队认为在焊接过程中出现断裂的情况主要是由于焊接所用机器的电流不稳定、电压不稳定而导致的。这些原因直接影响到钢材料焊接时内部结构的受力不均匀,一旦到达最大受力值,钢材料由于受力问题,极易发生断裂。但是从

钢结构工程焊接技术重点、难点及控制措施_secret

钢结构工程焊接技术重点、难点及控制措施本文针对钢结构工程焊接技术的重点和难点,按多年来的工程实践经验主要阐述十种实用焊接变形的控制措施和方法;焊接残余应力的控制措施;焊接裂纹的防治措施;焊接工艺评定的范围;焊缝质量检查;框架结构制作与安装焊接;安装焊接工艺;钢结构变形的预防等。 1、概述 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是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: 设:焊缝的总能量为E总,E总=E有+E损+ρ残+ε=1 (1) (1)式中,E有—冶金反应时的有用能;E损---无用能,损耗能;ρ残--焊接残余应力;ε-焊接变形,当焊接完成后,构件中只存在两种能量形式; E残+ε=c<1 (2) c---常量 于是(2)式有了工程应用的价值,这就是我们在工程实际中控制焊接残余应力和焊接变形的基本观点。我们从事钢结构设计、制作安装的技术人员必须了解和掌握焊接变形及应力产生的原因及其基本规律、影响因素,以便在制作安装过程中能够控制焊接变形和应力。 2、焊接应变与变形的控制 2.1焊接变形的控制 (1)尽量减少焊缝的截面积,施焊量以满足连接需要即可,俗话说:“不过焊”,(对一般的角焊缝)是按照有效焊角尺寸来决定其焊缝强度的,所以对于凸出很高的焊缝,多出的焊缝金属,按规范作用并不能提高其许可强度,反而增大了应力集中系数,消弱了坡口的综合性能。对厚板,对接焊缝,可采用U型刨边形成U型坡口,可进一步减少焊缝金属量。 (2)焊缝的数量愈少愈好,每条焊缝尽量采用多层多道焊,厚板焊接特别要注意。 (3)焊缝尽可能称、布置要靠近中和轴施焊(由于收缩力引起钢板变形力臂小),因此减少变形。 (4)环绕中和轴的焊缝要平衡:应用对称施焊的原则,时一个收缩力对另一个收缩力相互平

铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析

虽然已经应用铝及其合金焊成许多重要产品,但实际焊接生产中并不是没有困难,主要的问题有:焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”等。由于铝及其合金的化学活泼性很强,表面极易形成氧化膜,且多具有难熔性质(如Al 2 O3的熔点为2050℃,MgO熔点为2500℃),加之铝及其合金导热性强,焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度同铝的密度极其接近,所以也容易成为焊缝金属中夹杂物。同时,氧化膜(特别是有MgO存在的,不很致密的氧化膜)可以吸收较多水分而常常成为焊缝气孔的重要原因之一。此外,铝及其合金的线胀系数大,导热性又强,焊接时容易产生翘曲变形。这些也都是焊接生产中颇感困难的问题。下面,对在试验过程中产生比较严重的裂纹进行深入的分析。 1铝合金焊接接头中的裂纹及其特征 在铝合金焊接过程中,由于材料的种类、性质和焊接结构的不同,焊接接头中可以出现各种裂纹,裂纹的形态和分布特征都很复杂,根据其产生的部位可分为以下两种裂纹形式:(1)焊缝金属中的裂纹:纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、发状或弧状裂纹、焊根裂纹和显微裂纹(尤其在多层焊时)。 (2)热影响区的裂纹:焊趾裂纹、层状裂纹和熔合线附近的显微热裂纹。按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹,热裂纹是在焊接时高温下产生的,它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所焊金属的材料不同,产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同,热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。热裂纹中主要产生结晶裂纹,它是在焊缝结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,残余液体金属不足不能及时填充,在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂,这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金;液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。 在试验过程中发现,当填充材料表面清理不够充分时,焊接后焊缝中仍存在较多的夹杂和少量的气孔。在三组号试验中,由于焊接填充材料为铸造组织,其中夹杂为高熔点物质,焊接后在焊缝中仍将存在;又,铸造组织比较稀疏,孔洞较多,易于吸附含结晶水的成分和油质,它们将成为焊接过程中产生气孔的因素。当焊缝在拉伸应力作用下时,这些夹杂和气孔往往成为诱发微裂纹的关键部位。通过显微镜进一步观察发现,这些夹杂和气孔诱发的微观裂纹之间有明显的相互交汇的趋势。然而,对于夹杂物在此的有害作用究竟是主要表现为应力集中源从而诱发裂纹,还是主要表现为脆性相从而诱发裂纹,尚难以判断。此外,一般认为,铝镁合金焊缝中的气孔不会对焊缝金属的拉伸强度产生重大影响,而本研究试验中却发现焊缝拉伸试样中同时存在着由夹杂和气孔诱发微裂纹的现象。气孔诱发微裂纹的现象是否只是一种居次要地位的伴生现象,还是引起焊缝拉伸强度大幅度下降的主要因素之一,亦还有待进一步的研究。 2热裂纹产生的过程 目前关于焊接热裂纹理论,国内外认为较完善的是普洛霍洛夫理论。概括地讲,该理论认为结晶裂纹的产生与否主要取决于以下3方面:脆性温度区间的大小;在此温度区间内合金所具有的延性以及在脆性温度区间金属的变形率大小。 通常人们将脆性温度区间的大小及在此温度区间内具有的延性值称为产生焊接热裂纹的冶金因素,而把脆性温度区内金属的变形率大小称为力学因素。焊接过程是一系列不平衡的工艺过程的综合,这种特征从本质上与焊接接头金属断裂的冶金因素和力学因素发生重要的联系,如焊接工艺过程与冶金过程的产物即物理的、化学的与组织上的不均匀性、熔渣与夹杂物、气体元素与处于过饱和浓度的空位等。所有这些,都是与裂纹的萌生与发展有密切联系的冶金因素。从力学因素方面看,焊接热循环特定的温度梯度与冷却速度,在一定的拘束条件下,将使焊接接头处于复杂的应力-应变状态,从而为裂纹的萌生与发展提供必要的条件。 在焊接过程中,冶金因素和力学因素的综合作用将归结为两个方面,即是强化金属联系还是弱化金属联系。如果在冷却时,焊接接头金属中正在建立强度联系,在一定刚性拘束条件下能够顺从地应变,焊缝与近缝区金属能够承受外加拘束应力与内在残余应力的作用时,裂纹就不容易产生,焊接接头的金属裂纹敏感性低,反之,当承受不住应力作用时,金属中强度联 铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析 谢辉 (广东省第二农机厂,广东广州512219) 摘要:近40年来,由于焊接技术的进步,高效率和高性能的焊接方法得到了推广,铝及铝合金在车辆、船舶、建筑、桥梁、化工机械、低温工程和宇航工业等各种结构方面的应用在不断扩大,但国产化的铝合金和铝合金焊接材料均还存在着一定的差距。对铝合金焊接接头产生裂纹的特征及产生机理进行了分析,提出了几点防范措施。 关键词:铝合金;焊接接头;裂纹;机理 —116—

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