结构工程师钢结构焊接裂纹的原因及预防措施

 

　　热裂纹是指高温下所产生的裂纹，又称高温裂纹或结晶裂纹，通常产生在焊缝内部，有时也可能出现在热影响区，表现形式有：纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析，凝固以后强度也较低，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有低熔点共晶和杂质，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开。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。针对其产生原因，其预防措施如下：

 

　　（1）限制母材及焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体）中易偏析元素和有害杂质的含量，特别应控制硫、磷的含量和降低含碳，一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.04 5%，磷的含量不应大于0.055%；另外钢材含碳量越离，焊接性能越差，一般焊缝中碳的含量控制在0.10%以下时，热裂纹敏感性可大大降低。（2）调整焊缝金属的化学成分，改善焊缝组织，细化焊缝品粒，以提高其塑性，减少或分散偏析程度，控制低熔点共品的有害影响。（3）采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的杂质含摄，改善结晶时的偏析程度。（4）适当提高焊缝的形状系数，采用多层多道焊接方法，避免中心线偏析，可防止中心线裂纹。（5）采用合理的焊接顺序和方向，采用较小的焊接线能超，整体预热和锤击法，收弧时填满弧坑等工艺措施。

 

　　（二）冷裂纹

 

　　冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内（300-200℃以下）产生的，可以在焊接后立即出现，也可以在焊接以后的较长时间才发生，故也称为延迟裂纹。其形成的基本条件有3个：焊接接头形成淬硬组织；扩散氢的存在和浓集；存在着较大的焊接拉伸应力。其预防措施主要有：

 

　　（1）选择合理的焊接规范和线能，改善焊缝及热影响区组织状态，如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出。（2）采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的扩散氧含量。（3）焊条和焊剂在使用前应严格按照规定的要求进行烘干（低氢焊条300℃～3 50℃保温lh；酸性焊条l 00℃～l50℃保温lh；焊剂200℃～250.C保温2h），认真清理坡口和焊丝，太除油污、水分和锈斑等脏物，以减少氢的来源。（4）焊后及时进行热处理。一是进行退火处理，以消除内应力，使淬火组织回火，改善其韧性；二：是进行消氢处理，使氢从焊接接头中充分逸出。（5）提高钢材质量，减少钢材中的层状夹杂物。（6）采取可降低焊接应力的各种工艺措施。