1 焊接中(zhōng)的局部變形的原因及預防措施
1.1 産生(shēng)原因
加工(gōng)件的剛性小(xiǎo)或不均勻,焊後收縮,變性不一(yī)緻;加工(gōng)件本身焊縫布置不均,導緻收縮不均勻,焊縫多的部位收縮大(dà)、變形也大(dà);加工(gōng)人員(yuán)操作不當,未對稱分(fēn)層、分(fēn)段、間斷施焊,焊接電流、速度、方向不一(yī)緻,造成加工(gōng)件變形的不一(yī)緻;焊接時咬肉過大(dà),引起焊接應力集中(zhōng)和過量變形;焊接放(fàng)置不平,應力集中(zhōng)釋放(fàng)時引起變形。
1.2 預防措施
設計時盡量使工(gōng)件各部分(fēn)剛度和焊縫均勻布置,對稱設置焊縫減少交叉和密集焊縫;制定合理的焊接順序,以減少變形。如先焊主焊縫後焊次要焊縫,先焊對稱部位的焊縫後焊非對稱焊縫,先焊收縮量大(dà)的焊縫後焊收縮量小(xiǎo)的焊縫,先焊對接焊縫後焊角焊縫;對尺寸大(dà)焊縫多的工(gōng)件,采用分(fēn)段、分(fēn)層、間斷施焊,并控制電流、速度、方向一(yī)緻;手工(gōng)焊接較長焊縫時, 應采用分(fēn)段進行間斷焊接法, 由工(gōng)件的中(zhōng)間向兩頭退焊,焊接時人員(yuán)應對稱分(fēn)散布置,避免由于熱量集中(zhōng)引起變形;大(dà)型工(gōng)件如形狀不對稱,應将小(xiǎo)部件組焊矯正完變形後,在進行裝配焊接,以減少整體(tǐ)變形;工(gōng)件焊接時應經常翻動,使變形互相抵消;對于焊後易産生(shēng)角變形的零部件,應在焊前進行預變形處理,如鋼闆v形坡口對接,在焊接前應将接口适當墊高,這樣可使焊後變平;通過外(wài)焊加固件增大(dà)工(gōng)件的剛性來限制焊接變形,加固件的位置應設在收縮應力的反面。
1.3 處理方法
對已變形的工(gōng)件,如變形不大(dà),可采用火(huǒ)烤矯正。如變形較大(dà),采用邊烤邊用千斤頂頂的方法矯正。
2 鋼結構焊接裂紋的原因及預防措施
2.1 熱裂紋
熱裂紋是指高溫下(xià)所産生(shēng)的裂紋,又(yòu)稱高溫裂紋或結晶裂紋,通常産生(shēng)在焊縫内部,有時也可能出現在熱影響區,表現形式有:縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋、弧坑裂紋和熱影響區裂紋。其産生(shēng)原因是由于焊接熔池在結晶過程中(zhōng)存在着偏析現象,低熔點共晶和雜(zá)質在結晶過程中(zhōng)以液态間層形式存在從而形成偏析,凝固以後強度也較低,當焊接應力足夠大(dà)時,就會将液态間層或剛凝固不久的固态金屬拉開(kāi)形成裂紋。此外(wài),如果母材的晶界上也存在有低熔點共晶和雜(zá)質,當焊接拉應力足夠大(dà)時,也會被拉開(kāi)。總之,熱裂紋的産生(shēng)是冶金因素和力學因素共同作用的結果。針對其産生(shēng)原因,其預防措施如下(xià):
限制母材及焊接材料(包括焊條、焊絲、焊劑和保護氣體(tǐ))中(zhōng)易偏析元素和有害雜(zá)質的含量,特别應控制硫、磷的含量和降低含碳 ,一(yī)般用于焊接的鋼材中(zhōng)硫的含量不應大(dà)于0.045%,磷的含量不應大(dà)于0.055%;另外(wài)鋼材含碳量越離(lí),焊接性能越差,一(yī)般焊縫中(zhōng)碳的含量控制在0.10%以下(xià)時,熱裂紋敏感性可大(dà)大(dà)降低;調整焊縫金屬的化學成分(fēn),改善焊縫組織,細化焊縫品粒,以提高其塑性,減少或分(fēn)散偏析程度,控制低熔點共品的有害影響;采用堿性焊條或焊劑,以降低焊縫中(zhōng)的雜(zá)質含攝,改善結晶時的偏析程度;适當提高焊縫的形狀系數,采用多層多道焊接方法,避免中(zhōng)心線偏析,可防止中(zhōng)心線裂紋;采用合理的焊接順序和方向,采用較小(xiǎo)的焊接線能超,整體(tǐ)預熱和錘擊法,收弧時填滿弧坑等工(gōng)藝措施。
2.2 冷裂紋
冷裂紋一(yī)般是指焊縫在冷卻過程中(zhōng)溫度降到馬氏體(tǐ)轉變溫度範圍内(300-200℃以下(xià))産生(shēng)的,可以在焊接後立即出現,也可以在焊接以後的較長時間才發生(shēng),故也稱爲延遲裂紋。其形成的基本條件有3個:焊接接頭形成淬硬組織;擴散氫的存在和濃集;存在着較大(dà)的焊接拉伸應力。其預防措施主要有:
選擇合理的焊接規範和線能 ,改善焊縫及熱影響區組織狀态,如焊前預熱、控制層問溫度、焊後緩冷或後熱等以加快氫分(fēn)子逸出;采用堿性焊條或焊劑,以降低焊縫中(zhōng)的擴散氧含量;焊條和焊劑在使用前應嚴格按照規定的要求進行烘幹(低氫焊條300℃~350℃保溫1h;酸性焊條100℃~l50℃保溫1h;焊劑200℃~250℃保溫2h),認真清理坡口和焊絲,去(qù)除油污、水分(fēn)和鏽斑等髒物(wù),以減少氫的來源;焊後及時進行熱處理.一(yī)是進行退火(huǒ)處理,以消除内應力,使淬火(huǒ)組織回火(huǒ),改善其韌性;二是進行消氫處理,使氫從焊接接頭中(zhōng)充分(fēn)逸出;提高鋼材質量,減少鋼材中(zhōng)的層狀夾雜(zá)物(wù);采取可降低焊接應力的各種工(gōng)藝措施。
3 鋼結構焊接檢驗中(zhōng)的相關問題
3.1 焊縫等級、檢驗等級、評定等級的區别與聯系
要求進行内部質量探傷的焊縫,按質量等級分(fēn)一(yī)級和二級,稱一(yī)級焊縫和二級焊縫,此即爲焊縫等級。
檢驗等級系指檢驗檢測達到的精度,即檢測儀器與檢測方法結合而得到的檢測結果的精确程度。超聲波探傷采用GB/T11345-1989标準按檢測等級由低到高分(fēn)爲A、B、C三個級别,射線探傷采用GB/T3323-1987标準按檢測等級由低到高分(fēn)爲A、AB、B三個級别,它們分(fēn)别規定了手工(gōng)超聲波探傷的檢測方法、探測面、檢測範圍和允許缺陷當量(dB值)以及射線探傷所要達到的靈敏度(透照厚度與像質計的關系)。
評定級别是指探傷人員(yuán)在檢出缺陷後依據标準對缺陷測量進而确定的焊縫内部質量級别。具體(tǐ)來說,超聲波探傷指對波高在測長線與判廢線之間(Ⅱ區)缺陷測長後,依标準GB/T11345-1989表6進行缺陷定級;射線探傷是指測量底片上缺陷指示長度和大(dà)小(xiǎo),依标準GB/T3323-1987表6、表7、表9、表10并綜合評級(見該标準16.1~16.4),這一(yī)條是每一(yī)個探傷人員(yuán)必須熟練掌握的。
3.2 超标缺陷處理與複探、擴探
GB 50205《鋼結構工(gōng)程施工(gōng)質量驗收規範》隻規定了檢測方法、檢測比例和合格級别,對于缺陷的處理沒有明确要求。參照JG 181《建築鋼結構焊接技術規程》和其他行業焊接檢驗标準規範的要求,對于檢出的缺陷可作如下(xià)處理:
檢測出的不允許缺陷必須返修,返修後按同種檢測方法檢測合格後方認爲該焊縫合格。
對要求抽查檢驗的焊縫,發現不允許缺陷後,應在被檢測區域兩端整條焊縫長度的各10%且不小(xiǎo)于200mm(長度允許時)的區域擴檢。
a.若在擴檢區域未發現超标缺陷,應認爲該焊縫合格。b.若在擴檢區域發現超标缺陷,則該條焊縫全檢。
對于現場安裝要求抽查檢驗的焊縫,發現不允許缺陷後,按下(xià)述原則擴檢;
a.增加該類型同一(yī)焊工(gōng)焊接的兩條焊縫檢測,若此兩條擴檢焊縫未發現超标缺陷,應認爲該批焊縫合格。b.若此兩條擴檢焊縫發現超标缺陷,則每一(yī)條含超标缺陷的焊縫按上述原則再各抽檢兩條焊縫。c.若再次抽檢的焊縫未發現超标缺陷,應認爲該批焊縫合格。d.若再次抽檢的焊縫仍發現有超标缺陷,則該焊工(gōng)焊接的該類型焊縫全檢。同時,可協商(shāng)适當增加其餘焊縫檢測比例。