祁德珠 高存琼
上海振华重工长兴分公司 上海 201913
摘要：随着我国的经济建设不断的发展，钢铁工业在社会结构的建设尤为重要。从小型钢结构到大型钢结构焊接结构，大容量的钢结构焊接，在焊接结构如果有意外，所以造成的损失往往是灾难性的，必须高度重视。本文主要对钢材和焊接裂纹进行了分析，对裂纹的原因防止,钢结构焊接裂纹的具体措施和方法。
关键词 钢结构；焊接；裂纹；防治措施
引言：通常情况下，钢结构在工程中的应用主要起到承重作用，钢结构具有很多的优势特点，如强度高、稳定性高、抗争性能强、施工工期短、成本投入量低等，正是因为这些特点的存在，钢结构才能够在各个工程建设中得到广泛的应用。当下，随着国内经济及科技领域的快速发展，钢结构领域也在不断的完善、改进，钢结构的形式也逐渐变得更加复杂，施工难度更大，并且对材料的质量要求也在不断提高，钢结构建造中必须要采用强度高、厚度合理的材料，大幅提高了焊接工程的施工难度，施工过程中容易出现各种质量问题。本文就对钢结构的特点进行详细的分析，并对钢结构焊接裂纹的产生原因及预防措施进行详细的阐述。
1钢结构的焊接难点
钢结构工程不同于其他工程项目，其具有很大的复杂性，并且是一个系统性的工程，对子系统、各环节的配合要求极高。任何一个部位出现失误就会导致前面的工作功亏一篑。因此，必须要采用先进的管理手段及焊接工具来保障钢结构焊接的顺利进行，这些都是不可缺少的，在钢结构行业中，往往起到主体作用，钢结构主要包括：钢结构施工、设备、地基、材料、结构这五项，但是钢结构焊接往往占到了很大的比例。由于钢结构焊接是发挥着重要的作用，对于钢结构施工项目的逐渐展开，钢结构焊接人员要很清楚的了解到钢结构焊接是企业的根本，所以需要全方位的保证钢结构施工的控制。在焊接过程中钢结构制作中的重中之重，所以只有对钢结构焊接质量有着很好的保障，才能保证钢结构的安全，对于钢结构重要原因就是钢结构的焊接，对于钢结构焊接必须要对材质进行选择，一般会多选用低合金高强度钢进行焊接，下面是这种钢的特点：
（1）大多数钢结构都具有很多连接点，且钢材形状也各不相同，钢材厚度较大，焊接部位比较密集，因此在焊接的过程中，焊接力度会不断增加，很容易导致焊接部位出现裂纹现象。
（2）如果钢结构的材质碳含量较高的话，就会使焊接性能下降，焊接后容易出现断裂现象，焊接部位容易出现裂纹。
（3）在对钢结构进行焊接的时候，很多焊接部位都需要在高空进行，焊接难度大幅增加。在高空焊接的过程中，容易出现以下几种裂纹：热裂纹、冷裂纹以及层状撕裂，给钢结构焊接质量带来严重的影响。
2热裂纹
2.1热裂纹的判定
通常情况下，焊接部位结晶的时候所产生的裂纹是为热裂纹，这种裂纹通常会出现在焊缝内，并会沿着焊接缝隙而扩散。在进行钢结构焊接的过程中，热裂纹是较为常见的裂纹形式，可以从焊接缝隙中看到其因氧化而导致的颜色变化。
2.2热裂纹的产生机理
如果钢结构的钢材材质是低合金高碳钢，那么其产生热裂纹的主要原因酒店这种钢材内的S、P含量超出标准，在进行钢结构焊接的时候，会受到这种杂质的影响，使焊接部位在冷却的时候出现低熔点结晶物，而这这种结晶物通过后期的冷却，会逐渐进入到焊缝内部，在钢结构连接部位形成一种液体薄膜，从而形成热裂纹现象。
3冷裂纹
3.1冷裂纹的判定特征
通常情况下，冷裂纹会出现在焊接部位冷却后，特殊情况下也会出现在焊接过程中。这种冷裂纹的出现也可以称之为延迟裂纹，低合金以及中合金钢材出现这种裂纹的几率相较于其他钢材要大很多。因为这种裂纹一般不会立即出现在焊接部位上，而是需要长时间的搁置后才可能出现，所以其非常不易被察觉，隐蔽性较强。
3.2冷裂纹的产生机理
相关研究表明，导致焊接部位出现冷裂纹的主要原因就是焊接部位的氢元素，氢元素是导致焊接延迟的主要因素。在对钢结构进行焊接的时候，会有大量的氢元素溶解，而焊接完成后的冷却阶段，氢元素的溶解速度及数量就会大幅下降，很多氢元素都没有及时挥散，保留在焊接部位中。而焊接部位如果存在过多的氢元素，就会导致焊接缝隙处于饱和，氢元素会产生很大的应力，从而引发冷裂纹的出现。此外，焊接接头的约束程度也会影响到焊接质量，导致焊接部位出现冷裂纹现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4层状撕裂
如果钢结构焊接部位的钢材是厚板结构接头，那么连接部位的刚性会大幅增加，在刚性的影响下，很容易出现不同形态的裂纹，有的是阶梯状裂纹，有的是层状撕裂。层状撕裂是一种突发性的焊接部位裂纹，即便多次检测，也无法检测出来。
4.1层状撕裂的判定特征
通常情况下，层状撕裂的产生及其形态主要分为以下两种：一种是根部以及焊脚部位出现裂点，而根部会随之扩张，延伸到四周；另一种是焊接热区分布性裂点，这是由于焊接的时候，收缩应力过高而导致较强的拉伸力，导致非金属杂物扩散。
4.2层状撕裂的产生机理
钢结构钢材选择的时候，必须要对钢材材质进行严格检查，不能选择杂质过多的钢材，因为钢材中如果存在过多的杂质，那么其内部的力量分布就会存在不均匀现象，在对这种钢材进行焊接的时候，很容易会造成钢材开裂，从而导致层状撕裂现象出现。
5建筑钢结构焊接裂纹的防治措施
5.1冷裂纹防治措施
碳低合金钢高强度钢的冶炼过程中，为了增加其强度会增加，增加冷裂纹的风险，所以冷裂缝的预防和控制的具体措施有以下几点：
（1）碱性焊条的选择，选择尽可能降低焊缝金属的氢含量，改善焊缝金属的塑性；
（2）严格控制氢的来源，干燥的焊接材料和焊接接头，确保没有油，没有生锈，没有水，没有杂质；
（3）缓慢的冷却速度,焊前预热，焊接避免产生硬化组织。
5.2热裂纹防治措施
热裂纹防治措施以下几个方面：
（1）调整材料组成，细化晶粒尺寸，严格控制杂质元素的数量,可以形成低熔点共晶；
（2）提高金属材料的脆性塑性的温度范围，缩小脆化温度范围;从焊接过程焊接组件和减少热裂纹出现；
（3）炼油原料，减少有害杂质对钢结构的影响。
5.3层状撕裂防治措施
层状撒裂的形成是由于内部温度过低所引起的开裂，而对于这种层状撒裂的预防方式主要有以下几项：
（1）选择好钢；
（2）选择合理的联接形式和坡口形状；
（3）采用合理的焊接顺序在焊接过程中，焊接线能量控制。
5.4重视钢结构细节设计
现如今，随着国内钢结构样式及复杂程度的不断提高，钢结构的焊接难度也在不断提高，因此，在对钢结构进行设计的时候，设计人员必须要重视细节问题，避免因细节考虑不周而导致钢结构焊接出现裂纹，确保钢结构的整体质量。
结语：裂纹是由于各种激励措施和不同因素的影响，所以在焊接过程的具体分析建筑钢结构焊接特点和各种因素，采取适当的措施，焊接，防止焊接裂纹，保证工程质量，降低施工，提高施工效率。
参考文献：
[1]石成,茹国和.钢结构焊接裂纹的防治[J].建筑施工,2010,32(05):431-434.
[2]梁立国.建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施[J].建筑知识,2017,37(15):144.
[3]赵芳,梁建明,王占英.建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施[J].铸造技术,2013,34(08):1005-1007.
[4]吴玉军.焊接裂纹的原因及处理措施研究[J].装备制造,2014(S1):111+129.
[5]杨志浩,张帆.钢结构焊接裂纹的原因及防治措施[J].河南建材,2018(05):29-30.
论文作者:祁德珠,高存琼
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/21
标签：裂纹论文; 钢结构论文; 层状论文; 部位论文; 钢材论文; 过程中论文; 杂质论文; 《防护工程》2018年第10期论文;