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钢结构焊接缺陷及预防

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摘要:

钢结构工程在制作过程中的梁、柱等多采用焊接形式,其焊接质量不仅影响外观质量、安装精度,增加制作成本等,而且还影响钢结构的连接强度、安全性能和使用功能等,因此,有必要对焊接缺陷进行分析整理,本文针对常见缺陷的质量要求、产生原因进行阐述,提出了预防措施,希望对提高钢结构焊接质量有所帮助。

关键词:

钢结构焊接焊接缺陷;预防措施

钢结构焊接过程中常见的质量缺陷可以分为外部缺陷和内部缺陷,外部缺陷是指用量具、观感或放大镜观察的不符合标准要求的缺陷,如焊缝外形尺寸不符合设计或标准要求,咬边、焊瘤、飞溅、表面气孔、表面夹渣、弧坑、烧穿等。内部缺陷是指在焊缝内部的不符合标准要求的缺陷,必须用无损检测或破坏性试验才能发现,如未焊透、夹渣、气孔、裂纹等。由于焊接缺陷的存在,不仅影响外观质量,增加了缺陷处理程序,提高了制作成本,而且降低构件的承载能力,未焊透、裂纹等缺陷严重降低了焊接接头的强度性能,容易导致应力集中,造成结构的破坏,如缺陷未被发现或处理不当,将会发生突发性的重大破坏性事故,造成严重的后果,因此必须认真对待缺陷并采取适当的措施,使影响降到最低。

1咬边的质量要求,产生原因和预防措施

钢结构工程一级焊缝不允许有咬边现象存在,二级焊缝咬边深度要小于等于0.05倍母材厚度,且不大于0.5mm,连续长度小于等于100mm,且焊缝两次咬边总长小于等于10%焊缝全长。三级焊缝咬边深度小于等于0.1倍母材厚度,且小于等于1mm。咬边产生的原因主要是由于操作方法和工艺参数选用不当,如施焊角度不正确、坡口两侧停留时间不当、焊条摆动或运条速度不当、焊接电流过大或焊接电弧过长。咬边的预防措施主要有针对不同的焊接位置确定正确的施焊角度和停留时间,改变运条方式和焊接速度,调整至适当的焊接电流,缩短焊接电弧的长度等。对二级和三级焊缝超过标准规定范围的要进行补焊和打磨处理。

2气孔的质量要求,产生原因和预防措施

对一、二级焊缝不允许存在表面气孔,三级焊缝每50mm长度焊缝内允许存在直径小于0.4倍母材厚度且小于等于3mm的气孔2个,孔距要大于等于6倍孔径。气孔产生的原因有:焊接环境湿度大;焊丝焊条受潮或未按要求烘烤;焊缝处存在油污、铁锈等杂质或清理不彻底;焊缝未受到保护、焊工技术水平低等。气孔的预防措施有:注意监测焊接作业环境,当不符合条件时严禁焊接;焊丝焊条按体系规定采购、储存、发放和使用;焊接前彻底清理焊缝两侧20mm范围内的油污、铁锈等杂质;对保护气体纯度进行验证,检查枪管有无漏气;提高焊工操作水平,坚持择优使用。

3夹渣的质量要求,产生原因和预防措施

对一、二级焊缝不允许存在表面夹渣,三级焊缝夹渣深度要小于等于0.2倍母材厚度,长度要小于等于0.5倍母材厚度且不超过20mm。夹渣产生的原因有:焊接前或焊接过程中清理不彻底;焊接坡口参数不合理或组对间隙小;焊接电流小;焊工操作不熟练,运条方式不合理。夹渣的预防措施有:焊接前彻底清理焊缝两侧杂物,焊接过程中焊渣清理干净后再施焊;参照《钢结构焊接规范》选用合适的坡口参数进行加工,提高零部件组对质量;合理选择电流和电弧长度;加强焊工技能培训,使焊渣能够排出。

4焊缝外形尺寸的质量要求、产生原因和预防措施

一级焊缝不允许存在未焊满,二级未焊满要≦0.2mm+0.02倍母材厚度且≦1mm,每100mm长焊缝内未焊满累计长度≦25mm,三级焊缝未焊满要≦0.2mm+0.04倍母材厚度且≦2mm,每100mm长焊缝内未焊满累计长度≦25mm。一二级对接焊缝余高当焊宽小于20mm时为0~3mm,三级焊缝为0~3.5mm,其余情况时一二级余高为0~4mm,三级为0~5mm。角接焊缝余高当焊脚尺寸≦6mm时为0~1.5mm,大于6mm时为0~3mm。焊缝外形尺寸超差产生的原因:坡口加工或边缘加工不合格;组对不平、焊接规范不合理。焊缝外形尺寸超差的预防:使用正确的坡口参数,提高边缘加工质量;提高零部件拼装质量;制定和选择合理的焊接规范。

5未焊透的质量要求,产生原因和预防措施

全焊透的对接焊缝及对接与交接组合焊缝不允许有未焊透。未焊透产生的原因有:焊接电流太小,融化温度低;坡口参数不合理或组对质量不合格;焊工操作不熟练,角度、方法掌握不当;未焊透的预防措施有:制定合适的焊接工艺参数,并遵照执行;坡口参数与组对间隙要与焊件厚度和焊接方法相匹配,并加强组对质量检查和交接验收;掌握正确的焊接角度,避免磁偏吹,双面焊要清根,对厚度较大的焊件选用大电流,适当控制和调整焊速和运条方法等。

6裂纹的质量要求,产生原因和预防措施

对一、二、三级焊缝都不允许存在裂纹。裂纹产生的主要是由于在焊接过程中存在的缺陷累计和焊接母材焊接材料的化学成分、焊接工艺、机械性能、环境温度、组对方法、加热冷却过程的金属晶间结构变化等因素综合作用的结果。按照形成成因可以分为热裂纹和冷裂纹。热裂纹的预防措施有:选择合适的焊接材料,调整焊缝金属的化学成分,改善焊缝金属的组织;规范焊接参数,使用适当的焊接电流和焊接速度;焊前进行预热,使焊件受热均匀,焊缝冷却速度要缓慢;合理选择焊缝结构形式和装配顺序,使构件自由收缩,减少焊接应力等。

冷裂纹的预防措施有:加强对焊接环境的检测,无保护措施时不得进行焊接作业;优化结构形式,避免同一焊缝处出现不等厚、异种钢的焊接,防止产生过大的焊接应力;避免使用外力强行组对或刚性固定焊接;清理坡口处油污,规范焊条使用,减少扩散氢含量,减缓焊接接头冷却速度等。钢结构制作和安装过程中要加强焊前、焊中、焊后的检验,对发现的焊接缺陷要认真分析产生的原因,制定处理措施并认真整改,使其达到标准规范的要求。

作者:侯建忠 单位:辽河油田建设工程公司

钢结构焊接缺陷及预防责任编辑:杨雪    阅读:人次