一、焊接对钢材性能的要求
某工程钢结构项目,φ1020X12钢管,焊接后沿径向产生开裂,裂纹长约1000mm,宽处约20mm。
由于碳是影响钢材可焊性的重要元素,焊接钢结构用钢材应碳(C)的极限含量,宜采用牌号Q235中B、C、D等级的碳素结构和牌号Q345中B、C、D等级的低合金结构钢。对构件节点约束较强,以及板厚等于或大于50mm,并承受沿板厚方向拉力作用的焊接钢结构,应对板厚方向的断面收缩率加以控制。上述质量问题后经查明,该钢管的牌号为Q23,含碳量0.22%,焊接性不良,焊接后的残余应力造成开裂。
二、焊接材料与母材的匹配
虽然焊接材料的选择是设计人员的责任。但是由于种种原因,部分设计人员并没有重视此类问题,导致现场焊接出现问题。
焊接材料与母材匹配的原则,不同强度等级母材选型,铸钢件与钢材焊接时,焊接材料按钢材选型。原因是焊接材料的强度普遍要求母材,材料连接处的焊接材料的强度不应与母材强度相差过大。
三、焊接对作业环境的要求
钢材焊接对环境的要求非常严格,如果在不良环境中施焊,就会产生焊接质量问题。因此,我们对钢结构有三不焊的要求,即四级以上大风天不焊,雨天不焊,低温不焊。。这类天气,焊接后焊缝材料降温迅速,易造成焊接处产生较大残余应力或变形,甚至产生裂纹。
四、对焊接连接制作组装的要求
为了焊接质量,对焊接连接的制作组装要求,符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001附录C·0·2条的规定。达不到规定要求是,应更换或修理。
五、要重视焊前及焊接过程的控制和焊后处理
焊接过程是一个不均与的加热和冷却过程。在施焊时,焊件上产生不均与的温度场,焊缝及附近温度高,达1600℃以上,其邻近的区域则温度急剧下降。不均与的温度场产生不均与的膨胀。高温处的钢材膨胀大,由于收到两侧温度脚底,膨胀较小的钢材的限制,产生热状态塑性压缩。在寒风冷却之后,会产生残余应力或变形。另外,实际焊接接头中,有的焊件不能自由伸缩。施焊时膨胀受到阻碍,焊缝冷却后便产生了约束应力。
焊接残余应力和变形的存在,会降低结构钢度,对压杆稳定产生不利影响,在低温下使裂缝法阵,加速构件的脆性破坏,并对疲劳强度不利。
为了减少产生焊接残余应力和变形,在施焊前可以采用预设反变形,预热等措施进行预防;在焊接过程中采用合理的施焊次序。
总之,凡是在焊接施工中重视以上问题并加以有效控制施工的过程,焊接质量都能达到验收要求。反之,如果不重视,往往会出现一系列问题,进而影响工程的进度和质量。
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