建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防治措施

建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防治措施

张奇奇 王士龙 焦信博

山东兴泰机械装备工程有限责任公司 山东临沂 276000

摘要：近些年来，伴随着我国城市化建设的飞速发展，带动了经济建设的不断提高，同时，使得建筑领域的发展速度也愈加飞速，此二者之间呈现着相互促进的态势，由此一来也就为建筑业的发展创造出了较为优质的环境。在现阶段的发展中，焊接技术开始频繁的应用到工程的建设中，为了进一步提升工程施工质量，要特别注意优化钢结构焊接技术，认识焊接工程的重要性，不断提升焊接质量和整体技术水平，为建筑业的进一步发展打下坚实基础。以供同行业者提供相关参考资料。

关键词：建筑钢结构；焊接裂纹；产生机理；防治措施

引言

随着我国社会经济的不断蓬勃发展，社会各行业的横向纵向的深度联动影响，建筑行业也逐渐一步一步得到了质的发展。各建筑施工企业为提高企业的核心竞争力，达到综合收益价值的最大利益化，往往会进一步提升相关技术和把控工程质量。经过我们对行业市场的调查与分析，我们发现建筑钢结构的焊接虽然会因优化材料、技术更新等因素而质量提高，但是有些裂纹问题仍然存在。本文将对建筑钢结构焊接的这三类裂纹产生机理进行概括总结，提出实现建筑钢结构焊接裂纹的有效防治具体措施，以期为我国的建筑钢结构焊接领域的发展提供一点建议。

1钢结构焊接技术类型

建筑钢结构焊接技术类型中，根据不同的焊接技术，可把其细分为低温焊接技术与高温焊接技术两大类，低温焊接技术是指根据焊接的温度进行细分，在选取低温焊接技术进行中，焊接所需的温度较低，需充分做好相关的保温举措，对原材料进行焊接工作前，需做好相关的防护举措，在焊接区域形成密封空间，能够有效缩减热能量的损耗。在焊接进程中若选择气体保护焊，工作人员需增强对焊接所运用气瓶的保护。还需对钢材料进行低温焊接进程中，需对钢材料进行预热操作，预热温度不可高于普遍情况下焊接的温度。在钢结构焊接时候低温焊接技术获得大力宣传与运用，属于一种尤为关键的焊接技术。高温焊接技术是指在实行焊接原材料选取时，需着重关注原材料的强度，这样才可确保原材料的焊接程度。在处理原材料的焊接接头与焊缝过程中，需确保焊接原材料与母材料相符合，焊接原材料需确保具备较高的冲击韧性，这样才可以确保钢材的焊缝和焊接热影响区域的韧性可以符合规范需求。

2建筑钢结构焊接裂纹的产生机理分析

2.1冷裂纹的产生机理

建筑钢结构产生裂缝的原因是多种多样的，其中冷裂缝和热裂缝属于比较典型且常见的裂缝种类，冷裂纹的出现一般常见于多层焊接施工阶段，处于焊缝位置中，因为进行多层焊接操作的时候，对钢结构自身温度的要求较为严重，如果不能有效掌握好温度变化，就会对整体结构造成一定的毁损，进而引发裂纹情况的出现。进行建筑钢结构焊接的过程中，最容易受到影响的位置就是焊接接头处，因为会大面积受到淬硬组织的作用力，建筑结构本身或多或少会产生一些变化，此时，结构内部的氢分子的产生异常运动，最后全部集中到建筑钢结构受损处的位置上，随着实践的推移完成冷却和沉淀，最后出现冷裂纹，会对钢结构整体稳定性造成不利影响。

2.2冷裂纹的产生机理

一般来说，冷裂纹形成的影响因子一般有以下几点：焊接过程中产生、扩散并浓集的氢气；焊接接头形成的易开裂的钢组织结构形式；发力作用在焊接接头上的拉应力。前人已有研究证明，产生冷裂纹的原因主要是在于焊接接头的含氢量浓度。通常氢的来源有多种途径，如焊条中的有机物、结晶产生的液体薄膜及焊接坡口附近的水分、油污等。在焊接的实际施工过程中，大量的氢会进行饱和溶解，在焊接后期的冷却凝固过程中，氢的溶解度随时间的推移逐渐下降，导致氢分子没有及时被排出焊接接头处，被桎梏在钢材质从而进一步使氢的在焊接缝隙中处于饱和状态，氢气逐渐浓集对钢结构冷裂纹的产生埋下潜伏因子。同时焊接接头的拘束度也会导致焊接冷裂纹的产生，通常情况下，钢结构进行焊接作业时，要防止进行焊接作业时产生的不均匀加热现象和焊接作业结束后钢材冷却过程中产生的热应力，钢材金属变化产生的一些结构上的组织应力等这些拘束应力产生。另外，当选用的母材的含碳量高于合格标准、冷却速度过快、焊接应控制区域硬化，也会导致裂纹的产生。

2.3再热裂纹和层状撕裂裂纹的产生机理

当建筑钢结构焊接工作完成之后，此时容易受到环境因素的影响作用，比如温湿度的影响，随着温度的不断发展变化，钢结构内容容易发生形变问题，进而导致裂纹的出现，与此同时，还需要重点做好结构内部应力的控制，如果钢结构焊接材料和焊缝位置的合金元素超过规定标准，此时，钢结构内部就会产生过大的应力，在高度条件下，会再次形成热裂纹。除此之外，建筑钢结构在所用物质在进行输送的时候，一般都会产生一些杂质，当杂质数量增多，就会形成一种分层状态，加上应力的作用，此时就形成了阶梯状裂纹。

3建筑钢结构焊接裂纹的防治措施

3.1控制焊接施工作业条件

通过多次的调查和实践表明，在钢结构焊接施工过程中，会对其造成影响的因素有很多，其中外界因素主要包括风力因素以及外部环境，所以，想要有效完成钢结构焊接作业，需要不断优化施工条件，降低环境因素的影响作用。第一，对焊接环境温度情况的人把控。焊接时，如果周围温度过低，需要以正常焊接温度为依据，对温度数值进行合理调整，与设备操作参数相一致，同时对需要使用的设备进行预热处理，保证设备的运行状态，如此才能进行下一步的焊接施工。另外，以前做好焊接方法和焊接位置的确定，选取合适的焊接材料，待达到焊接作业要求时，再进行钢结构焊接施工。第二，控制空气湿度，尽可能的将区域湿度控制在90以内，如果待焊设备的发层比较潮湿，此时需要提前做好祛除湿热的准备工作，保证焊接构件表面的干燥性，如此才不会影响焊接效果。在处理湿热问题的时候，需要与施工情况相结合，明确施工现场钢结构和焊接构件的具体特征和自身属性，进而做好优化控制工作；第三，合理控制施工现场风力情况。其主要控制原理是在原有的风力条件下，保障风速的稳定性，保证焊接条件的稳定性。

3.3严格焊接的质量验收工作

在实施建筑钢结构的焊接作业期间，施工监理部门在坚持国家和行业的相关质检要求和规定的要求下，要利用科学合理的质检措施以及严格的质量控制手段，发挥监理部门的职能，对建筑钢结构的焊接施工质量进行多角度、全范围的质量审核。在焊接结束后，施工企业的监理专业人员应当加强对钢结构焊件的质量检查工作，这样能够在第一时间内避免焊后开裂的情况，减少冷裂纹等的出现。当出现裂纹时，要及时分析其中存在的问题，修改焊接方案，实施补焊等挽救措施。在焊接的时候也应当加强质量控制，施工企业单位要进一步确保施工人员严格地按照焊接相关的工艺流程进行操作，确保焊接的规范性。

结语

综上所述，在社会的不断发展变革之下，建筑业本身迎来了比较好的发展契机，在这种大环境之下，对于建筑业也就提出了更高的要求，因为只有做到更好，才能够被时代所接纳。至于建筑钢结构焊接技术作为建筑工程的重要架构，相关单位就必须要对其予以足够的重视，当然这也是现代建筑工程的主要需求所在。故此，本文也对此做出了相应探究，重点分析了当期阶段钢结构焊接裂纹的产生机理，并且提出了相应的防治方案，进而满足现代建筑行业的需求。

参考文献

[1]戴为志.影响钢结构焊接技术进步的几个重要因素[J].电焊机，2020，50（9）：207-212.

[2]陈松.建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施[J].商品与质量，2017（37）:253.