?鋼結(jié)構(gòu)是由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。因其自重較輕,且施工簡單,廣泛應用于大型廠房、場館、超高層、橋梁等領(lǐng)域。那么,下面小編帶著大家一起了解一下關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)在焊接連接過程中可能存在以下問題:
?
一、焊接缺陷
氣孔
形成原因:焊接時,熔池中的氣體在凝固過程中未能逸出而殘留在焊縫中形成氣孔。可能是由于焊接材料受潮、焊接參數(shù)不當(如電流過小、焊接速度過快)、焊件表面有油污或鐵銹等原因引起。
影響:氣孔會降低焊縫的致密性,減少有效承載面積,從而削弱焊縫的強度和韌性。在承受動載荷或交變載荷時,氣孔周圍容易產(chǎn)生應力集中,導致焊縫開裂。
夾渣
形成原因:焊接過程中,熔渣未能及時浮出熔池而殘留在焊縫中形成夾渣??赡苁怯捎诤附与娏鬟^小、焊接速度過快、坡口角度過小、多層焊時清渣不徹底等原因引起。
影響:夾渣會降低焊縫的強度和韌性,影響焊縫的外觀質(zhì)量。在承受動載荷或交變載荷時,夾渣周圍容易產(chǎn)生應力集中,導致焊縫開裂。
未焊透
形成原因:焊接時,母材金屬之間或母材金屬與焊縫金屬之間未完全熔合形成未焊透??赡苁怯捎诤附与娏鬟^小、焊接速度過快、坡口角度過小、間隙過小、焊條角度不當?shù)仍蛞稹?br>影響:未焊透會顯著降低焊縫的強度和密封性,在承受載荷時容易在未焊透處產(chǎn)生應力集中,導致焊縫開裂。
裂紋
形成原因:焊接裂紋分為熱裂紋和冷裂紋。熱裂紋主要是由于焊接過程中熔池中的低熔點雜質(zhì)在凝固過程中產(chǎn)生的應力集中引起;冷裂紋主要是由于焊接接頭中的氫擴散、拘束應力和淬硬組織共同作用引起。
影響:裂紋是焊接中最嚴重的缺陷,它會極大地降低焊縫的強度和密封性,導致結(jié)構(gòu)在使用過程中發(fā)生突然斷裂,造成嚴重的安全事故。
二、焊接變形
收縮變形
形成原因:焊接過程中,焊縫金屬在冷卻收縮時受到周圍母材的約束,產(chǎn)生收縮應力,導致焊件發(fā)生變形。主要包括縱向收縮變形和橫向收縮變形。
影響:收縮變形會使鋼結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀發(fā)生改變,影響結(jié)構(gòu)的安裝精度和外觀質(zhì)量。對于大型鋼結(jié)構(gòu),收縮變形可能會導致構(gòu)件之間的連接出現(xiàn)問題,影響結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。
角變形
形成原因:焊接時,由于焊縫在厚度方向上的不均勻加熱和冷卻,導致焊縫橫向收縮不均勻,產(chǎn)生角變形。
影響:角變形會使鋼結(jié)構(gòu)的連接部位出現(xiàn)不平整,影響結(jié)構(gòu)的安裝精度和密封性。在承受載荷時,角變形處容易產(chǎn)生應力集中,降低結(jié)構(gòu)的承載能力。
彎曲變形
形成原因:焊接過程中,由于焊縫的不對稱布置或焊接順序不合理,導致焊件在長度方向上產(chǎn)生彎曲變形。
影響:彎曲變形會使鋼結(jié)構(gòu)的直線度發(fā)生改變,影響結(jié)構(gòu)的安裝精度和外觀質(zhì)量。在承受載荷時,彎曲變形處容易產(chǎn)生附加應力,降低結(jié)構(gòu)的承載能力。
扭曲變形
形成原因:焊接過程中,由于焊接熱輸入不均勻或焊件的剛性不均勻,導致焊件在平面內(nèi)發(fā)生扭曲變形。
影響:扭曲變形會使鋼結(jié)構(gòu)的平面形狀發(fā)生改變,影響結(jié)構(gòu)的安裝精度和外觀質(zhì)量。在承受載荷時,扭曲變形處容易產(chǎn)生附加應力,降低結(jié)構(gòu)的承載能力。
三、焊接殘余應力
形成原因
焊接過程是一個局部加熱和冷卻的過程,焊縫及其附近區(qū)域的金屬在加熱時膨脹,冷卻時收縮。由于受到周圍母材的約束,不能自由變形,從而在焊件內(nèi)部產(chǎn)生殘余應力。
此外,焊接順序不合理、焊接參數(shù)不當、焊件的剛性約束等因素也會加劇焊接殘余應力的產(chǎn)生。
影響
焊接殘余應力會降低鋼結(jié)構(gòu)的承載能力和疲勞強度。在承受動載荷或交變載荷時,殘余應力會與外載荷疊加,加速結(jié)構(gòu)的疲勞破壞。
殘余應力還會影響鋼結(jié)構(gòu)的尺寸穩(wěn)定性和耐腐蝕性能。在一定條件下,殘余應力可能會導致鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生應力腐蝕開裂。
四、焊接質(zhì)量控制問題
人員素質(zhì)
焊接操作人員的技術(shù)水平和責任心對焊接質(zhì)量有很大影響。如果操作人員缺乏專業(yè)培訓、經(jīng)驗不足或工作不認真,容易出現(xiàn)焊接缺陷和焊接變形等問題。
例如,焊接電流、電壓、焊接速度等參數(shù)的選擇不當,焊條角度、運條方法不正確等,都會影響焊接質(zhì)量。
焊接材料
焊接材料的質(zhì)量直接關(guān)系到焊縫的性能。如果焊接材料選擇不當、質(zhì)量不合格或保管不善,可能會導致焊接缺陷的產(chǎn)生。
例如,焊條、焊絲的化學成分不符合要求,焊劑受潮等,都會影響焊縫的強度、韌性和耐腐蝕性能。
焊接工藝
焊接工藝的合理性對焊接質(zhì)量至關(guān)重要。如果焊接工藝不合理,如坡口形式、焊接順序、焊接參數(shù)等選擇不當,容易出現(xiàn)焊接缺陷和焊接變形等問題。
例如,坡口角度過小會導致未焊透;焊接順序不合理會導致焊接變形過大;焊接參數(shù)過大或過小都會影響焊縫的質(zhì)量。
檢測手段
焊接質(zhì)量的檢測是保證焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。如果檢測手段不完善、檢測方法不當或檢測人員技術(shù)水平不足,可能會漏檢焊接缺陷,從而影響鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全性能。
例如,采用外觀檢查、無損檢測(如超聲波檢測、射線檢測、磁粉檢測等)等方法對焊縫進行檢測,確保焊縫質(zhì)量符合要求。