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建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施探讨【摘要】随着我国的经济建设不断的发展钢铁工业在社会建设构造上的作用显得尤为重要。焊接结构方面由原来的小型钢结构焊接变成了现在的大型、大容量的钢结构焊接如果在这些焊接结构上发生意外事故那么所造成的损失往往是灾难性的必须十分重视。本文主要对钢结焊接产生的裂纹进行分析针对产生裂纹的原因提出防止建筑钢结构焊接裂纹的具体措施与方法。【关键词】建筑钢结构；焊接；裂纹；防治措施引言随着科学技术不断发展科学技术不断提高为了跟上社会的发展脚步建筑钢结构得到了广泛的运用。目前我国的建筑钢结构的造型越来越新颖空间结构也越来越复杂所以在选择材料的时候对钢材料的要求也是很高的但是这些要求很高的钢材料运用到实际工作中会给钢结构焊接技术造成很大的难度相应的焊接缺陷发生可能性就会增加。1、钢结构焊接的难点在钢材料的选材方面大多数采用的低合金高强钢作为材料这类钢具有强度大硬度大等特点但是由于钢结构连接点之间形状复杂焊缝密集所以焊接接头的钢约束性大使焊缝无法自由收缩[1]。加上在焊接的过程中由于操作不当产生就会双向力或者三向力可能刚开始力的作用不大但是在钢结构持续的焊接过程中很多的力集中在一起就会行成一个很强的力增加了焊接接头产生裂纹、层状撕裂的可能性。另外低合金高强钢中的碳含量非常高使钢的硬度非常大焊接性能差在焊接过程中很容易出现延迟性的裂纹由于高空操作更加增强了焊接的难度。2、裂纹的种类和产生原因在建筑钢结构中焊接裂纹的产生通常会有三种形式其中冷裂纹和热裂纹主要出现在复杂钢结构中还有一种层状撕裂主要在厚板工程中出现。2.1冷裂纹冷裂纹一般是在焊接过程后的冷却过程中产生的有些在焊接后很快就会出现有的则要过一段时间才会出现。冷裂纹大多数为延迟裂纹主要发生在低合金高强钢的焊接热影响区很少出现在焊缝上由于冷裂纹不是焊后立即出现而是经过一段时间的冷却之后才出现所以这类裂纹出现后具有很大的隐蔽性。冷裂纹出现的原因主要有三个因素（1）钢材淬硬倾向低合金高强钢的淬硬倾向主要取决于钢材的化学成分、焊接工艺、冷却条件。钢材的淬硬倾向越大就越容易产生裂纹由于焊接是一个加热--冷却的过程对钢结构加热之后冷却就会使钢变得硬度高、脆性大很容易产生裂纹。（2）焊接接头含氢量在焊接的过程中大量的溶解于熔池中焊接结束之后进入冷却的环节氢就会极力的逸出但是由于冷却速度较快有些氢不能很快的逸出而保留在金属中是钢内部出现中空的现象也会导致钢结构脆性很大。（3）焊接接头的拘束度对钢结构进行焊接的过程中接头处会产生无法避免的三种力：加热不均匀和冷却过程中产生的热应力；金属形变使产生的组织应力；钢结构自身的拘束条件所造成的应力。由于钢结构焊接加热--冷却的过程中改变了钢结构内部的分子排列使金属存在潜在的裂源然后再应力的作用下就会产生裂纹[2]。2.2热裂纹热裂纹是在焊缝结晶后温度较高时产生的热裂纹主要出现在焊缝金属内也有可能在焊接熔合线临近的热影响区组织内沿着焊缝中心线分布。在发生热裂纹的时候可以清楚的看见金属表面有氧化后出现的颜色。按照热裂纹产生的形态和温度区间不同可以将其分为：凝固裂纹、液化裂纹、多边化裂纹、失塑裂纹四种。（1）凝固裂纹又称结晶裂纹主要发生在焊接金属凝固后期的脆性温度之间。当焊缝金属结晶完成的但是晶粒之间还存在着很薄的液相层韧性很低这个时候由于冷却不均匀收缩产生的拉伸变形超过金属所能承受的临界值就会产生裂纹。（2）液化裂纹金属材料的晶粒边界聚集较多的低熔点物质经过加热使金属产生的化合物来不及扩散形成局部晶界在焊接热影响下促使局部晶界液化导致裂纹产生。（3）多变化裂纹由于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件使奥氏体结晶出现大量的错位在一定温度和应力的影响下就会形成多边形化晶界当多边形化晶界与杂质区域重合的时候就会在拉伸应力的作用下产生裂纹。（4）失塑裂纹又称高温低塑性裂纹在焊接热影响区或者多层焊的前一道焊上由于焊接热循环的影响导致金属的塑性下降就会在拉伸应力下沿着二次结晶晶界形成热裂纹[3]。2.3层状撕裂层状撕裂是短距离的横向高应力引起断裂的一种形式层状撕裂基本上平行于金属制品的表面通常发源于同一平面的条状金属夹杂物。层状撕裂一般不发生在焊缝上只存在于母材金属的内部在钢材的表面很难发现裂纹。影响层状撕裂的主要原因与金属的冶炼有关最主要的是非金属夹杂物的种类、数量情况。任何非金属杂质的形变能力都小于金属的形变能力与金属进行结合后的强度也小于金属本身的强度那么在拉伸力的作用下就很容易导致金属分离从而发生层状撕裂。除了冶炼因素外还有力学因素凡是沿着板厚方向的产生的拉