H型鋼制作焊接工藝設(shè)計(jì)

...wd......wd......wd...FORMTEXT前言目前許多大跨度的建筑都采用了鋼構(gòu)造，鳥巢、世博會(huì)中國館、廠房等一些大型的公用建筑基本上都是鋼構(gòu)造建筑。這種構(gòu)造穩(wěn)固耐久，建造迅速，易于改建，便于撤除，是住宅建筑和構(gòu)造開展的重要趨勢(shì)。隨著我國鋼產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)，新型建材的開展和應(yīng)用，符合上述需求的鋼構(gòu)造住宅體系逐步開展起來并引起了廣泛的關(guān)注。H型鋼是鋼構(gòu)造重要組成局部，它的生產(chǎn)制造對(duì)整個(gè)鋼構(gòu)造的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。本文針對(duì)鋼構(gòu)造制作當(dāng)中主要運(yùn)用到的H型鋼焊接進(jìn)展詳細(xì)論述，并對(duì)焊縫工藝進(jìn)展評(píng)定及對(duì)整個(gè)焊接過程中所可能出現(xiàn)的焊接缺陷提出了防止措施。通過對(duì)H型鋼焊接質(zhì)量的控制從而到達(dá)對(duì)鋼構(gòu)造質(zhì)量的控制，這將直接影響到人們的日常生活和娛樂。一、緒論1、鋼構(gòu)造主要組成局部鋼構(gòu)造主要構(gòu)架一般由鋼梁、鋼柱及鋼架與鋼架之間的鋼支撐組成。各構(gòu)件之間采用焊接、螺栓或鉚釘連接。而在各種連接方式中，焊縫連接用的較多。2、H型鋼的特點(diǎn)建筑剛構(gòu)造是以熱軋H型鋼為主要基本構(gòu)件的，它的翼緣較寬，側(cè)向鋼度較大，抗彎能力比較強(qiáng)。除此之外還有以下特點(diǎn)：〔1〕塑性和韌性好、適宜于承受振動(dòng)和沖擊荷載；〔2〕鋼材容重與強(qiáng)度的比值一般小于混凝土和木材，因而H型鋼的重量輕；〔3〕構(gòu)造簡(jiǎn)單便于機(jī)械化制造，準(zhǔn)確度較高，安裝方便，是工程構(gòu)造中工業(yè)化程度最高的一種構(gòu)造；〔4〕施工較快，可盡快地發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。作為主要支撐和連接件的H型鋼制作質(zhì)量，對(duì)鋼構(gòu)造的質(zhì)量與性能影響很大，有時(shí)可影響到整體構(gòu)造的承載安全，因此，對(duì)H型鋼的制作工藝必須嚴(yán)格要求。鋼構(gòu)造H型鋼制作工藝1、H型鋼焊接前準(zhǔn)備〔1〕制作H型鋼的鋼材型號(hào)及特性選擇Q345B作為制作H型鋼工藝試驗(yàn)的原材料，此材料的化學(xué)成分及特性如下：表1Q345B化學(xué)成分牌號(hào)化學(xué)成分屈服點(diǎn)Mpa抗拉強(qiáng)度Mpa伸長(zhǎng)率﹪CMnSiSP≤16mm＞16-35mmQ345B≤0.201.0—1.7≤0.55≤0.040≤0.040≥345≥325470-630≥21特性：Q345B它是低合金鋼。綜合性能好，低溫性能好。冷沖壓性能，焊接性能和可切削性能好。廣泛應(yīng)用于橋梁、車輛、船舶、建筑、壓力容器等?！?〕開坡口雙面焊采用開坡口雙面焊，坡口形式由焊件厚度決定，通常焊件厚度小于22mm時(shí)開Y形坡口，大于22mm時(shí)開X形坡口。開坡口的焊件焊接第一面時(shí)，可采用焊劑墊。當(dāng)無法采用焊劑墊時(shí)，可用懸空焊，此時(shí)坡口應(yīng)加工平整，同時(shí)保證坡口裝配間隙不大于1mm，以防止熔化金屬流溢?！?〕焊接收縮量加工余量的計(jì)算焊接H型鋼縱向焊縫較長(zhǎng)，焊縫收縮問題在下料時(shí)應(yīng)關(guān)注。尤其在翼板和腹板厚度較大，焊腳高度較大時(shí)，更應(yīng)十分注意，焊縫收縮量以每米收縮1mm計(jì)算〔焊腳高在小于12mm〕加在下料的總長(zhǎng)度內(nèi)即可。焊腳高大于12mm時(shí)，收縮量應(yīng)在每米1.5-2mm計(jì)算。另外，焊縫H型鋼，長(zhǎng)度應(yīng)再加預(yù)算量，除考慮焊縫收縮外，還應(yīng)考慮，端面角度，銑端面〔磨〕等因素。一般在30-50mm為加工余量?！?〕焊接H型鋼組對(duì)對(duì)半成品板材進(jìn)展質(zhì)量檢驗(yàn)，合格者進(jìn)展組對(duì)。組對(duì)時(shí)應(yīng)按以下工藝要求進(jìn)展：①對(duì)半成品外表扭曲度超差的板材應(yīng)進(jìn)展矯正，再進(jìn)展組對(duì)，嚴(yán)禁超應(yīng)力組對(duì)。②注意對(duì)接的翼板和腹板的相互位置，其翼板和腹板的對(duì)接相距不大于300mm。③待組對(duì)的翼板與定位夾輥接觸均勻，壓力適宜時(shí)便可開場(chǎng)組對(duì)。組對(duì)時(shí)，應(yīng)首先操正組對(duì)件的位置，與縱向組對(duì)移動(dòng)軌道相平行，前后偏移不超過100mm?！?〕H型鋼定位焊接將H型鋼組對(duì)后，要先將其進(jìn)展定位焊接。定位焊接時(shí)應(yīng)按下述工藝要求進(jìn)展：①定位焊高度不得超過焊縫高度2/3；設(shè)計(jì)有坡口時(shí)，組對(duì)點(diǎn)焊高度不應(yīng)超過破口尺寸。②定位焊，由于焊縫長(zhǎng)度短，截面小，冷卻快，焊縫容易開裂。應(yīng)該選擇較大的熱輸入進(jìn)展定位焊。③定位焊間距以200mm為宜，偏差不超過20mm；而且兩端必須點(diǎn)焊，點(diǎn)焊長(zhǎng)度如下：表2翼板厚度與點(diǎn)焊長(zhǎng)度關(guān)系翼板厚度(mm)h≤1212＜h≤2525＜h≤40點(diǎn)焊長(zhǎng)度(mm)101520④嚴(yán)禁在焊縫區(qū)外的母材和設(shè)備上引弧，在坡口內(nèi)引弧局部面積不得留下弧坑。④引弧板、收弧板的設(shè)置在每根H型鋼組對(duì)的同時(shí)，為了保證焊縫質(zhì)量，需在兩端設(shè)引弧板、收弧板，材質(zhì)要求一樣長(zhǎng)度為600mm，焊接完畢后切割去掉。(6)腹板厚度小于6mm，寬度大于600mm的反變形處理將面積較大厚度較小腹板放在砧板上用錘擊〔需加墊板，以免錘擊出傷痕〕，這樣才能消除切割收縮的壓力。2、H型鋼自動(dòng)埋弧焊接工藝及變形控制組對(duì)定位完成后即可進(jìn)展H型鋼主焊接工藝，主焊接過程主要采用自動(dòng)埋弧焊方法?！?〕自動(dòng)埋弧焊的焊接參數(shù)確實(shí)定自動(dòng)埋弧焊的焊接參數(shù)一般包括焊接電流、電弧電壓、焊接速度及焊接直徑。①焊接電流確實(shí)定焊接電流主要影響焊縫厚度。其他條件一定時(shí)，隨著電流的增大，電弧力和電弧對(duì)焊件的熱輸入量及焊絲的熔化量增大，熔深將增加。焊縫厚度和余高增加，而焊縫寬度幾乎不變，焊縫成形系數(shù)減小，焊接電流對(duì)焊縫熔深大小影響最大。采用ф6mm的焊絲，電流的范圍650~730A。②電弧電壓確實(shí)定電弧電壓主要影響焊縫寬度。其他條件一定時(shí)，電弧電壓低時(shí),熔深大、焊縫寬度窄;電弧電壓高時(shí),熔深淺、焊縫寬度增加;過分增加電壓,會(huì)使電弧不穩(wěn),熔深減少,易造成未焊透的現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成咬邊、氣孔等缺陷。采用ф6mm的焊絲，電壓的范圍31~35V。③焊絲直徑確實(shí)定在焊接電流、電壓和速度不變的情況下,焊絲直徑將直接影響焊縫的熔深。隨著焊絲直徑的減少,熔深將加大,成型系數(shù)減小。根據(jù)焊件的外形和尺寸可選定細(xì)絲埋弧焊，還是粗絲埋弧焊。例如小直徑圓筒的內(nèi)外環(huán)縫應(yīng)采用ф2mm焊絲的細(xì)絲埋弧焊;厚板深坡口對(duì)接街頭縱縫和環(huán)縫宜采用ф5mm、ф6mm焊絲的粗絲埋弧焊

④焊接速度確實(shí)定焊接速度的快慢主要影響母材的熱輸入量。焊接速度確實(shí)定一般根據(jù)焊接電流的大小來確定，同時(shí)兼顧生產(chǎn)效率。如焊接速度增加,焊縫的線能量減少,使熔寬減少、熔深增加,然而繼續(xù)加大焊接速度,反而會(huì)使熔深減少,焊接速度過快,電弧對(duì)焊件加熱缺乏,使熔合比減少,還會(huì)造成咬邊、未焊透及氣孔等缺陷。根據(jù)上述焊接參數(shù)確實(shí)定原那么，在大量試焊的根基上得出如下焊接工藝參數(shù)：表3.埋弧焊焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響焊縫特征以下各項(xiàng)值增大時(shí)焊縫特征的變化焊接電流焊絲直徑電弧電壓焊接速度焊絲后傾角度焊件傾斜角間隙和坡口焊劑粒度22~3435~6010~4040~100下坡焊上坡焊熔深S劇增減稍增稍減稍增減劇減減稍增幾乎不變稍減熔寬C稍增增增劇增減增增稍減幾乎不變稍增余高h(yuǎn)劇增減減稍增減減增減稍減焊縫成形系數(shù)￠劇減增增劇增減稍減劇減增減幾乎不變?cè)鲇喔呦禂?shù)￠劇減增增劇增減劇增增減增增母材熔合比r劇增減稍增幾乎不變劇增增減減稍增減稍減〔2〕焊接變形的控制自動(dòng)埋弧焊電流大,熱量高,構(gòu)件易產(chǎn)生變形(翼緣板角變形，H鋼的縱向彎曲，H鋼扭曲變形)。

針對(duì)上述問題主要采取以下技術(shù)措施:

①在專用工作臺(tái)上,將H鋼的四條縱向角焊變?yōu)榇魏福员ＷC焊縫的焊透，提高焊接質(zhì)量，減少熔敷金屬。

②根據(jù)翼緣板與腹板的不同配置調(diào)整焊接參數(shù),將角變形控制在3mm以內(nèi)，然后用翼緣矯正機(jī)對(duì)其進(jìn)展校正。③縱向彎曲是由于H型鋼單邊受熱產(chǎn)生的剩余應(yīng)力分布不均造成的。通過實(shí)驗(yàn)決定利用后續(xù)焊縫的剩余應(yīng)力平衡上道焊縫的剩余應(yīng)力的方法，即第1、2道焊縫焊接時(shí)，電流調(diào)至下限值，第3道焊縫焊接時(shí)，電流調(diào)至平均值，在最后一道焊縫焊接時(shí)，將電流調(diào)至上限值，以期消除變形。如采用上述措施后仍有少量變形，那么在后續(xù)工序中用火焰法予以校正。

④扭曲變形與縱向彎曲產(chǎn)生的原因大致一樣，因此，也是通過合理調(diào)整焊接順序，以后續(xù)焊縫的剩余應(yīng)力來平衡前面的焊接剩余應(yīng)力。⑤為了減少變形和裝配順序，盡量可采取先組裝焊接成小件，并進(jìn)展矯正，使盡可能消除施焊產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，再將小件組裝成整體構(gòu)件?！?〕焊接變形矯正在焊接H鋼生產(chǎn)中對(duì)構(gòu)件變形的校正，主要采用三種方法：火焰校正法、機(jī)械校正法和反變形法。

①機(jī)械校正法主要校正翼緣板的角變形，在專用的翼緣矯正機(jī)上,通過機(jī)械力進(jìn)展反復(fù)的強(qiáng)制性校正，直到角變形量符合標(biāo)準(zhǔn)為止。

②火焰校正法主要用于校正H鋼的縱向彎曲變形，在拱起的一側(cè)用火焰加熱至850℃~900℃，在翼緣板上進(jìn)展條形加熱，在腹板上進(jìn)展三角形區(qū)加熱，加熱后用冷水進(jìn)展跟蹤冷卻。加熱時(shí)根據(jù)不同的變形量，控制加熱區(qū)的大小和加熱的溫度，以防校正過量和出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。

③反變形法用于控制端頭板焊接變形。在端頭板焊接前，在施焊部位的反面用大號(hào)氣焊槍進(jìn)展烘烤，產(chǎn)生剩余應(yīng)力，待正式施焊時(shí)到達(dá)焊接剩余應(yīng)力平衡。最終實(shí)現(xiàn)端頭板的平整。3、質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量一般進(jìn)展三方面的檢驗(yàn)，即焊縫內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)、焊縫外表缺陷檢驗(yàn)和焊縫尺寸偏差檢驗(yàn)?！?〕焊縫內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)：焊縫內(nèi)部缺陷主要有裂紋、未熔合、根部未焊透、氣孔和夾渣等，檢驗(yàn)主要是采用無損探傷的方法，即超聲波探傷，超聲波探傷是利用超聲波在物體中的傳播、反射和衰減檢測(cè)方法?！?〕焊縫外表缺陷檢驗(yàn)：焊縫外表缺陷主要采用觀察檢查或使用放大鏡觀察，還可以采用外表滲透探傷〔著色或磁粉〕檢驗(yàn)?！?〕焊縫尺寸偏差及外觀檢驗(yàn)：焊縫尺寸偏差主要是采用焊縫尺寸量規(guī)進(jìn)展檢驗(yàn)。①焊縫應(yīng)略有余高，但最大余高不能超出3mm；②焊縫與母材之間應(yīng)平緩過度；③焊縫外表應(yīng)整潔、均勻、無溢瘤、凹陷和凸起；④焊縫與母材及層間應(yīng)完全熔合弧坑必須填滿；⑤任意長(zhǎng)度焊縫上咬肉深度不得超過0.5mm，對(duì)任意300mm長(zhǎng)度焊縫咬肉不得大于50mm；⑥焊角尺寸應(yīng)滿足圖紙要求兩焊角應(yīng)均等，偏差不能超過3mm；⑦任意一條單角焊縫焊角尺寸下差不得超過1.6mm，其長(zhǎng)度不得超過焊縫長(zhǎng)度的100%。三、焊接工藝實(shí)驗(yàn)及評(píng)定1、焊接工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn)工件準(zhǔn)備〔1〕拉伸試驗(yàn)取樣和加工要求①試驗(yàn)的焊縫余高已機(jī)械方法去除，使之與母材齊平。試樣厚度等于或接近試件母材厚度T。②厚度小于或等于30mm的試件，采用全厚度試樣進(jìn)展試驗(yàn)。③當(dāng)試驗(yàn)機(jī)受能力限制不能進(jìn)展全厚度的拉伸試驗(yàn)時(shí)，那么可將試件在厚度方向上均勻分層取樣，等分后制取試樣厚度應(yīng)接近試驗(yàn)機(jī)所能試驗(yàn)的最大厚度。等分后的兩片或多片試樣試驗(yàn)代替一個(gè)全厚度試樣的試驗(yàn)。〔2〕彎曲試驗(yàn)取樣和加工要求要求：試樣的焊縫余高應(yīng)采用機(jī)械方法去除，面彎、背彎試樣的拉伸外表應(yīng)齊平。取樣形式①面彎和背彎試驗(yàn)當(dāng)試件厚度Ｔ≤10ｍ時(shí)，試樣厚度Ｓ與Ｔ相等或接近；Ｔ>10ｍ時(shí)，Ｓ＝10mm，試樣受壓面加工去除多余厚度。②橫向側(cè)彎試樣當(dāng)試件厚度Ｔ為10~8ｍｍ時(shí)，試樣寬度等于試件厚度。當(dāng)試件厚度Ｔ大于38ｍｍ時(shí)，允許沿試件厚度方向分層切成寬度為20~38ｍｍ等寬的兩片或多片試驗(yàn)的試樣代替一個(gè)全厚度側(cè)彎試樣的試驗(yàn)?！?〕沖擊試驗(yàn)試樣取向：試樣縱軸應(yīng)垂直于焊縫軸線，缺口軸線垂直于母材外表。試樣取樣位置；焊縫區(qū)及熱影響區(qū)各取假設(shè)干。2、焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)取試樣做拉伸、沖擊、彎曲試驗(yàn)評(píng)定焊接工藝。做出焊接工藝試驗(yàn)報(bào)告及結(jié)果。焊接工藝評(píng)定報(bào)告(PQR)工程名稱某某工程評(píng)定報(bào)告編號(hào)委托單位工藝指導(dǎo)書編號(hào)試驗(yàn)單位依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建筑鋼構(gòu)造焊接技術(shù)規(guī)程JGJ81-2002焊接方法埋弧自動(dòng)焊施焊日期2011.7焊工資格證級(jí)別5G母材鋼號(hào)Q345B規(guī)格80×200×600㎜供貨狀態(tài)熱軋生產(chǎn)廠接頭簡(jiǎn)圖:1-10焊接電流(A)650~730焊接電壓(V)31~35焊接速度cm/min24-~30焊接范圍(t)小大11-33701~72031~3223~280.75t---1.5t焊接材料生產(chǎn)廠牌號(hào)類型直徑mm烘干溫度(℃/h)備注焊絲武漢鐵錨H10Mn2實(shí)芯4.8焊劑或氣體河南豫林SJ10110-60焊接方法SAW焊接位置1G接頭形式BW焊接設(shè)備型號(hào)ZD5-1250B電源及極性DC/EP預(yù)熱溫度℃100層間溫度℃150后熱溫度℃及時(shí)間h650/12焊后熱處理采用電加熱至650℃，保溫2小時(shí)后保溫棉覆蓋緩冷評(píng)定結(jié)論:本評(píng)定按<建筑鋼構(gòu)造焊接技術(shù)規(guī)程>(JGJ81-2002)規(guī)定,根據(jù)工程情況編制工藝評(píng)定指導(dǎo)書,焊接試件,制取并檢驗(yàn)試樣,測(cè)定性能,確認(rèn)試驗(yàn)記錄正確.評(píng)定結(jié)果為合格.焊接條件及工藝參數(shù)適用范圍按本評(píng)定指導(dǎo)書規(guī)定執(zhí)行.評(píng)定審核焊接工藝評(píng)定檢驗(yàn)結(jié)果無損檢測(cè)試驗(yàn)工程合格標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定結(jié)果報(bào)告編號(hào)備注外觀X光超聲波BIBI2011CS-130合格磁粉拉伸試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)2011LX180彎曲試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)2011LX180試樣編號(hào)бs(Mpa)бb(Mpa)斷口位置評(píng)定結(jié)果試樣編號(hào)試驗(yàn)類型彎心直徑D(mm)彎曲角度評(píng)定結(jié)果049-1515焊縫合格049-9側(cè)彎D=3a180合格049-2530焊縫合格049-10側(cè)彎D=3a180合格049-11側(cè)彎D=3a180合格04912側(cè)彎D=3a180合格沖擊試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)2011LX180宏觀全相報(bào)告編號(hào)試樣編號(hào)缺口位置試驗(yàn)溫度℃沖擊功Akv(J)評(píng)定結(jié)果：049-3焊縫區(qū)2090049-4焊縫區(qū)20150049-5焊縫區(qū)20149硬度試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)049-6熱影響區(qū)20150評(píng)定結(jié)果：049-7熱影響區(qū)20164049-8熱影響區(qū)20176其他檢驗(yàn)：工藝評(píng)定總結(jié)：對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)展分析可以清晰的從焊接工藝評(píng)定和焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)中得出一系列的H型材的焊接性能結(jié)果。采用X型坡口，雙面焊接的方法。焊后進(jìn)展保溫，消除內(nèi)應(yīng)力，減少焊縫產(chǎn)生冷裂紋的幾率。24小時(shí)后對(duì)試件進(jìn)展機(jī)械切割，拿出樣品進(jìn)展拉伸、彎曲、沖擊試驗(yàn)，驗(yàn)證在此工藝下的焊接性能。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明在此工藝下焊接性能良好，完全到達(dá)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過焊接工藝評(píng)定和焊接工藝試驗(yàn)結(jié)果分析可以得出焊接工藝是不是符合此種鋼材焊接性能。鋼構(gòu)造局部H型鋼局部起到支撐作用，是整個(gè)建筑的梁架構(gòu)造，非常重要，假設(shè)產(chǎn)生冷裂紋或者焊縫內(nèi)有缺陷，可能會(huì)導(dǎo)致鋼構(gòu)造的倒塌。所以鋼構(gòu)造的H型鋼制作工藝非常重要。一個(gè)優(yōu)良的焊接工藝才能使焊接性能到達(dá)最正確狀態(tài)，才能使鋼材發(fā)揮應(yīng)有的性能。焊接工藝是整個(gè)焊接生產(chǎn)的根基，沒有焊接工藝就不能很好的進(jìn)展施焊。H型鋼焊接缺陷及防止措施H型鋼的制作過程中難免會(huì)遇到焊接缺陷，怎么樣去防止這些缺陷的產(chǎn)生，就必須先認(rèn)識(shí)這些缺陷產(chǎn)生的原因，才能采取防止措施。下面就來介紹一些缺陷及防止措施。1、焊縫尺寸不合要求焊波粗、外形上下不平、焊波寬度不一及角焊縫單邊或下陷量過大等均為焊縫尺寸不合要求，其原因是：①焊件坡口角度不當(dāng)或裝配間隙不均勻。②焊接電流過大或過小，焊接標(biāo)準(zhǔn)選用不當(dāng)。所以應(yīng)在焊接前先調(diào)整好焊接工藝參數(shù)，根據(jù)板厚需要開破口的要適當(dāng)?shù)拈_坡口。2、裂紋焊縫中原子結(jié)合遭到破壞,形成新的界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。通常情況下，埋弧焊接頭有可能產(chǎn)生兩種類型裂紋，即結(jié)晶裂紋和氫致裂紋。前者只限于焊縫金屬，后者那么可能發(fā)生在焊縫金屬或熱影響區(qū)。

〔1〕結(jié)晶裂紋鋼材焊接時(shí)，焊縫中的S、P等雜質(zhì)在結(jié)晶過程中形成低熔點(diǎn)共晶。隨著結(jié)晶過程的進(jìn)展，它們逐漸被排擠在晶界，形成了“液態(tài)薄膜〞。焊縫凝固過程中，由于收縮作用，焊縫金屬受拉應(yīng)力，“液態(tài)薄膜〞，不能承受拉應(yīng)力而形成裂紋?？梢姰a(chǎn)生“液態(tài)薄膜〞和焊縫的拉應(yīng)力是形成結(jié)晶裂紋的兩方面原因。

鋼材的化學(xué)成分對(duì)結(jié)晶裂紋的形成有重要影響。硫?qū)π纬山Y(jié)晶裂紋影響最大，但其影響程度又與鋼中其他元素含量有關(guān)，如Mn與S結(jié)合成MnS而除硫，從而對(duì)S的有害作用起抑制作用。Mn還能改善硫化物的性能、形態(tài)及其分布等。因此，為了防止產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，對(duì)焊縫金屬中的Mn／S值有一定要求。Mn／S值多大才有利于防止結(jié)晶裂紋，還與含碳量有關(guān)。含C量愈高，要求Mn／S值也愈高?！?〕氫致裂紋較多的發(fā)生在低合金鋼、中合金鋼和高碳鋼的焊接熱影．它可能在焊后立即出現(xiàn)，也可能在焊后幾時(shí)、幾天、甚至更長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)。這種焊后假設(shè)干時(shí)間才出現(xiàn)的裂紋稱為延遲裂紋。

氫致裂紋是焊接接頭含氫量、接頭顯微組織、接頭拘束情況等因素相互作用的結(jié)果。在焊接厚度10mm以下的工件時(shí)，一般很少發(fā)現(xiàn)這種裂紋。工件較厚時(shí)，焊接接頭冷卻速度較大，對(duì)淬硬傾向大的母材金屬，易在接頭處產(chǎn)生硬脆的組織。另一方面，焊接時(shí)溶解于焊縫金屬中的氫，由于冷卻過程中溶解度下降，向熱影響區(qū)擴(kuò)散。當(dāng)熱影響區(qū)的某些區(qū)域氫濃度很高而溫度繼續(xù)下降時(shí)，一些氫原子開場(chǎng)結(jié)合成氫分子，在金屬內(nèi)部造成很大的局部應(yīng)力，在接頭拘束應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋。

焊接某些超高強(qiáng)度鋼時(shí)，這種裂紋也會(huì)出現(xiàn)在焊縫金屬中。

針對(duì)氫致裂紋產(chǎn)生的原因，可以從以下幾方面采取措施。

a.減少氫的來源及其在焊縫金屬中的溶解，采用低氫焊劑；焊劑保管中注意防潮，使用前嚴(yán)格烘干；對(duì)焊絲、工件焊口附近的銹、油污、水分等焊前必須清理干凈。

通過焊劑的冶金反響把氫結(jié)合成不溶于液態(tài)金屬的化合物，如高M(jìn)n高Si焊劑可以把H結(jié)合成HF和OH兩種穩(wěn)定化合物進(jìn)入熔渣中，減少氫對(duì)生成裂紋的影響。

b.正確的選擇焊接工藝參數(shù)，降低鋼材的淬硬程度并有利于氫的逸出和改善應(yīng)力狀態(tài)，必要時(shí)可采用預(yù)熱。

c.采用后熱或焊后熱處理焊后后熱有利于焊縫中的溶解氫順利的逸出。有些工件焊后需要進(jìn)展熟處理，一般情況下多采用回火處理。這種熱處理的效果一方面可消除焊接剩余應(yīng)力，另一方面使已產(chǎn)生的馬氏體高溫回火，改善組織。同時(shí)接頭中的氫可進(jìn)一步逸出，有利于消除氫致裂紋，改善熱影響區(qū)的延性。

d.改善接頭設(shè)計(jì)，降低焊接接頭的拘束應(yīng)力在焊接接頭設(shè)計(jì)上，應(yīng)盡可能消除引起應(yīng)力集中的因素，如防止缺口、防止焊縫的分布過分密集等。坡口形狀盡量對(duì)稱為宜，不對(duì)稱的坡口裂紋敏感性較大。在滿足焊縫強(qiáng)度的基本要求下，應(yīng)盡量減少填充金屬的用量。3、未熔合未熔合是指焊縫金屬與母材金屬,或焊縫金屬之間未熔化結(jié)合在一起的缺陷。按其所在部位,未熔合可分為坡口未熔合,層間未熔合根部未熔合三種。

〔1〕產(chǎn)生未熔合缺陷的原因①焊接電流過小②焊接速度過快③焊條角度不對(duì)④產(chǎn)生了弧偏吹現(xiàn)象⑤焊接處于下坡焊位置,母材未熔化時(shí)已被鐵水復(fù)蓋⑥母材外表有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結(jié)合等

〔2〕未熔合的危害未熔合是一種面積型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合對(duì)承載截面積的減小都非常明顯,應(yīng)力集中也比較嚴(yán)重,其危害性僅次于裂紋。.〔3〕未熔合的防止采用較大的焊接電流,正確地進(jìn)展施焊操作,注意坡口部位的清潔4、未焊透母材之間或母材與熔敷金屬之間存在局部未熔合現(xiàn)象。它一般存在于單面焊的焊縫根部，對(duì)應(yīng)力集中很敏感，對(duì)強(qiáng)度疲勞等性能影響較大?！?〕未焊透產(chǎn)生的原因是：①坡口設(shè)計(jì)不良，角度小、鈍邊大、間隙小。②焊條、焊絲角度不正確。③電流過小，電壓過低，焊速過快，電弧過長(zhǎng)，有磁偏吹等。④焊件上有厚銹未去除干凈。⑤埋弧焊時(shí)的焊偏。〔2〕未焊透的危害①是減少了焊縫的有效截面積,使接頭強(qiáng)度下降。②未焊透焊透引起的應(yīng)力集中所造成的危害,比強(qiáng)度下降的危害大得多。③未焊透嚴(yán)重降低焊縫的疲勞強(qiáng)度。④未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因?！?〕未焊透的防止使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。另外,焊角焊縫時(shí),用交流代替直流以防止磁偏吹,合理設(shè)計(jì)坡口并加強(qiáng)清理,用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產(chǎn)生。5、氣孔對(duì)于低碳鋼埋弧焊來說，最主要的冶金反響有硅、錳的復(fù)原，碳的氧化〔燒損〕反響，以及焊縫中氫和硫、磷含量的控制。所以就比較容易產(chǎn)生氣孔?！?〕形成氣孔的氣體主要是一氧化碳、氫和氮。①一氧化碳?xì)饪祝篎eO+C→Fe+CO焊絲中參加足夠的脫氧劑和限制焊絲的含碳量，就可有效地防止CO氣孔產(chǎn)生。②氫氣孔氫主要來源于焊絲、工件外表的油污及鐵銹，以及CO2氣體中所含的水分。CO2氣體的氧化性可制約氫的危害--------H2+CO2→H2O+CO所以在生產(chǎn)中，為了防止經(jīng)常出現(xiàn)的氫氣孔，一定要在焊接前清理干凈工件外表的油污和鐵銹。③氮?dú)饪譔2的來源：①空氣侵入焊接區(qū)；②CO2氣體不純〔可能性不大〕焊縫中產(chǎn)生N氣孔的主要原因是由于保護(hù)氣層遭破壞，大量空氣侵入焊接區(qū)所致。造成保護(hù)氣層失效的因素有：過小的CO2氣流量；噴嘴被飛濺物局部堵塞；噴嘴與工件的距離過大；焊接場(chǎng)地有側(cè)向風(fēng)等。保證氣層穩(wěn)定、可靠是防止焊縫中N氣孔的關(guān)鍵?！?〕氣孔的危害氣孔減少了焊縫的有效截面積,使焊縫疏松,從而降低了接頭的強(qiáng)度,降低塑性,還會(huì)引起泄漏。氣孔也是引起應(yīng)力集中的因素