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發(fā)布時(shí)間：2025-06-24 作者：諾科膜結(jié)構(gòu) 閱讀量：0
鋼結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點(diǎn)中，層狀撕裂是一種常見且危害較大的缺陷，主要發(fā)生在厚板焊接的T形、十字形及角接接頭中。為防止層狀撕裂，需從材料選擇、接頭設(shè)計(jì)、焊接工藝等多方面采取構(gòu)造措施介紹：
1材料選擇
控制鋼材成分：鋼材中的非金屬夾雜物，如硫化物、硅酸鹽等，是導(dǎo)致層狀撕裂的主要原因。這些夾雜物在軋制過(guò)程中會(huì)呈帶狀分布，降低鋼材在厚度方向（Z向）的塑性。因此，應(yīng)選用硫、磷等有害元素含量低的鋼材，如Z向性能鋼（Z向鋼）。Z向鋼通過(guò)特殊的冶煉和軋制工藝，提高了鋼材在厚度方向的力學(xué)性能，其硫含量一般控制在0.01%以下，Z向斷面收縮率不低于15%，能有效抵抗層狀撕裂。
合理選用焊接材料：焊接材料的性能應(yīng)與母材相匹配，同時(shí)要考慮其對(duì)層狀撕裂的影響。應(yīng)選用低氫型焊接材料，以降低焊縫中的擴(kuò)散氫含量，減少氫致裂紋的產(chǎn)生，從而降低層狀撕裂的風(fēng)險(xiǎn)。此外，焊接材料的強(qiáng)度不宜過(guò)高，以免在焊接接頭中產(chǎn)生過(guò)大的拘束應(yīng)力。
2接頭設(shè)計(jì)
優(yōu)化接頭形式：
避免應(yīng)力集中：在接頭設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況。例如，在T形接頭中，可采用過(guò)渡坡口或插入式接頭，使焊縫金屬的填充量減少，降低焊接殘余應(yīng)力。
改變受力方向：通過(guò)改變接頭的受力方向，使焊縫和熱影響區(qū)避開高應(yīng)力區(qū)域。例如，將垂直于板厚方向的受力改為平行于板厚方向，可減少層狀撕裂的可能性。
合理設(shè)置坡口：
坡口形式：根據(jù)板厚和焊接方法，選擇合適的坡口形式。對(duì)于厚板焊接，可采用X形、K形等雙面坡口，以減小焊接坡口的深度和寬度，降低焊接熱輸入和殘余應(yīng)力。
坡口尺寸：坡口尺寸應(yīng)合理，既要保證焊縫的熔透深度，又要避免過(guò)大的坡口角度和間隙。過(guò)大的坡口角度會(huì)增加焊接填充量，導(dǎo)致焊接殘余應(yīng)力增大；過(guò)大的間隙則容易產(chǎn)生焊接缺陷。
增加接頭剛度：在某些情況下，可通過(guò)增加接頭的剛度來(lái)減少層狀撕裂的風(fēng)險(xiǎn)。例如，在T形接頭中，可在腹板上設(shè)置加勁肋，提高接頭的整體剛度，分散焊接應(yīng)力。
3焊接工藝
控制焊接熱輸入：焊接熱輸入是影響層狀撕裂的重要因素之一。過(guò)大的焊接熱輸入會(huì)導(dǎo)致焊接接頭過(guò)熱，產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力和變形，增加層狀撕裂的風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)根據(jù)鋼材的材質(zhì)、板厚和焊接方法，合理控制焊接熱輸入。例如，采用多層多道焊、小電流快速焊等工藝，可降低焊接熱輸入。
預(yù)熱和后熱：
預(yù)熱：對(duì)于厚板焊接或易產(chǎn)生層狀撕裂的鋼材，在焊接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱可降低焊接接頭的冷卻速度，減少焊接殘余應(yīng)力，防止裂紋的產(chǎn)生。預(yù)熱溫度應(yīng)根據(jù)鋼材的材質(zhì)、板厚和焊接方法等因素確定，一般控制在100 - 250℃之間。
后熱：焊接完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行后熱處理。后熱可促進(jìn)焊縫中氫的逸出，降低焊縫中的氫含量，減少氫致裂紋的產(chǎn)生。后熱溫度一般控制在200 - 350℃之間，保溫時(shí)間根據(jù)板厚確定，一般為每25mm板厚保溫1小時(shí)。
焊接順序：合理的焊接順序可減少焊接殘余應(yīng)力和變形，降低層狀撕裂的風(fēng)險(xiǎn)。在焊接厚板時(shí)，應(yīng)采用對(duì)稱焊接、分段退焊等順序，使焊接應(yīng)力均勻分布。例如，在焊接T形接頭時(shí)，可先焊接腹板與翼緣板的角焊縫，再焊接翼緣板的對(duì)接焊縫，且焊接方向應(yīng)相反。
4施工措施
嚴(yán)格控制裝配質(zhì)量：在焊接前，應(yīng)嚴(yán)格控制接頭的裝配質(zhì)量，確保坡口的尺寸精度和裝配間隙符合要求。過(guò)大的裝配間隙會(huì)增加焊接填充量，導(dǎo)致焊接殘余應(yīng)力增大；過(guò)小的裝配間隙則可能影響焊縫的熔透。
清理焊接區(qū)域：焊接前，應(yīng)清理焊接區(qū)域的油污、鐵銹、水分等雜質(zhì)，防止這些雜質(zhì)在焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，影響焊接質(zhì)量。同時(shí)，清理焊接區(qū)域還可減少氫的來(lái)源，降低層狀撕裂的風(fēng)險(xiǎn)。
焊后檢驗(yàn)：焊接完成后，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，包括外觀檢查、無(wú)損檢測(cè)等。外觀檢查可發(fā)現(xiàn)焊縫表面的裂紋、氣孔、夾渣等缺陷；無(wú)損檢測(cè)（如超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)等）可發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部的缺陷。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的缺陷，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行返修，確保焊接質(zhì)量。
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