钢结构桥梁低合金钢焊接裂纹产生的原因及改进控制措施（论文）.pdf

· 137 · 钢结构桥梁低合金钢焊接裂纹产生的 原因及改进控制措施 李  强 1，王向阳 2，朱建伟 2 （1.北京市市政一建设工程有限责任公司，北京 100080；2.北京环安工程检测有限责任公司，北京 100020） 　　 ［摘　要 ］ 在钢桥的制作过程中，低合金钢钢结构焊接时出现裂纹质量缺陷及改进控制措施。在钢结构 施工中焊接属于极重要的施工程序，焊接质量直接决定着钢结构构筑物的整体质量，也极大地影响着构筑 物的安全。在北清路（京新高速~京承高速）快速化改造工程钢结构焊接施工过程中发现了裂纹的存在。通 过查找裂纹产生的机理，分析了可能产生的原因，并进行了对比实验，最终制订了相关管理措施，使工程 质量得到了改进，消除了潜在的质量风险。 　　 ［关键词 ］ 焊接裂纹；控制措施；无损检测 　　 ［中图分类号］  TU 74 　　　　［文献标志码］  A　　　　　［文章编号］  1001 -523X （2022 ）13-0137 -04 CAUSES OF WELDING CRACKS IN LOW ALLOY STEEL OF STEEL STRUCTURE BRIDGE AND IMPROVEMENT CONTROL MEASURES Li Qiang ，Wang Xiang-yang ，Zhu Jian-wei 　　 ［Abstract ］ This paper mainly discusses in the production process of steel bridge, low alloy steel structure welding crack quality defects and improvement control measures. Welding is a very important construction procedure in steel structure construction, welding quality directly determines the overall quality of steel structure, but also greatly affects the safety of the structure. Cracks were found in the welding process of steel structure in Beiqing Road (Beijing-Xinjing-Beijing-Chengde Expressway) rapid transformation project. By finding the mechanism of crack, the possible causes are analyzed, and the comparative experiments are carried out. Finally, the relevant management measures are formulated, which improves the engineering quality and eliminates the potential quality risks. 　　 ［Keywords ］ welding crack; control measures; nondestructive testing 现代基础设施建设中钢结构作为建筑物的主体 结构应用越来越广泛，其自身有许多优点比如：结构 轻、造型美观、跨度大、施工周期短、承载力高。随 着大型钢结构的广泛应用，钢结构工程施工技术以及 相应的试验检验手段和分析技术也在不断发展。 钢结构桥梁焊接的质量管理，是通过选择合适的 检测方法，探查结构缺陷或损伤现象，有针对性地采 取质量控制措施，提升桥梁结构运行安全性能，延长 桥梁整体使用寿命，为交通运行安全和社会生产生活 提供保障。 1 钢结构桥梁常用钢 1.1 低合金钢 低合金钢由于含碳量较低，含有一定量的锰元 素，使其具有强度高、可塑性好、韧性好、可焊性 好、工艺性能优异等特点，在钢结构桥梁施工中得到 广泛应用。钢结构桥梁材质一般选用Q345和桥梁专 用钢，北方地区根据温度的要求–20℃质量等级D 类 钢板或– 40℃质量等级E类钢板 。 1.2 低合金钢裂纹敏感性 低合金钢抗热裂纹的性能较好，一般很少出现热 裂纹，最容易产生的缺陷是冷裂纹，低合金钢产生冷 裂纹的主要因素有 3个方面：（ 1）焊缝及热影响区的 含氢量，含氢量增加受拉应力的影响，氢聚集后产生 的氢脆；（ 2）热影响区的淬硬程度，出现脆性马氏 体组织，硬度增高塑性降低；（ 3）焊接的残余应力 使焊缝受拉，造成冷裂纹的产生。冷裂纹在焊接接头 焊后冷却到300℃至室温范围所产生的裂纹，通常产 生在热影响区、焊缝根部、焊趾处。 2 裂纹 2.1 裂纹产生机理 金属原子的结合遭到破坏，从而形成新的截面所 产生的缝隙称为裂纹。根据裂纹发生的条件和时机可 分为：热裂纹，冷裂纹 。 收稿日期 ：2022–03–25 作者简介 ：李强（1970—），男，北京市人，主要研究方向为钢结 构焊接。 ??BTF? 建   ?    ~   6    '   & Safety and Quality Building Technology Development 第49第 13期 2?8 ·138 · 热裂纹一般是焊接完成后出现，温度在固相线附 近，液态金属一次结晶是产生的裂纹，这种裂纹沿晶 开裂。 冷裂纹是指焊缝冷却到200~ 300℃以下产生的 裂纹，一般在焊后一段时间 出现，所以又称为延迟 裂纹。 2.2 裂纹的危害 钢结构桥梁焊接施工中常见的焊接缺陷有裂纹、 未熔合、未焊透、夹渣、气孔。其中裂纹、未熔合、 未焊透是验收规范中不允许存在的缺陷类型，夹渣和 气孔是可以存在的缺陷类型，其中裂纹是焊缝中危害 最大的，冷裂纹有延迟特性和快速脆断特性，带来的 危害通常是灾难性的，所以在焊接中冷裂纹的控制极 为重要，在焊接工艺控制和无损检测中需多加注意。 3 工程实例 北清路（京新高速~ 京承高速）快速化改造工程 位于中心城区北部，跨海淀、昌平区两区，西起