钢结构是由钢材料组成的结构,是建筑结构的主要类型之一。如今,钢结构出现在各种大、中、小型工程中,并广泛应用于体育场馆、航站楼、展览馆、桥梁、工厂、商务楼和住宅。
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钢结构作为一种承重结构体系,由于其重量轻、强度高、塑性和韧性好、抗震性能优越、工业装配化程度高等诸多优点,在大跨度桥梁和超高层建筑领域显示出无与伦比的优势。但是,在钢结构焊接施工过程中,由于受环境、焊接设备和人为因素的影响,不可避免地会出现不同类型的缺陷,从而导致重大的恶性安全和质量事故。
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2010 年,位于内蒙古鄂尔多斯的那达慕赛马场主钢结构“倒塌”。
常见的焊接缺陷类型
削弱
原因:
(1)焊接参数选择不正确,你我太大,焊接速度太慢。
(2) 圆弧拉伸过长。熔融金属不会及时填充熔化的间隙。
危害:
这
母材的工作截面减小,底切处的应力集中。
气孔
原因:
(1) 电弧保护不好,电弧过长。
(2) 焊条或焊剂受潮,气体保护介质不纯。
(3) 凹槽未清理。
危害:
表面上,焊缝的工作横截面减小;更危险的是,它与其他缺陷叠加,造成穿透缺陷,破坏焊缝的致密性。连续孔隙率是结构失效的原因之一。
夹渣
焊渣残留在焊缝中。坡口边缘与焊道各层之间容易产生不平滑的过渡,焊道的形状突然变化,有深槽的部位也容易出现夹渣。
原因:
(1)熔池温度低(电流小),液态金属粘度大,焊接速度大,凝固时渣来不及浮出。
(2)运输不当,炉渣和铁的水分不清。
(3)沟槽形状不规则,沟槽太窄,不利于渣的浮选。
(4) 多层焊接时未清理渣。
危害:
由于气孔的几何形状不规则,尖角和棱角对身体有分裂作用,应力集中是裂纹的来源,因此比气孔更严重。
未焊接
当两个焊缝的熔深之和小于钢板的厚度时,就会形成它。
原因:
(1) 槽角小,间隙小,钝边过大。
(2) 电流小,速度太快而不能熔化。
(3) 电极偏离焊道中心。
危害:
工作面积缩小,尖角易受力集中,产生裂纹。
未熔断
熔焊过程中焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化的部分。
原因:
(1)电流小钢结构焊接工程,速度快,热量不足。
(2)坡口或焊道中有氧化皮、熔渣等,部分热量散失在熔化的物上,剩余的热量不足以熔化坡口或焊道金属。
(3)焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置,熔融金属流动并以微弱的电弧作用覆盖未熔化的零件,容易产生未熔合的。
危害:
因为间隙小,所以可以看作是片状缺陷,类似于裂纹。它容易引起应力集中,是一种危险的缺陷。
裂缝
最有害的焊接缺陷之一。在焊接应力和其他脆性因素的共同作用下,材料的原子键被破坏,形成新界面引起的间隙称为裂纹。
原因:
(1)预热不足或装配力强,使母材剩余部分的焊接热应力、热膨胀、冷缩和焊道开裂。
(2) 其他类型的缺陷引起应力集中并发展成裂纹。
危害:
它具有缺口尖锐、纵横比大的特点,易引起应力高度集中,并有延伸和膨胀的趋势,因此是最危险的缺陷。
防控焊接缺陷的关键点
削弱
电压和电流不宜过大,焊接速度要平衡。
气孔
焊接前检查气路(包括减压表、加热器、流量计、导管等),确保气体的纯度;在焊接过程中,应选择合适的电弧电压和送丝速度。拉动焊接部位的风衣。
夹渣
注意清渣,气枪喷头顺利排出进行气体保护焊,保证吹渣效果。
未焊接
焊接前,仔细研磨和组装焊缝钢结构焊接工程,以确保在打底焊时焊丝或电极能顺利伸入坡口根部;当根焊不能有熔孔时,抛光适当的根部间隙并适当调整焊接参数。根部未熔合的缺陷更难修复,特别是对于一些大壁焊道,打磨和焊接非常困难,所以尽量避免它们。
未熔断
调整电流和焊接速度,不要太小。
裂缝
(1) 避免强力组装。
(2)焊前预热,适度增加根焊道的厚度,并在根焊后立即加热焊缝、填充和覆盖表面。
(3)在冬季,还需要注意焊后焊道的缓慢冷却,使扩散的氢气逸出。
工程质量检验
随着我国建筑业的不断发展和国家质量意识的不断提高,工程质量检验已成为建筑业质量管理的重要组成部分。如今,钢结构建筑企业逐渐增多,施工队伍的技术水平参差不齐,需要进一步重视对钢结构建筑的严格质量检验,这对保护人们的生命财产安全具有重要意义。
钢结构检查
在钢结构生产阶段和安装阶段,通过RT、UT、PT、MT等常规无损检测方法发现焊接缺陷,并及时通知施工方进行维修,确保钢结构安全。
常见检测依据:
GBT 11345-2013 焊缝无损探伤 超声探伤技术、检测等级和评价
GB 50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范
GBT 26951-2011 焊缝无损检测 磁粉探伤
GB_T 3323.1-2019 焊缝无损检测 射线照相检查 第 1 部分:X 射线和伽马射线的胶片技术
GBT 26953-2011 焊缝无损检测 焊缝触探检测验收等级
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