钢结构裂纹成因分析及防范措施_地方债风险成因及防范措施

　　摘要：钢结构以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜结合工作实际情况，对钢结构产生裂纹的成因进行了详细阐述，并针对成因给予了防范措施的建议。
　　关键字：钢结构防治措施热裂纹冷裂纹
　　Abstract: the steel structure steel products make give priority to with the structure of the main building one of the structure types. The characteristics of high strength steel is, light dead weight, stiffness, so used to build large span and for high and the buildings with special suitable super-heavy work the actual conditions, steel structure crack causes in detail, and gives the preventive measures for causes of Suggestions.
　　Key word: steel structure the hot crack prevention and control measures of cold crack
　　
　　
　　中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
　　引言
　　钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。钢结构是由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构。在现阶段，钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛，如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。近年来，钢结构裂纹的产生不断引起广大专家学者以及工程施工人员的关注，因其直接危害了钢结构的安全，对建筑本身以及居民财产设备等构成了安全隐患，因此，研究钢结构裂纹产生的原因，积极努力对钢结构裂纹的出现进行防范是很有必要的。
　　1、 钢结构裂纹产生的成因分析
　　1.1钢结构冷裂纹
　　 钢结构中冷裂主要是因为焊缝在冷却的时候温度降低到马氏体转变的温度之内（300― 200℃以下）而发生的，冷裂纹一般可以在焊接后直接出现，也有可能会在焊接后的某一段时间内出现， 所以也被叫做延迟裂纹。其产生的主要条件是焊接接头形成淬硬组织，以及扩散氢的存在和浓集，也包括存在着较大的焊接拉伸应力等主要方面。
　　1. 2钢结构热裂纹
　　钢结构的热裂纹主要是在因为高温所产生出的裂纹， 所以又被叫做高温裂纹或者是结晶裂纹，热裂纹一般情况下产生于焊缝的内部，但也存在出现于热影响区的可能，主要裂纹形式包括纵向裂纹与横向裂纹以及根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹等。热裂纹产生的主要原因是因为焊接熔池在结晶过程出现的偏析现象，导致低熔点共晶与杂质在结晶过程中出现液态间层形式导致形成偏析，并且凝固以后强度也比较低，当焊接应力处于足够大的时候，就会将液态间层或者刚凝固不久的固态金属拉开从而形成裂纹。钢结构热裂纹的形成是冶金因素与力学因素一起产生的结果
　　2、钢结构裂纹防范措施
　　2.1 设计合理的焊缝与组焊工艺
　　如果多个构件需要进行连接的时候，尽力做到对称布置，同时要设置尺寸适当的焊缝，焊缝不应该太大从而避免焊缝的集中或出现三向相交的情况。要合力设置焊缝的位置，从而方便进行焊接的操作，以防仰焊等情况出现。同时也应该采用科学合理的施焊次序，从而做到有效避免焊接残余应力，减少焊接过程中可能出现的变形，以达到降低约束应力的作用，有效减少焊接阶段出现的裂纹。在进行焊接的时候应尽量让焊缝进行自由的收缩。在进行焊接的时候，应该先焊接收缩量大一些的焊缝和作业过程中受力大一些的焊缝。。
　　在进行钢结构焊接之前，还要做一些准备工作，比如要对焊接坡口以及其周围的区域使用氧-乙炔火焰使其加热到100～150℃左右，同时要精确保证使其加热温度控制在规定的范围之间。当焊接工艺完成之后，可以使用石棉对其进行保温缓冷，以使焊件可以降低冷却的速度，从而达到延长冷却时间的目的，这样可以使氢达到充分逸出，降低残余应力、以达到降低材料淬硬性的目的。
　　2.1 将焊材进行妥善保管
　　在施工过程中。所使用的全部焊条应该在整个使用过程中使其处在保温箱内并且按照所要求的温度以及时间进行加热保温。在现场使用的专用焊条必须放置于保温专用设备内，以便做到随用随取。
　　对低氢型手工电弧焊条原则上使用前都需进行烘焙，烘焙的标准可以参照下表进行。
　　
　　 焊条焙烘与保温要求类
　　型 级 别 焙烘温度和时间 ℃/h 保温温度℃
　　 低氢型 3、3Y 350～400/1～2 100～150
　　 非低氢型 1、2、3 70～100/0.5～1 50～60
　　
　　2.3采取正确的安装方式
　　钢结构安装进行施工之前应对钢结构材料的品种、规格、性能进行检查，各项指标应符合现行国家标准和设计要求。检查焊接材料的质量合格证明文件、检验报告及中文标志等。对重要钢结构采用的焊接材料等应进行抽样复验。
　　在进行钢结构安装的时候，应该尽力避免因强力组装而引起的外加应力与焊接残余应力共同作用，对钢结构的焊缝产生威胁。科学合理的对钢结构进行安装，可以有效的预防钢结构裂缝的出现。
　　2.4改善钢结构施工现场条件
　　保证包括焊接安装过程在内的施工条件，选择天气较好的条件下进行施工，以防止因为不良灾害天气对钢结构安装之初的稳定安全进行影响。
　　2.5对钢结构焊接后进行必要的热处理
　　钢结构焊接后应该进行必要的热处理，以防止因为焊接区域的迅速冷却而出现裂纹，在焊缝两侧100mm 宽，加热至200℃，消氢和消除应力1h, 后用石棉等保温缓冷。
　　2.6 提高民用钢结构安装人员的专业素质
　　加强对钢结构安装专业人才的培养，提高整个行业从业人员的业务能力和综合素质，培养出具备焊接安装甚至精通的专业人才。所有生产工人都要进行上岗前培训，取得相应资质的上岗证书，做到持证上岗。尤其是焊工、起重工、塔吊操作工、塔吊指挥工等特殊工种。随着社会的不断进步，钢结构安领域新知识新材料新方法也在不断的更新换代。要进行钢结构的裂纹的有效预防，就要首先提高技术安装人员的业务水平，有效避免因为施工水平等造成的钢结构裂缝。
　　3.小结
　　对于钢结构裂缝产生的原因主要是跟包括焊接为主的工艺程序有关，所以在分析钢结构产生裂缝的原因后，对其针对性的进行防护，以防为主，主要还是针对焊接过程的程序进行分解防护，同时辅助其他措施，才能对钢结构裂缝的产生进行有效的防护。
　　参考文献：
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　　4 中国机械工程学会焊接学会. 焊接手册2-材料的焊接[M]. 北京: 机械工业出版社, 2008.
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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