簡述提高鋼結(jié)構(gòu)加工安裝中的表面缺陷水平
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論文導(dǎo)讀：在大量的工程建設(shè)過程中，鋼結(jié)構(gòu)在加工制作或者現(xiàn)場安裝過程中會出現(xiàn)這樣那樣的外觀缺陷，特別是現(xiàn)場安裝焊接過程中，暴露出不少質(zhì)量通病。這里所指的外觀缺陷(表面缺陷)是指不用借助于儀器,從工件表面可以發(fā)現(xiàn)的缺陷。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場安裝，加工制作，提高素質(zhì)
0.前言
鋼結(jié)構(gòu)因其自身優(yōu)點，這幾年在工業(yè)廠房、場館、高層建筑、橋梁等現(xiàn)代建筑中得到大量廣泛應(yīng)用。在大量的工程建設(shè)過程中，鋼結(jié)構(gòu)在加工制作或者現(xiàn)場安裝過程中會出現(xiàn)這樣那樣的外觀缺陷，特別是現(xiàn)場安裝焊接過程中，暴露出不少質(zhì)量通病。這里所指的外觀缺陷(表面缺陷)是指不用借助于儀器,從工件表面可以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常見的外觀缺陷有咬邊、焊瘤、凹坑、未焊滿、燒穿、焊接變形及成型不良等,有時還有表面氣孔和表面裂紋、單面焊的根部未焊透等。在GB50205《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中對焊縫各等級的表面缺陷有明確的規(guī)定。本文主要針對近年來在鋼結(jié)構(gòu)加工和現(xiàn)場焊接過程的表面缺陷的產(chǎn)生原因及整改措施談一些看法�？萍颊撐�。
1.咬邊
咬邊是指沿焊縫邊緣，在母材部分形成的凹陷或溝槽,它是由于電弧將焊縫邊緣的母材熔化后沒有得到熔敷金屬的充分補充所留下的缺口�？萍颊撐�。咬邊減小了母材的有效截面積,降低結(jié)構(gòu)的承載能力,同時還會造成應(yīng)力集中,發(fā)展為裂紋源�？萍颊撐摹�
產(chǎn)生咬邊的主要原因：電弧熱量太高,即電流太大,運條速度太小所造成的；焊條與工件間角度不正確,擺動不合理,電弧過長,焊接次序不合理等都會造成咬邊；直流焊時電弧的磁偏吹也是產(chǎn)生咬邊的一個原因；某些焊接位置(立、橫、仰)會加劇咬邊。
防止咬邊的措施：矯正操作姿勢,選用合理的規(guī)范,采用良好的運條方式都會有利于消除咬邊。焊角焊縫時,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬邊。
2.焊瘤
在焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫金屬之外未熔化的母材上所形成的金屬稱為焊瘤。焊瘤不僅影響焊縫的外觀，而且在焊瘤出現(xiàn)的同時還伴隨著未焊透的情況發(fā)生。因此，容易引起應(yīng)力集中，影響焊件質(zhì)量
產(chǎn)生焊瘤的主要原因是：火焰能率太大；焊接速度過慢；焊件裝配間隙過大；熔池面積過大；焊絲和焊嘴角度不正確等。
防止產(chǎn)生焊瘤的措施有：適當(dāng)選擇火焰能率，一般當(dāng)立焊或仰焊時，應(yīng)選用比平焊小的火焰能率；適當(dāng)提高焊接速度；焊件的裝配間隙不能太大；適當(dāng)控制熔池溫度，熔池面積不宜過大，防止熔化金屬下陷；焊絲和焊嘴的角度要適當(dāng)。
3.凹坑
凹坑指焊縫表面或背面局部的低于母材的部分。凹坑減小了焊縫的有效截面積,弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。
凹坑多是由于收弧時焊條(焊絲)未作短時間停留造成的(此時的凹坑稱為弧坑),仰立、橫焊時,常在焊縫背面根部產(chǎn)生內(nèi)凹。
防止凹坑的措施:選用有電流衰減系統(tǒng)的焊機(jī),盡量選用平焊位置,選用合適的焊接規(guī)范,收弧時讓焊條在熔池內(nèi)短時間停留或環(huán)形擺動,填滿弧坑。
4.未焊滿
未焊滿是指焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽。未焊滿同樣削弱了焊縫,容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,同時,由于規(guī)范太弱使冷卻速度增大,容易帶來氣孔、裂紋等。
填充金屬不足是產(chǎn)生未焊滿的根本原因。規(guī)范太弱,焊條過細(xì),運條不當(dāng)?shù)葧䦟?dǎo)致未焊滿。
防止未焊滿的措施:加大焊接電流,加焊蓋面焊縫。
5.燒穿
在氣焊過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷稱為燒穿。
產(chǎn)生燒穿的原因主要有：接頭處間隙過大或鈍邊太薄；火焰能率過大：焊接速度太慢，焊接火焰在某一處停留時間過長；定位焊間距過大，氣焊時產(chǎn)生變形；熔劑質(zhì)量不好，容易產(chǎn)生氧化，因此不能順利進(jìn)行焊接，而使焊接處局部溫度過高；焊絲選用不恰當(dāng)。
防止燒穿的措施有：選擇合理的坡口，坡口角度和間隙不宜過大，鈍邊不宜過�。换鹧婺苈屎秃附铀俣纫m當(dāng)，在焊接過程中，使焊接火焰作適當(dāng)上—F跳動，給熔池冷卻時間，用外焰保護(hù)熔池免受氧化；保證熔劑質(zhì)量；合理選用焊絲；薄板單面焊時采用墊板形式可防止熔化金屬自背面流出，避免造成燒穿。
6.成形不良
成形不良指焊縫的外觀幾何尺寸不符合要求。焊縫出現(xiàn)高低、寬窄不一、焊波粗劣等現(xiàn)象。焊縫尺寸不符合要求，不僅影響焊縫的美觀，還會影響焊縫金屬與母材的結(jié)合，造成應(yīng)力集中，影響焊件的安全使用。
成形不良的原因主要有：接頭邊緣加工不整齊、坡口角度或裝配間隙不均勻：焊接工藝參數(shù)不正確，如火焰能率過大或過小、焊絲和焊嘴的傾角配合不當(dāng)、氣焊焊接速度不均勻；操作技術(shù)不當(dāng)，如焊嘴或焊蝗橫向擺動不—致等。
防止成形不良的措施有：正確凋整火焰能率：將焊件接頭邊緣調(diào)整齊：氣焊過程中焊嘴、焊終的橫向擺動要一致；焊接速度要均勻且不要向熔池內(nèi)填充過多的焊絲。
7.焊接中的局部變形
產(chǎn)生原因：加工件的剛性小或不均勻，焊后收縮，變性不一致；加工件本身焊縫布置不均，導(dǎo)致收縮不均勻，焊縫多的部位收縮大、變形也大；加工人員操作不當(dāng)，未對稱分層、分段、間斷施焊，焊接電流、速度、方向不一致，造成加工件變形的不一致；焊接時咬肉過大，引起焊接應(yīng)力集中和過量變形；焊接放置不平，應(yīng)力集中釋放時引起變形。
預(yù)防措施設(shè)計時盡量使工件各部分剛度和焊縫均勻布置，對稱設(shè)置焊縫減少交叉和密集焊縫；制定合理的焊接順序，以減少變形。如先焊主焊縫后焊次要焊縫，先焊對稱部位的焊縫后焊非對稱焊縫，先焊收縮量大的焊縫后焊收縮量小的焊縫，先焊對接焊縫后焊角焊縫；對尺寸大焊縫多的工件，采用分段、分層、間斷施焊，并控制電流、速度、方向一致；手工焊接較長焊縫時，應(yīng)采用分段進(jìn)行間斷焊接法， 由工件的中間向兩頭退焊，焊接時人員應(yīng)對稱分散布置，避免由于熱量集中引起變形；大型工件如形狀不對稱，應(yīng)將小部件組焊矯正完變形后，在進(jìn)行裝配焊接，以減少整體變形；工件焊接時應(yīng)經(jīng)常翻動，使變形互相抵消；對于焊后易產(chǎn)生角變形的零部件，應(yīng)在焊前進(jìn)行預(yù)變形處理，如鋼板v 形坡口對接，在焊接前應(yīng)將接口適當(dāng)墊高，這樣可使焊后變平；通過外焊加固件增大工件的剛性來限制焊接變形，加固件的位置應(yīng)設(shè)在收縮應(yīng)力的反面。
處理方法：對已變形的工件，如變形不大，可采用火烤矯正。如變形較大，采用邊烤邊用千斤頂頂?shù)姆椒ǔC正。
8.錯邊
指兩個工件在厚度方向上錯開一定位置。錯邊基本上是由于構(gòu)件尺寸精度不滿足要求或者安裝精度不夠而產(chǎn)生的，因此，提高構(gòu)件尺寸精度和安裝精度能防止錯邊的產(chǎn)生。
對于表面氣孔和表面裂紋、單面焊的根部未焊透，由于這些曲線呈體積狀，因此我們也可以把他們看成內(nèi)部缺陷，在這里就不在做深入的探討。
結(jié)語
通過對以上問題的探討，我們可以發(fā)現(xiàn)只有加強對工人的管理，提高工人焊接的知識水平和操作水平，，在平時的構(gòu)件加工或安裝過程中養(yǎng)成良好的焊接習(xí)慣，才能在焊接或者安裝過程中盡量減少各種表面缺陷。
