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重型钢结构厚板焊接预防Z向层状撕裂的节点设计
发布时间:2018-11-20 18:39:10      点击次数:1095

层状撕裂是短距离横向(厚度方向)的高应力引起断裂的一种形式,它可以扩展很 长距离,层状撕裂大致平行于轧制产品的表面,通常发源于同一 平面条状非金属夹杂物, 具有高度撕裂发生率的母材区域。一般低合金钢Z向(厚度方向)的伸长率比L向(轧制方 向)低百分之30~百分之40,因此当Z想存在拉伸应力时,很容易产生沿层状分布的夹杂开裂。层状撕 裂与热裂纹、冷裂纹的形成不同,是一种特殊的钢结构焊接裂纹。从焊接接头断面上可以 看出,层状撕裂和其他裂纹的明显区别是裂纹呈阶梯状形态,由基本平行轧制表面的平台 和大体垂直于平台的剪切壁两部分组成。

层状撕裂之所以危险在于它的隐蔽性与延迟破坏性。层状撕裂不在钢结构焊缝上发生 ,只产生于热影响区或母材的内部,表面没有任何迹象,即使是现有的钢结构无损检测技 术也难以发现。层状撕裂既可以在焊接过程中形成,也可以在焊接结束后启裂和扩展,甚 至还可以延迟至使用期间出现,基本上无法修复,所以层状撕裂通常会造成巨大的经济损失。


层状撕裂的控制措施

1.合理选择钢材

2.确定焊接工艺

3.采用小电流焊接和多层多道焊接

4.焊接方法和焊接顺序,选择高熔敷率的低氢焊接方法,采用小线能力量,避免焊接 接头的拘束应力的集中。采用合理的焊接顺序,尽量减小厚度方向的焊接残余应力。对于 钢结构设计对称的焊件,具有对称布置的焊缝,采用对称焊接,由两个的焊工对称地进行 焊接,使应变分布均衡,减少应变集中,降低焊缝收缩引起的变形。

5.采用预热、后热、控制层间温度。适当的焊前预热,控制焊接过程中道间温度,后 热消氢处理等,对层状撕裂的产生有一定的抑制作用。

通过对层状撕裂的认识和产生层状撕裂机理的研究,找到行之可靠的控制层状撕裂的 方法,成功地解决了巨型钢结构柱在设计意愿下的防层状撕裂的难题,采用优异的Z向性 能钢材和低氢的焊接材料、选择合理的坡口形式,配合成熟、严谨的焊接工作已等都是防 止层状撕裂的可靠措施。


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