在現代建筑和工程中，鋼結構因其優(yōu)越的強度和耐久性而被廣泛應用。尤其是在厚板焊接過(guò)程中，焊接質(zhì)量直接影響到結構的安全性和使用壽命。在實(shí)際操作中，焊接厚板時(shí)常會(huì )遇到一些問(wèn)題。本文將探討鋼結構中厚板焊接的五大常見(jiàn)問(wèn)題及其解決方案。
一、不同厚度的板材對接時(shí)，過(guò)渡不平緩
在使用不同厚度和寬度的板材進(jìn)行銜接時(shí)，往往忽略了板材厚度的差異是否在標準容許范圍之內。若超出容許范圍且未進(jìn)行平滑過(guò)渡處理，焊縫在高于薄板厚度的部位容易引發(fā)應力集中并產(chǎn)生未熔合等焊接缺陷，從而影響焊接質(zhì)量。
解決方案：
當超出相關(guān)規定時(shí)，應將焊縫設計成斜坡?tīng)?，其坡度最大允許值應為1:2.5；或者在焊接前對厚度的一面或兩面進(jìn)行斜坡加工，且坡度最大允許值為1:2.5。對于直接承受動(dòng)載荷且需進(jìn)行疲勞驗算的結構，斜坡坡度不應大于1:4。在不同寬度的板材銜接時(shí)，應根據工廠(chǎng)及工地實(shí)際情況選擇熱切割、機械加工或砂輪打磨等方式進(jìn)行平滑過(guò)渡，且其連接處最大允許坡度值為1:2.5。
二、多層焊接不連續，產(chǎn)生冷裂紋
在厚板多層焊接過(guò)程中，若未能妥善掌控層間溫度，諸如層間間隔時(shí)間過(guò)長(cháng)，未先行預熱隨即進(jìn)行焊接，則易引發(fā)層間冷裂紋；反之，若間隔時(shí)間過(guò)短，層間溫度過(guò)高（超過(guò)900℃），亦將對焊縫及其熱影響區的性能造成損傷，誘發(fā)晶粒粗大，進(jìn)一步導致韌性與塑性的降低，從而在接頭處留下隱患。
解決方案：
在進(jìn)行厚板多層焊接過(guò)程中，務(wù)必強化對層間溫度的監控，在持續焊接過(guò)程中，需檢視并控制焊接母材溫度，以使層間溫度盡可能接近預熱溫度。與此同時(shí)，還應適當抑制層間最高溫度。焊接時(shí)間不宜過(guò)長(cháng)，若發(fā)生焊接中斷現象，應采取恰當的后熱及保溫措施。再行施焊之際，重新預熱溫度應適當超越初始預熱溫度。
三、焊接出現變形
在焊接過(guò)程中，若未能關(guān)注到從焊接順序、人員布局、坡口形式、焊接規范選用以及操作手法等多個(gè)層面去掌握變形的控制，便可能導致焊接完成后變形較大，矯正工作變得繁瑣，費用增加，尤其是在厚重鋼板與大型工件的焊接過(guò)程中，其矯正難度極大，運用機械矯正方式易導致裂紋或層狀撕裂的發(fā)生。使用火焰矯正手段不但成本高昂，且操作不當還可能使工件過(guò)熱。對于那些精度要求較高的工件，如果不采取有效的控制變形措施，將會(huì )導致工件安裝尺寸無(wú)法達到使用要求，甚至可能迫使產(chǎn)品需要返工或報廢處理。
解決方案：
我們需要結合實(shí)際情況，制定出合理的焊接順序，選擇適當的焊接規范和操作手法，同時(shí)運用反變形和剛性固定等多種措施來(lái)減輕變形的程度。
四、求熔透的接頭對接或角對接組合焊縫焊角尺寸不夠
對于諸如 T 型接頭、十字接頭以及角接接頭等需要實(shí)現熔透的對接焊接或角對接組合焊縫而言，倘若其焊腳尺寸不足，或者在設計中包含針對疲勞驗算的要求的吊車(chē)梁或類(lèi)似構件的腹板與上翼緣連接焊縫的焊腳尺寸不足，那么將會(huì )使得焊接的強度和剛度均無(wú)法達到設計的標準。
解決方案：
對于 T 型接頭、十字接頭、角接接頭等需要實(shí)現熔透的對接焊接組合焊縫，應當依據設計要求，必須具備充足的焊腳要求，一般焊腳尺寸不能小于0.25t（t 表示連接處較薄的板厚）。設計中有疲勞驗算要求的吊車(chē)梁或類(lèi)似的腹板與上翼緣連接焊縫的焊腳尺寸為0.5t，并且不能超過(guò)10mm。焊接尺寸的容許偏差為0～4 mm。
五、焊接在接頭間隙中塞焊條頭或鐵塊
在焊接過(guò)程中，因難以將焊條頭或鐵塊與被焊件熔合成一體，易產(chǎn)生未熔合、未熔透等焊接缺陷，從而削弱了連接強度。若使用生銹的焊條頭、鐵塊填充，將難以確保與母材材質(zhì)的一致性;若采用帶有油污、雜質(zhì)等的焊條頭、鐵塊填充，將會(huì )導致焊縫出現氣孔、夾渣、裂紋等諸多缺陷。此類(lèi)情形無(wú)疑是將接頭的焊縫質(zhì)量大幅降低，無(wú)法滿(mǎn)足設計和規范對焊縫質(zhì)量的嚴格要求。
解決方案：
1、當工件組裝間隙較大，但尚未超出規定允許使用范圍，且組裝間隙超過(guò)薄板板厚的兩倍或大于20mm時(shí)，應采用堆焊方法填平凹陷部位或減小組裝間隙。嚴禁在接頭間隙中采用填塞焊條頭或鐵塊進(jìn)行補焊。
2、在零件加工劃線(xiàn)階段，應注意預留充足的切割余量以及切割后的焊接收縮余量，嚴格控制零件尺寸，避免通過(guò)增加間隙來(lái)確保外形尺寸。
在鋼結構的厚板焊接中，了解并解決常見(jiàn)問(wèn)題至關(guān)重要。通過(guò)合理的設計、嚴格的工藝控制以及有效的培訓，可以顯著(zhù)提高焊接質(zhì)量，確保結構的安全性和可靠性。希望本文提供的解決方案能夠幫助相關(guān)從業(yè)人員在實(shí)際操作中有所借鑒。
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