建筑钢结构焊接裂纹产生机理探究

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摘要：随着我国经济的飞速发展，建筑领域的发展速度也愈加飞速，此二者之间呈现着相互促进的态势，由此一来也就为建筑业的发展创造出了较为优质的环境。在现阶段的发展中，焊接技术开始频繁的应用到工程的建设中，为了进一步提升工程施工质量，要特别注意优化钢结构焊接技术，认识焊接工程的重要性，不断提升焊接质量和整体技术水平，为建筑业的进一步发展打下坚实基础。

关键词：建筑钢结构；焊接裂纹；产生机理；防治措施

0引言

在建筑工程整个施工环节中，钢结构施工技术属于主体施工环节内容，占有重要地位，在实际操作中，造成钢结构出现问题的原因存在多样性发展特点，最常见的就是响应的焊接问题，包括焊接工艺、焊接水平、焊接设备、环境控制等，所以，想要做好焊接工作的质量和安全控制工作显得尤为重要。但是，在实际使用过程中，依然存在很多管理方面的问题，比如施工管理制度落后、模式陈旧，监管不到位，施工人员态度不认真、行为不规范等问题，都会影响到钢结构焊接质量，所以，做好施工现场的有效把控，明确钢结构裂缝产生机理，才能对症下药，全面做好相应控制工作。

1建筑钢结构焊接裂纹的产生机理分析

1.1冷裂纹的产生机理

建筑钢结构产生裂缝的原因是多种多样的，其中冷裂缝和热裂缝属于比较典型且常见的裂缝种类，冷裂纹的出现一般常见于多层焊接施工阶段，处于焊缝位置中，因为进行多层焊接操作的时候，对钢结构自身温度的要求较为严重，如果不能有效掌握好温度变化，就会对整体结构造成一定的毁损，进而引发裂纹情况的出现。进行建筑钢结构焊接的过程中，最容易受到影响的位置就是焊接接头处，因为会大面积受到淬硬组织的作用力，建筑结构本身或多或少会产生一些变化，此时，结构内部的氢分子的产生异常运动，最后全部集中到建筑钢结构受损处的位置上，随着实践的推移完成冷却和沉淀，最后出现冷裂纹，会对钢结构整体稳定性造成不利影响。

1.2热裂纹的产生机理

进行建筑钢结构焊接工程的施工，因为会受到高温的影响，焊缝金属在凝固的过程中，如果内部温度比较高，很容易产生热裂纹问题也就是说，热裂缝的本质是晶间断裂。究其发生的根本原因主要体现在，钢结构焊接操作中，因为整体受热情况不均匀、或者字啊冷却和凝固的过程中，产生的拉力本身与实际应存在的应力之间存在较大差距，导致在结晶的过程中出现和掺杂了很多杂质，使得结晶的金属纯度大打折扣，当结构的杂质积累到一定的量，此时会出现一种“晶界薄膜”。存在于钢结构表层的薄弱位置，进而出现热裂纹。

1.3再热裂纹和层状撕裂裂纹的产生机理

当建筑钢结构焊接工作完成之后，此时容易受到环境因素的影响作用，比如温湿度的影响，随着温度的不断发展变化，钢结构内容容易发生形变问题，进而导致裂纹的出现，与此同时，还需要重点做好结构内部应力的控制，如果钢结构焊接材料和焊缝位置的合金元素超过规定标准，此时，钢结构内部就会产生过大的应力，在高度条件下，会再次形成热裂纹。除此之外，建筑钢结构在所用物质在进行输送的时候，一般都会产生一些杂质，当杂质数量增多，就会形成一种分层状态，加上应力的作用，此时就形成了阶梯状裂纹。

2建筑钢结构焊接裂纹防治措施

2.1焊接材料的有效控制

随时社会的不断发展进步，越老越多的专业人士逐渐意识并发展建筑钢结构的诸多优点，逐渐大量应用到厂房、桥梁、建筑项目中去，因为钢结构本身带有极强的稳定性、安全性、高效性等特点，得到业内人士的普遍认可和推广应用。早在上个世纪40年代焊条电弧焊就已经在建筑钢结构进行推广和应用，随着新技术和新材料的不断涌现，气体保护焊接等技术收到普遍欢迎，从此焊接技术走向了另一个发展高度，在提升焊接效率、保证焊接质量的有同时，还有效缩短了施工工期，节省施工成本，实现经济效益和社会效益发展的统一性。因为建筑钢结构的焊接作业，具有很多技术类型，应用不同焊接技术的时候，所需要的材料和存在较大差异性，此时，需要我们的相关工作人员从实际角度出发，结构施工现场具体焊接情况，选择合理的焊接材料，实现焊接工艺的整体优化和布局，满足建筑结构整体性和安全性发展要点，不断提升施工效率，达到预期效果。需要注意的是，需要在焊接的时候，有效选择与钢结构所匹配的焊接材料，在强度和韧性方面做好综合试验检测工作，以此不断提升施工效果。

2.2焊接工艺

整体而言，钢结构焊接工艺主要由两部分组成，分别是内部焊接与现场焊接。而在实际施工过程中，这两种焊机技术的操作要求也是不一样的：对于工地内部焊接技术来讲，它主要是通过使用机器来实现自动化的焊接操作，实现构件和主体之间的有效焊接；对于焊接缝隙的保护也是尤为重要的一点内容，必须要做好一级角焊缝的有效处理工作，优化焊接工艺技术，提前做好预热，以便进行后续工作；另外，还需要做好对外界环境的控制工作，保证温度、湿度满足焊接要求，同时做好保温、防风等基础性工作，尽量降低构件安装和焊接误差比，减少质量问题的出现。就现阶段钢结构整体施工情况而言，钢结构焊接技术开始被广泛的应用于施工之中，因为钢结构本身的适应性较强，对于周边环境也没有太高的要求，所以开始成为建筑工程建设的重要组成部分。为了确保其能够发挥出根本作用，需要确保焊接材料的质量，保证材料整体性能满足发展要求，如此才能保证建筑施工质量。在施工焊接过程中，最常应用到的钢结构焊接材料是超低氢焊材，但在实际工作中必须要做好温度保持工作，像是搭建防护棚，有效抵御冷控制，有效降低焊接过程中出现的热量损失，此时，我们需要应用气体保护焊技术，对储气瓶做好保温防护措施，降低裂缝现象发生的概率。

2.3控制焊接施工作业条件

通过多次的调查和实践表明，在钢结构焊接施工过程中，会对其造成影响的因素有很多，其中外界因素主要包括风力因素以及外部环境，所以，想要有效完成钢结构焊接作业，需要不断优化施工条件，降低环境因素的影响作用。第一，对焊接环境温度情况的人把控。焊接时，如果周围温度过低，需要以正常焊接温度为依据，对温度数值进行合理调整，与设备操作参数相一致，同时对需要使用的设备进行预热处理，保证设备的运行状态，如此才能进行下一步的焊接施工。另外，以前做好焊接方法和焊接位置的确定，选取合适的焊接材料，待达到焊接作业要求时，再进行钢结构焊接施工。第二，控制空气湿度，尽可能的将区域湿度控制在90以内，如果待焊设备的发层比较潮湿，此时需要提前做好祛除湿热的准备工作，保证焊接构件表面的干燥性，如此才不会影响焊接效果。在处理湿热问题的时候，需要与施工情况相结合，明确施工现场钢结构和焊接构件的具体特征和自身属性，进而做好优化控制工作；第三，合理控制施工现场风力情况。其主要控制原理是在原有的风力条件下，保障风速的稳定性，保证焊接条件的稳定性。

2.4层状撕裂的解决途径

层状撕裂是焊接裂纹的一种表现形式，其本身具有一定的隐匿性，也就是说，从外部无法捕捉到裂纹的存在，泛属于内部裂缝。正是由于其本身特性，给工作人员造成了一定困扰，为了有效的改善这一问题，需要通过优化结构的选择以及节点的设计的实现。其一是优化对于结构的选择，保证钢结构材料本身性能以及抗裂性能够符合要求；其二，要优化结构节点的设计，选择出最为合适的设计形式，减少外力对于钢结构的作用，进而降低层状撕裂的发生概率。2.5提升焊接的质量在钢结构焊接过程中，焊接裂纹现在较为常见，为了减少这种情况的出现，需要以实际为基础，逐步提升焊接质量，实现焊接工作的优化更新。因此，在焊接过程中，为了降低裂纹现象的发生概率，必须要对裂纹状况有一个大致的了解，并且根据实际情况着重找出其中存在的问题重点，由此来实现对于焊接工作的改良。这样一来也就加大了工作人员的工作压力，在工作过程中需要其按照标准来实现焊接工作的优化，减少裂纹现象的出现。

3建筑工程钢体结构焊接技术的发展趋势

3.1焊接数量和规模不断地增大

建筑业不仅关系到国计民生，同时也是社会经济在发展过程中的重要组成部分，对我国综合国力的发展而言也是会起到一定作用的。随着建筑水平的不断提升，焊接技术凭借其自身优势开始在建筑工程中被广泛应用，而且总体来看发展势头良好，对于建筑所起到的作用逐渐增大。由此一来，为了确保建筑工程的稳定性，相关单位必须要重视起焊接技术，在原有基础之上对其加以创新改良。就我国对于焊接工艺的优化情况来看，其在使用过程中还存在一些问题有待改善，尤其是在焊接规模与数量都不断增加的现代，需要技术人员采用合理的手段来实现焊接的优化，由此来进一步提升焊接质量。

3.2创新建筑钢结构焊接

建筑钢结构本身属于一种新型的建筑体系，在实际使用过程中具备着良好的抗震性能。而且这类新型技术符合生态发展的需求，因为钢结构本身具备环保性，对于现代化建筑而言是一项必不可少的构成要点，也会在一定程度上促进建筑业的发展与进步。故此，在这种大环境的影响之下，建筑行业想要是该结构能够充分发挥出其作用，必须要从实际出发，不断对钢结构焊接技术加以完善，进而从根本上提升焊接水平。随着时代的不断发展变革，原有的人工焊接以及切割技术逐渐实现智能化，这样的转变不仅能够减少工作人员的工作压力，还能够提升其安全性，有助于促进钢结构的进一步发展。

3.3利用自动焊接技术能力

在时代的发展之下，我国科学技术水平有了显著提升，对于各行各业而言都是一个比较大的突破，对于建筑业更是如此，直接带动了行业的自动化发展水平。至于钢结构焊接技术也逐渐开始具备了自动焊接能力，由此一来，也就推动了焊接工作的高效发展，对于工作质量也会有所助益，不仅如此，还能够在提升钢体结构质量的同时实现钢体结构的转型，对于建筑业的进一步发展而言尤为重要。

4结束语

综上所述，在社会的不断发展变革之下，建筑业本身迎来了比较好的发展契机，在这种大环境之下，对于建筑业也就提出了更高的要求，因为只有做到更好，才能够被时代所接纳。至于建筑钢结构焊接技术作为建筑工程的重要架构，相关单位就必须要对其予以足够的重视，当然这也是现代建筑工程的主要需求所在。故此，本文也对此做出了相应探究，重点分析了当期阶段钢结构焊接裂纹的产生机理，并且提出了相应的防治方案，以此来实现焊接技术的优化，通过不断优化施工理念，降低安全事故，提升钢结构焊接质量，进而满足现代建筑行业的需求。

作者:李乃元 单位:青岛市黄岛区建筑工程管理服务中心