鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷處理方法（鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝優(yōu)化）

昌吉回族自治州加固改造設(shè)計公司 2個月前 ( 03-05 ) 3 搶沙發(fā)

鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷是影響結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的關(guān)鍵因素。針對這一問題，本文探討了幾種有效的處理方法，旨在通過優(yōu)化焊接工藝來減少或消除焊縫中的缺陷。采用先進(jìn)的焊接技術(shù)，如激光焊接和電子束焊接，可以顯著提高焊縫的質(zhì)量和均勻性，減少氣孔、裂紋等常見缺陷。實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，包括焊接參數(shù)的精確控制、焊前準(zhǔn)備和焊后檢查，確保每一道焊縫都達(dá)到設(shè)計要求。采用無損檢測技術(shù)（如超聲波檢測和射線檢測）對焊縫進(jìn)行定期檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)潛在的缺陷。結(jié)合現(xiàn)代計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）和計算機(jī)輔助制造（CAM）技術(shù)，優(yōu)化焊接路徑和參數(shù)設(shè)置，進(jìn)一步提高焊接效率和質(zhì)量。通過這些綜合方法的實(shí)施，可以顯著提升鋼結(jié)構(gòu)焊縫的質(zhì)量，確保結(jié)構(gòu)的長期安全和穩(wěn)定。

一、鋼結(jié)構(gòu)焊縫常見缺陷及處理方法

裂紋
- 產(chǎn)生原因：
  - 冷裂紋：焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、焊縫布置不當(dāng)、焊接工藝措施不合理（如焊前未預(yù)熱、焊后冷卻快等）。
  - 熱裂紋：母材抗裂性能差、焊接材料質(zhì)量不好、焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)、焊接內(nèi)應(yīng)力過大等。
- 處理辦法：應(yīng)在裂紋兩端鉆止裂孔或鏟除裂紋的焊縫金屬，進(jìn)行補(bǔ)焊。
- 預(yù)防措施：
  - 冷裂紋：選擇抗裂性好的鋼材，采用低氫或超低氫、低強(qiáng)的焊條，并控制預(yù)熱溫度、線能量，以降低冷裂紋產(chǎn)生傾向。
  - 熱裂紋：選擇含鎳量高的鋼材，采用精煉的方法，提高鋼材的純度，降低雜質(zhì)的含量，并控制焊縫的凹度d小于1mm，降低線能量，以降低熱裂紋產(chǎn)生傾向。
未熔合及未焊透
- 產(chǎn)生原因：工藝參數(shù)、措施及坡口尺寸不當(dāng)，坡口及焊道表面不夠清潔或有氧化皮及焊渣等雜物，焊工技術(shù)較差等。
- 處理方法：
  - 未熔合：鏟除未熔合處的焊縫金屬后補(bǔ)焊。
  - 未焊透（敞開性好的結(jié)構(gòu)的單面未焊透）：可在焊縫背面直接補(bǔ)焊。
  - 未焊透（不能直接補(bǔ)焊的重要焊件）：鏟去未焊透的金屬，重新焊接。
- 預(yù)防措施：
  - 焊前應(yīng)確定坡口形式和裝配間隙，并認(rèn)真清除坡口邊緣兩側(cè)的污物。
  - 合理選擇焊接電流、焊條角度及運(yùn)條速度。
  - 對于導(dǎo)熱快、散熱面積大的焊件，可在焊前預(yù)熱或焊接的同時用火焰加熱，焊縫的起頭處與接頭處，可選用長弧預(yù)熱后再焊接。
  - 對于要求全焊透的焊縫，應(yīng)盡量采用單面焊雙面成形工藝。
  - 避免產(chǎn)生磁偏吹現(xiàn)象，使電弧不偏于一方，保證各處均勻加熱。
氣孔
- 產(chǎn)生原因：
  - 焊接時母材表面有污垢、鐵銹、油漆、油漬等。
  - 焊條沒有烘干，焊條藥皮太潮。
  - 焊接速度過快，熔化的金屬快速凝固而使溶液內(nèi)氣體來不及排出。
  - 焊接時操作不當(dāng)，電弧拉得過長，使得有較多氣體溶入金屬溶液內(nèi)。
  - 母材材質(zhì)不佳或用錯焊條。
- 處理方法：鏟去氣孔處的焊縫金屬，然后補(bǔ)焊。
固體夾雜
- 產(chǎn)生原因及類型：
  - 夾渣：焊接材料質(zhì)量不好、焊接電流太小、焊接速度太快、熔渣密度太大、阻礙熔渣上浮、多層焊時熔渣未清理干凈等。
  - 夾鎢（氬弧焊時）：鎢極與熔池金屬接觸。
- 處理方法：
  - 夾渣：鏟除夾渣處的焊縫金屬，然后焊補(bǔ)。
  - 夾鎢：挖去夾鎢處缺陷金屬，重新焊補(bǔ)。
咬邊：（文檔未提及處理方法，一般可采用補(bǔ)焊等方式進(jìn)行修復(fù)，同時調(diào)整焊接工藝參數(shù)防止再次出現(xiàn)）
焊瘤：（文檔未提及處理方法，通常可鏟除焊瘤部分后進(jìn)行補(bǔ)焊，并調(diào)整焊接工藝）
飛濺及電弧不穩(wěn)定：（文檔未提及處理方法，對于飛濺可清理飛濺物，電弧不穩(wěn)定需檢查設(shè)備、調(diào)整焊接參數(shù)等）

二、焊縫缺陷返修通用步驟

清理與準(zhǔn)備
- 任何需要返修焊補(bǔ)的地方，首先清理干凈，包括附近區(qū)域；將受熱有影響的零件（如橡膠件、塑料件等）拆下。
- 根據(jù)焊接檢驗(yàn)結(jié)果，確定返修部位，采取適當(dāng)?shù)姆椒ǎǔＳ门傧鳌⒛ハ鞯龋┤コ毕荩⒁饷看闻傧鞑灰瘢ǔ? - 3mm，以便及時發(fā)現(xiàn)缺陷。缺陷為裂紋時，在碳弧氣刨前應(yīng)在裂紋兩段鉆至裂孔并應(yīng)清除裂紋兩端各50mm長的母材。
- 應(yīng)將刨槽開成每側(cè)邊坡口面角度大于15的坡口形狀，刨削后，必須打磨氧化皮、滲碳層、殘渣等，露出金屬光澤，坡口底應(yīng)顯U形，不能有溝槽等死角。對于裂紋、氣孔等缺陷，常用磁粉或著色檢查并確認(rèn)已全部清除干凈。
- 焊材的選擇，焊材采購必須有出廠合格證，返修補(bǔ)焊時所選焊條（焊絲）不宜太粗，焊條≤φ4.0mm，焊絲≤φ2.4mm，焊材要按規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格烘干處理，放入保溫筒內(nèi)，隨用隨取；嚴(yán)格管理制度，同批焊條不得連續(xù)烘干兩次。
- 在特殊天氣（如冬天），要作好保溫措施。
焊接操作
- 焊前預(yù)熱：補(bǔ)焊前對坡口及150 - 200mm范圍內(nèi)預(yù)熱，預(yù)熱溫度應(yīng)根據(jù)被焊材料、部位及具體情況而定，盡量使預(yù)熱溫度上升均勻，層間溫度不得低于預(yù)熱溫度。
- 焊接熱量輸入：通常要遵守經(jīng)過評定驗(yàn)證了的焊接工藝和返修指導(dǎo)書，嚴(yán)格控制焊接熱量的輸入。
- 引弧與熄弧：
  - 焊補(bǔ)時應(yīng)在坡口內(nèi)引弧，熄弧時應(yīng)填滿弧坑，多層焊層間應(yīng)錯開接頭，焊縫長度應(yīng)在100mm以上，焊補(bǔ)長度小于500mm時，可從中部起弧，并采用逆向焊接法。熄弧處宜超出槽邊20mm。如長度超過500mm時應(yīng)采用分段退焊法。
  - 由于重要的焊件常用低氫焊條施焊，起弧不當(dāng)容易出現(xiàn)密集型氣孔。正確的操作是：在起弧處或接頭處往前或往后在沒有焊縫的坡口內(nèi)（或多層焊時的前一焊道上）劃擦引弧，電弧稍抬高一點(diǎn)，待電弧燃燒穩(wěn)定后再迅速壓低電弧，運(yùn)動到起焊處或接頭處要稍停留一下，待施焊處形成熔再池進(jìn)行正常焊接。
- 操作時的注意事項(xiàng)：
  - 施焊操作容易再次出現(xiàn)夾渣、未熔合、氣孔、咬邊等，產(chǎn)生夾渣與未熔合的原因是焊接電流小、焊條角度不當(dāng)、運(yùn)條方法不合適等造成，防止方法是適當(dāng)加大焊接電流，寬坡口時應(yīng)采用多層多道焊接，宜采用月牙形運(yùn)條法，焊條擺動到坡口兩側(cè)時稍作停留，以達(dá)到充分熔合，并使焊縫兩側(cè)高中間低，防止焊出中間高兩側(cè)低有死角的焊縫。
補(bǔ)焊后處理
- 補(bǔ)焊大小與外觀：返修焊縫特別講究表面質(zhì)量，不能有咬邊、返修焊縫不能少于兩層、焊縫長度不能小于100mm，要將焊縫打磨成與原焊縫外觀尺寸形狀一致，要圓滑過渡。
- 焊后熱處理：返修后的焊縫一般要作焊后熱處理，加熱溫度上升要均勻，加熱溫度要根據(jù)材料不同而不同，常用材料通常約350℃，保溫1 - 1.5h，再緩冷。
- 中斷焊接處理：修焊接部位應(yīng)一次連續(xù)焊成，如因故需中斷焊接時，應(yīng)采取后熱、保溫措施、防止產(chǎn)生裂紋。再次焊接前應(yīng)用磁粉或滲透方法檢測，確認(rèn)無裂紋產(chǎn)生后方可繼續(xù)補(bǔ)焊。
- 同一部位返修次數(shù)限制：同一部位的焊補(bǔ)次數(shù)不宜超過2次。對2次返修后仍不合格的部位應(yīng)分析原因采取有效措施，重新制定修補(bǔ)方案及作業(yè)指導(dǎo)書，并應(yīng)經(jīng)工程技術(shù)責(zé)任人審批后方可執(zhí)行。