建筑钢结构焊接裂纹产生原因及防止措施探究

摘 要 近几年，随着社会经济的不断发展，国家繁荣富强。在这样的环境中，建筑施工行业之间竞争就更加激烈。而这种形式也成为建筑施工企业的一次巨大机遇和挑战。为了能够在行业中保持不败，甚至能博得一片天地，也同时实现建筑施工企业价值最大利益化和工程质量，通过提高对工程施工项目成本的控制，减少消耗资源、物质资源和节约费用开支，同时加大对现场进行指导、监督、调节和限制，力求将成本、费用降到最低，这样才能从根本上解决项目成本。本文就建筑结构中钢筋结构来进行了简要的概论。

关键词 建筑钢结构；焊接；冷裂纹；热裂纹；层状撕裂

引言

随着社会的不断发展，科技的不断进步。我国建筑行业发展很迅猛，未来企业发展的成败在于对于建筑施工技术管理，想要做好建筑施工技术管理，那就一定要落实到实处，主要原因在于钢筋结构是贯穿于项目全部周期的重要工作，我们要从中吸取经验教训，加强对鋼筋结构设计成本优化，这样就能提高技术管理水平。在这一时间长河中要慢慢适应并发展其管理，这样能减少成本、低劳动强度、加利益，提高建筑质量保证。建筑钢结构项目成本是项目管理中的一个重要系统，是项目管理的根本。它主要体现在两个方面：①它是项目进行预测，制订计划和实行控制所需信息；②它也是安全隐患考核的依据，建筑钢结构项目在建筑施工企业中是一个循序渐进的过程。它是适合建筑施工特点的降低成本开支、提高利润水平的重要途径，并获取最大利益。目前对于现在，建筑钢结构项目的复杂，要制定一个有效而且优化的建筑钢结构项目，才能保证建筑企业的经济效益，并且可以促进企业更加长远的发展。

建筑钢一般是作为承重作用，由于它有着广泛的特点，例如：强度高、抗震好、综合经济好、周期时间短，所以对于这些特点，在现代建筑行业和桥梁中得以应用，并随着现代科技不断创新，建筑钢行业慢慢不断完善，朝向更加复杂、难度大的地域进行发展，对于现代选材方面也要尽量选择高强度、厚度大等特点，这样也会导致建筑钢结构焊接难度，在焊接过程中也带来焊接难度，对于本文将要阐述建筑钢等特点，对于建筑钢结构焊接裂纹产生原因及防止措施探究有着很大的意义[1]。

1 建筑钢结构的焊接难点

建筑工程项目是一个极其复杂的系统工程，必须通过各个子系统、各个环节的协调配合，才能取得最终目标成果。如果疏漏任何地方结果都会导致功亏一篑，要实现有效管理，必须使用最新的管理手段和先进的工具，这些都是不可缺少的，在建筑行业中，往往起到建筑主体作用的是建筑结构，建筑往往主要包括：建筑装饰施工、设备、地基、材料、结构这五项，但是建筑结构往往占到了很大的比例，约占到建筑总成本的60～70%，由于根据以上数据得出，建筑结构是发挥着重要的作用，对于建筑施工项目的逐渐展开，建筑人员很清楚地了解到建筑结构是企业的根本，所以需要全方位的保证建筑施工的控制。

在建筑过程中建筑结构是重中之重，所以只有对建筑结构质量有着很好的保障，才能保证建筑的安全，对于建筑结构还需提到一个重要原因就是建筑钢结构的焊接，对于建筑钢焊接必须要对材质进行选择，一般会多选用低合金高强度钢进行焊接，下面是这种钢的特点：

①这种钢之间的结构连接点较多，形状较为复杂，厚度大，焊接需要密集，所以在焊接过程中，焊接力加强，由于焊接缝隙时，焊接缝需要一些其余应力和收缩，导致容易出现裂纹和撕裂的可能性。②对于低合金高强度钢的碳含量较高，就导致焊接性能较差，容易出现断裂，焊缝容易出现延迟裂纹。③在焊接过程中，通常为高空作业，增加焊接难度[2]。

2 裂纹的判定特征及产生机理

对于建筑钢在高空焊接时，容易出现三种形式的裂纹，分别为：复杂钢结构体系中的热裂纹、冷裂纹和厚板工程中的层状撕裂。

2.1 热裂纹

（1）热裂纹的判定

通常焊接后结晶过程中受到高温时产生的这种裂纹作为热裂纹，这种热裂纹一般会出现在焊接缝中，并且在这种缝隙中纵向分布，焊接过程中经常会出现这种热裂纹，在焊接过程中，这种热裂纹也会从缝隙中看到氧化的颜色。

（2）热裂纹的产生机理

在选用这种低合金高碳钢时，如果产生这种热裂纹的原因是所选用的这种钢材中杂质S、P含量超标，在焊接过程中由于这种杂质的存在，导致焊接后结晶过程中会产生低熔点结晶物，这种结晶物在后期过程中，结晶物会被挤到焊缝之间，形成一种液体薄膜，此时焊机过程中凝固收缩产生很大的应力，所以当这种薄膜存在的过程中，被这种应力撕裂，产生相应的裂纹。

2.2 冷裂纹

（1）冷裂纹的判定特征

对于这种冷裂纹的产生，一般会出现在焊接过程的后期，也有时会在焊接过程中出现，对于这种焊接后立即出现的裂纹叫作延迟裂纹，这种焊接冷裂纹一般会出现在低、中合金钢焊接区域，由于这种焊接裂纹不会立即出现，会随着时间的增长慢慢出现，所以对于这种隐患有很大的隐蔽性。

（2）冷裂纹的产生机理

研究证明，产生冷裂纹的原因主要是在于焊接接头的含氢量，氢气体是造成焊接延迟的重要因素，一般在焊接过程中，有大量的氢溶解，在随后的冷却凝固过程中，氢的溶解度下降，导致氢没有及时跑出，被留在钢材质中，使氢的在焊接缝隙中处于饱和状态，氢就产生一定得应力，实验表明，氢的含量越大导致裂纹越来越加重。同时焊接接头的拘束度也影响焊接，也会导致焊接冷裂纹的产生，通常情况下，钢进行焊接的时候，对于焊接接头不可以出现几种应力，分别是：不均匀加热、冷却过程中产生的热应力，金属形变产生的一些结构上的组织应力，我们通常把这几种应力统称为拘束应力，对于这种拘束应力是产生冷裂纹的决定因素。

2.3 层状撕裂

对于一些厚板的结构不同接头，在刚性的约束前提下，会出现各种形状的裂纹，有的是阶梯状，还有一些为层状撕裂，对于层状撕裂是毫无征兆的突发性，即使每次进行检验，也检测不出来。

（1）层状撕裂的判定特征

一般我们对于层状撕裂的产生和形态大致分为几种，一种为裂点分别位于焊缝的根部或脚趾，随后由根部进行扩张，延伸向四周，另一种为焊接热区进行分布，这是由于焊接过程中一些收缩应力导致很强的拉伸，从而导致非金属杂物进行扩散[3]。

（2）层状撕裂的产生机理

在选用钢材时，要对材料进行合理的筛选，摒弃一些杂质含量较多的，含量较多的杂质会导致钢的内部力量的分布，在焊接过程中，就会导致一些应力的产生，使其钢本身开裂，造成层状撕裂现象。

3 钢结构焊接裂纹的防止措施

3.1 热裂纹的防止措施

对于热裂纹的产生，我们进行详细的分析，故为了防止热裂纹的产生，严格控制焊缝中杂质的含量，使其杂质含量低于国家标准，并且选用一些微量元素，来保证焊接。

3.2 冷裂纹的防止措施

在选用材质时，尽量选用碳含量较少的，并且抗冷裂性能较好的，焊接材料也要选用低氢材料，并且注意周围环境进行设计和制造，把一些不必要的铁锈进行去除。

3.3 层状撕裂的防止措施

在选用钢材时，既要满足抗冷裂性能好的钢材，同时也要满足抗层状撕裂性能的钢材，在焊机过程中，设计合理的焊接接头，焊接过程中也要选择合理的预热，减少一些不必要的应力。

3.4 重视建筑细节设计

对于现代高层需求量的加大，难度也随之增加，所以要根据现代高层建筑等多个特点进行设计，避免一些不必要的麻烦。对于一些细节上的问题要进行放大，往往细节能够成功，只要关乎每个细节，就会使预算成本大幅度减少。

4 结束语

对于现在产生不同种裂纹的现象，要根据不同种方法进行应对，并且采取正确的方法，才能促进建筑企业的发展在现代化建设的道路上，加强建筑项目工程管理是施工企业增加效益的具体举措，为了使钢筋焊接项目结构设计在激烈的市场竞争中不断完善，积极发展，焊接钢筋项目结构设计是做大做强的必由之路。为了提高企业水平，把责任均分给每个人，来提高全员积极性，这样能加快企业的快速发展，在竞争日趋激烈的市场经济环境中，而加改善焊接钢筋，也将是建筑企业进入竞争时代的必备法宝之一，也是企业推进成本发展战略的经济基础。在我国加入WTO之后，建筑業面临国际竞争的背景下，加强建筑企业成本优化更显其重要。

参考文献

[1] 王建.焊缝结晶裂纹的危害及控制措施[J].铸造技术，2011，32

（11）：1625-1627.

[2] 周振丰，张文钺.焊接冶金与金属焊接性[M].北京：机械工业出版社，1987：154-159.

[3] 王元清，周晖，石永久.钢结构厚板层状撕裂及其防止措施的研究现状[J].建筑钢结构进展，2010，12（5）：26-34.

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