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摘要：建筑钢结构是一种承受能力较强的结构体系，其具有的显著的优势，比如较轻的质量、较高的强度，且具有良好的抗震性，并广泛应用于建筑施工当中。近年来，我国的建筑行业也取得了硕大的成果，建筑行业的竞争愈演愈烈。因此，保证建筑工程的质量具有重要意义。随着我国经济建设的不断发展，钢铁工业在社会建设构造上的作用显得尤为重要，焊接结构方面由原来的小型钢结构焊接变成了现在大型、大容量的钢结构焊接，建筑钢结构的焊接问题是影响建筑质量的主要因素，如果在这些焊接结构上发生意外事故，那么所造成的损失往往是灾难性的，必须十分重视，本文主对钢结构焊接产生的热裂纹进行研究，针对产生裂纹的原因提出防止建筑钢结构焊接工程中产生热裂纹的具体措施和方法。
关键词：钢结构；焊接工程；热裂纹；防治
随着时代的进步和社会的发展，科学技术取得了不断的发展和进步，在这个科技高速发展的时代下，建筑钢结构工程也得到了越来越多的关注，各个方面的应用也变得更广泛。近年来我国的建筑钢结构的造型变得越来越多，设计上变得越来越新颖，空间构造上也比以前更复杂，因此这些工程对建筑材料上的要求是非常高的，但与此同时将这些高要求的材料运用到实际的建筑工程中时，就会导致建筑钢结构焊接技术的难度变得更大，相应的缺陷发生的几率也就会变得更大。
1钢结构焊接的难点
现在大多数工程都将低合金高强钢作为钢材料的主要选材，强度大、硬度大是这类材料的一大特点，但是因为钢结构不同于其他的结构，钢结构各个点的连接之间形状十分复杂，而且每个焊点之间的缝隙连接很紧密，这就导致接头处的钢约束性变得很大，使焊缝没办法自由收缩[]。加上施工的过程中由于一点的不当操作就会产生双向力或者三相力，可能偶尔一两处的力不会产生什么副作用，但是由于建筑钢结构焊接都是大型工程，当持续焊接工作进行时，各处的力将发挥各自的作用聚集在一起，这个力就会导致焊接的接头产生裂纹，对焊接工作会带来很大的难度和无法估计的后果。另外由于这种钢材中的含碳量很高，钢的硬度和强度太大，再加上它在焊接过程中会出现延迟开裂的现象，而且这种工程基本都是高空作业，焊接难度之大是显而易见的。
2热裂纹
热裂纹的产生，是由于焊接熔池结晶的过程中存在偏析的现象，而低熔点的共晶和杂质在结晶的过程中是以液态间层的形式存在，因此形成偏析的现象，所以焊接熔池在凝固以后，焊缝的强度也较低，而当焊接的应力较大时，会将液态间层和刚凝固的固态金属拉开，并形成裂纹。另一方面，母材的晶界上存在低熔点的共晶和杂质，焊接拉应力较大时，固态金属也会拉开。热裂纹的产生是由冶金因素以及力学因素共同作用影响的。
热裂纹主要出现在焊缝结晶后温度较高的情况下，它主要出现在焊缝金属内，也有可能在焊接熔合线临近的热影响区组织内，在焊缝的中心线附近出现。热裂纹出现时可以很容易看见金属的表面会有被氧化后的颜色出现。
根据热裂纹产生的形态和温度范围的不同可以将其分成以下几种：凝固裂纹、液化裂纹、多边化裂纹、失塑裂纹。（1）凝固裂纹：也叫结晶裂纹，在焊接金属凝固后期的脆性温度之间最容易发生，当焊缝中的金属物质发生结晶，但是结晶中还有液相层存在时，钢结构之间韧性非常低，这种情况下一旦冷却不均匀，收缩时就会导致金属的承受能力不够而产生裂纹。（2）液化裂纹：金属材料边缘有些物质的熔点较低，金属受热产生的化合物可能来不及扩散到外界，受到焊接热的影响会导致部分结晶边界出现液化的现象，从而导致出现裂纹。（3）多边化裂纹：由于焊接过程的持续进行导致温度过高和不稳定的结晶条件，导致奥氏体结晶出现明显错位，再受到一定温度和力的影响，就会产生多边形的结晶界，当结晶界受到杂质的影响时就会在拉伸力的作用下产生裂纹。（4）失塑裂纹：也叫高温低塑性裂纹，在焊接热影响区或者多层焊的前一道焊上，由于受到焊接时产生的热量的影响，导致金属的塑性下降，就会在拉伸应力下沿着二次结晶晶界形成裂纹。
3热裂纹的防治措施
首先，母材的选择上一定要严格控制，一定要对建筑和焊接的材料中的易偏析元素和有害杂质的含量做好严格控制，尤其是材料中硫、磷的含量，另外，钢材中的碳含量直接决定着焊接性能的好坏，因此焊缝中的碳含量应该不高于0.10%，降低焊接过程中热裂纹发生的几率。其次，可以合理调整化学成分在焊缝中的含量，以改善焊缝的组织，提高焊缝的塑性，减少或分散其偏析程度。也可以选择偏碱性的材料，人为地降低材料中杂质的含量，使焊接性能达到最优。第三，焊缝的形状系数可以人为地进行适当的提高，可以避免裂纹出现在中心线附近。第四，可调整焊接顺序及方向，采用整体预热法和锤击法，以及收弧填满弧坑的工艺措施。另外，从工艺的角度出发，想要减少裂纹的产生，就要使焊条的应力得到改变，所以应当根据实际情况采用小电流的多层焊法。在焊接刚性较大的部件时，预热方法是关键，一定要选择一个合理的方法，确保焊缝中的温度达到稳定，焊接结束后，应避免骤冷，要做到缓慢冷却，这样就可以减小焊接时的集中应力，使热裂纹出现的几率降到最低。
4钢结构焊接裂纹的修复
对于已经产生裂纹的钢结构焊缝，要采取相应的措施进行修复和补强加固，这要求更高的经验和技术。首先要找到焊缝开裂的位置，可以通过超声波法和磁粉探伤的方法确定焊缝的长度深度及具体位置。一旦确定了位置要做好标记，找专业人员进行开裂原因分析，然后对裂缝进行清理，清理的过程中要避免裂缝出现加大的情况，一定要选择大于裂缝的长度和宽度进行清理，清理后还要对表面进行补焊，补焊一定要采用和焊接时一样的工艺温度，并且补焊结束后要重新进行探伤处理。
5结论
在钢结构的焊接中，由于材料形状都比较大，而且不够统一，就容易出现焊接的质量问题，这对工程施工存在着很大的危害。所以无论是焊缝产生裂纹的内在原因还是外来因素都要相当地重视，从整体上提高施工和管理体制，改善技术条件，才能更好地解决钢结构焊缝裂纹的问题。因为各种裂纹产生的条件和方式存在很大差别，所以在建筑钢结构焊接施工过程中一定要根据选材的不同，在焊接时采取适当的措施，减少裂纹的产生，保证工程的质量，降低二次建造成本，提高工程建设效率。
参考文献
[1]徐永吉,李二玲,张大磊,等.焊缝结晶裂纹产生机理及预防处理措施[J].金属加工(热加工),2016，10(10):62-63.