不锈钢焊接过程中常见问题及防治措施分析

对于大型不锈钢工程来说焊接工程的质量关系到整个建筑工程的成败，本文以厦深线普宁车站不锈钢工程高空焊接的实例，按多年来的工程实践经验，主要从焊接变形的防治措施、焊接裂纹的防治措施、气孔的防治措施、焊接缺陷的处理方法、气孔缺陷的处理方法等进行分析，希望能够给类似项目提供一些参考和建议。

在建筑施工过程中，常用不锈钢焊接工艺。大型不锈钢工程一般结构高，需要高空作业，更是增加了焊接的难度。为保证工程质量，需要根据工程的具体情况，采用合适的焊接工艺，熟练掌握焊接操作过程中的要点，对焊接的各个环节进行控制，提高焊接质量。

1工程概况

1.1项目概况

普宁站位于普宁市大南山镇石泉美村，为新建铁路站房。站房主体为一层，两侧局部二层，总建筑面积为3494.7m 2，建筑总高度为15.8m。站房工程采用了许多不锈钢设计，不仅需要进行大量的计算复核，而且在施工前还需要进一步做不锈钢详图的深化设计。

1.2重点及难点

工程施工作业面较大，施工时不锈钢、土建要相互穿插施工，给安装施工带来不少难度。不锈钢高空焊接量大，且高空作业条件差。如何优化节点构造型式，改善高空作业条件，选择合理的焊接工艺成为解决问题的关键。

2焊接工艺技术要求

2.1分段焊接时，应在分段四周及中间位置压铁，焊接应从中间向前后、左右展开，对称施焊，并注意先把所有焊缝的打底焊道焊接后再进行中间焊道和盖面焊道。

2.2腹板与顶底板的熔透角焊缝，离开后合拢口300mm范围内暂不焊接，先焊接熔透角焊缝箱体内部的角焊缝，然后外侧清根。由于工作量较大，为防止箱体产生扭曲变形，必须用角钢作斜撑临时加强。

3不锈钢焊接过程中的常见问题

3.1焊接变形

在对不锈钢进行焊接的时候，非常容易出现焊接变形的问题，主要表现形式出现收缩变形、弯曲变形以及扭曲变形的情况，出现焊接变形的问题主要和焊接过程中出现受热情况不均有很大的关系。焊接变形的出现对整个不锈钢的外观形状、几何尺寸以及装配的质量都有很大关系。

3.2残余变形

在进行不锈钢施工的时候，进行焊接时非常有可能出现温度不均匀的问题，这样就会出现变形的情况，对出现的变形情况进行矫正的过程中会导致构件出现残余应力的情况。对多跨不锈钢来说，在焊接过程中，前一根梁出现变形的情况，后一根深也会出现很多的问题，在这种情况下，焊接缝要保证更大的宽度，这样会出现更大的残余应力和变形问题。

3.3焊缝裂纹

焊接裂纹分为热裂纹和冷裂纹两类。由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析，凝固以后强度也较低。当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开，形成热裂纹。当焊缝中淬硬倾向和焊接应力过大，使热影响区存在显微缺陷时，氢会在这些缺陷处聚集，并由原子态转为分子态，加上焊接应力的作用，使显微缺陷扩大，从而形成冷裂纹。

3.4气孔

焊缝内部易形成气孔，主要原因是从熔池上方和熔池底部卷入空气所致。具体的讲，就是在不锈钢焊接施工中，由于焊件表面的油、污、锈、垢及氧化膜没有清除干净、焊条受潮或质量不好、焊接现场周围风力较大、焊接速度过快、焊丝和母材的化学成分不匹配等诸多因素，造成焊缝金属在高温时，吸收了过多环境中的气体，在溶池冷却凝固时来不及排出，而在焊缝内部或表面形成孔穴。

4不锈钢焊接中存在的问题的预防措施

4.1焊接变形的预防措施

4.1.1制定合理的焊接顺序，以减小变形。

4.1.2对尺寸大和焊缝多的构件，采用分段、分层和间断施焊。

4.1.3手工焊接较长焊缝时，应采用分段进行间断焊接法。

4.1.4形状不对称的大型构件，应将小部件组焊矫正完变形后，再进行总组装配焊接。

4.1.5对焊后易产生角变形的零部件，应在焊前进行预变形处理。

4.2焊缝裂纹的预防措施

焊接裂纹不仅发生于焊接过程中，有的还有一定潜伏期，或者产生于焊后的再次加热过程中。在进行焊接施工作业之前应该将焊件的坡口打磨清理干净，清理污物以及杂质。对于扭曲的预防则是在进行下料之前对于各个节点进行必要的放样，依据放样的相关的尺寸来开展下料工作。

4.3热裂纹的预防措施

4.3.1限制或减小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量较低的焊条焊接。

4.3.2改善熔池的一次结晶。

4.3.3控制焊接工艺参数，适当提高焊缝成形系数。

4.3.4采用碱性焊条和焊剂。

4.3.5采用适当的断弧方式。

4.3.6合理选用焊接规范，严格控制焊接工艺参数。

4.3.7采用熔深较浅的焊缝，改善散热条件。

4.3.8采用合理的装配次序，减小焊接应力，降低残余应力。

4.4热裂纹的防止措施

4.4.1选用碱性低氢型焊条，减少焊缝中扩散氢的含量。

4.4.2严格遵守焊接材料的保管、烘焙、使用制度。

4.4.3保护气体要控制其纯度，严格清理焊条、焊件的油、锈、水分并控制焊接环境的湿度。

4.4.4改善焊缝金属性能。

4.4.5根据材料等级、碳当量、构件厚度、施焊环境等，正确的选择焊接工艺参数和线能量。

4.4.6焊后紧急热处理，以去氢、消除内应力和淬硬组织回火，改善接头韧性。

4.4.7采用合理的施焊程序，采用分段退焊法等，减少焊接变形和焊接应力。

4.5气孔的预防措施

合理选用焊接规范，严格控制焊接工艺参数；选择适当的焊接电压、焊接电流；限制或减小硫、磷等有害元素的含量；选用焊接工艺性好、符合标准要求的焊条；在焊接过程中应该注意控制焊接速度，并正确的掌握起弧、运条、息弧等操作技术。

5不锈钢焊接中存在的问题的处理方法

5.1焊接缺陷的处理方法

在进行施焊的时候对于坡口两侧必须要清理干净，将焊条和焊剂依据规定进行保温和烘烤，对于已经焊接后不符合要求的焊缝，应当使用气弧将所产生的气体刨掉，再进行重新的焊接。对于已经产生了局部变形的工件，如果变形不太大，则可以使用火烤的方法进行矫正，但是如果变形的情况比较严重，则可以边使用千斤顶边烤的方法进行矫正。

5.2气孔焊接缺陷的处理方法

对于出现表面气孔焊接缺陷问题，应该采取机械打磨清除缺陷以及补焊的措施进行处理。增加焊接电流增加工件热输入；调整焊速不要过高；调整焊丝对准焊缝中心；降低电弧长度；增加开槽度数；增加间隙减少根深；高速焊时应增大熔池宽度或者采用双弧焊接。

6结语

焊接作为不锈钢连接的主要形式，也是不锈钢工程建设施工中最为重要的施工环节。要提高不锈钢的施工质量水平，我们应当在现有理论的研究基础之上，结合工作实践进行经验总结，熟练的掌握不锈钢焊接工艺，做好焊接施工环节的质量控制，避免不锈钢焊接裂纹、气孔问题的发生，提高不锈钢焊接的整体施工质量。