在水利水電建設(shè)及起重設(shè)備制造等行業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)件中會(huì)遇到許多的工字形、丁字形結(jié)構(gòu)件的制作，且隨著焊接技術(shù)的發(fā)展和其應(yīng)用位置的重要性，對(duì)其焊縫質(zhì)量要求也在逐步提高。某重點(diǎn)工程中鋼結(jié)構(gòu)制造對(duì)其角焊縫就提出了較高的要求，必須全焊透。焊縫的質(zhì)量處于極為重要的地位，而裂紋則為致命的缺陷之一。針對(duì)此工程閘門的主邊梁生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)裂紋問(wèn)題的原因進(jìn)行了分析，提出了實(shí)際有效的解決方案和防止措施。

焊接順序先焊?jìng)?cè)為正面，后焊?jìng)?cè)為反面。正面用焊條電弧焊封底，埋弧焊采用船形45°位置填充焊滿。反面用碳弧氣刨清除焊瘤及裝配時(shí)的點(diǎn)固焊縫，再采用船形45°位置用埋弧焊填滿。

在丁字接頭、十字接頭角縫中應(yīng)力集中的嚴(yán)重部位是在焊縫根部，即正面封底焊層及反面第1層。

在焊反面1層時(shí)，正面焊縫已完全結(jié)晶冷卻，應(yīng)力集中已殘存根部，反1層和正1層交熔時(shí)把正1層應(yīng)力釋放，在冷卻結(jié)晶時(shí)反1層的交熔部位重新獲得應(yīng)力，即整個(gè)正面焊縫產(chǎn)生的應(yīng)力全部施加在準(zhǔn)備結(jié)晶凝固的新焊縫上，故反1層焊縫金屬在冷卻結(jié)晶過(guò)程中受極為嚴(yán)重的拉伸應(yīng)力，極易被拉裂。正1層焊縫在施焊時(shí)，工字梁的約束力還很小，焊縫金屬在冷卻結(jié)晶過(guò)程中受力比較小，不易出現(xiàn)裂紋。根據(jù)以上分析在反1層焊縫可能出現(xiàn)裂紋。

在反面第1層施焊過(guò)程中，前面用埋弧焊，后面敲去渣殼，在焊縫橫截面中間出現(xiàn)一條細(xì)長(zhǎng)的裂紋，縱向9680mm通長(zhǎng)存在，從表面裂至焊縫根部，深度達(dá)整個(gè)反1層焊肉厚度，非常細(xì)小，裸眼不仔細(xì)看很難發(fā)現(xiàn)。如果不清除裂紋而進(jìn)行施焊第2層，裂紋就繼續(xù)裂到第2層表面，也就是裂紋從第1層根部會(huì)延伸到第2層表面。

此裂紋是前焊后裂，沒(méi)有延時(shí)性，可判斷為熱裂紋，且此裂紋是焊縫金屬在冷卻結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生，在橫截面中心位置沿焊縫通長(zhǎng)，沿焊接方向開(kāi)裂?？烧J(rèn)為其是熱裂紋中的結(jié)晶裂紋。

解決措施

實(shí)際生產(chǎn)中由于：（1）無(wú)法控制w（S，P，C）；（2）無(wú)法向焊縫中增添能和S形成高熔點(diǎn)化合物的元素Ti，Zr，La等；（3）無(wú)法向焊縫中增添一些細(xì)化晶粒元素Ti，Mo，V，Nb，La等；（4）無(wú)法改變焊接順序以減小應(yīng)力，因正面已焊滿。惟一可行的是改變影響結(jié)晶方向的焊接工藝參數(shù)。

調(diào)整參數(shù)，改變結(jié)晶方向，增加抗裂性調(diào)整反面第1層埋弧焊焊接參數(shù)。

一、增大焊縫成形系數(shù)Ψ。

焊縫成形系數(shù)Ψ選擇不當(dāng)時(shí)會(huì)在焊縫內(nèi)部產(chǎn)生裂紋、氣孔、夾渣。焊縫成形系數(shù)愈小，焊縫相對(duì)愈呈窄而深的形狀，這樣的焊縫對(duì)結(jié)晶方向不利，易在焊縫中心位置產(chǎn)生裂紋。為防止裂紋出現(xiàn)，需調(diào)整影響Ψ值的焊接參數(shù)。

二、增大焊縫熔合比r

增大焊縫熔合比r可以調(diào)整焊縫的化學(xué)成分，降低裂紋的敏感性和提高焊縫的力學(xué)性能。

三、增加電弧電壓U

有效地增加電弧電壓，熔寬B將增加，Ψ值增大，并可使焊縫兩邊母材相對(duì)熔化得多一些，使熔合比增加，即可降低焊縫金屬填充金屬中C等元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，減少裂紋產(chǎn)生的內(nèi)因。

通過(guò)參數(shù)的調(diào)整，減小焊接電流、降低焊速、提高電弧電壓，在保證焊透的情況下解決了裂紋問(wèn)題。（榕霖）