1. 引起鋼筋混凝土構件裂縫的原因有那些影響裂縫寬度的原因有那些
鋼筋混凝土結構上產生的裂縫,常見於非預應力受彎、受拉等構件中,以及預應力構件的某些部位。
對於各類裂縫,必須先查明其性質和產生的原因,進而確定具體的修繕方法。鋼筋混凝土結構裂縫根據
其產生的原因不同可分為荷載裂縫、溫度裂縫、干縮裂縫、腐蝕裂縫、沉降裂縫等。
1 各種裂縫產生原因
111 荷載裂縫
結構在荷載作用下變形過大而產生的裂縫。一般多出現在構件的受拉區域、受剪區域或振動嚴重等
部位。產生的主要原因是結構設計、施工錯誤、承載能力不足、地基不均勻沉降等等。
鋼筋混凝土結構是由混凝土和鋼筋共同承擔極限狀態的承載力,結構設計師需根據地基情況,靜、動
荷載,環境因素、結構耐久性等控制荷載裂縫。從國內外有關規范可知,對結構變形作用引起的裂縫問
題,存在著兩類學派:一是設計規范規定很靈活,沒有驗算裂縫的明確規定,而由設計人員自由處理。另
一類則是設計規范有明確規定,對於荷載裂縫有計算公式並有嚴格的允許寬度限制,如我國《混凝土結構
設計規范》(GB50010 - 2002) ,工程師對結構變形裂縫控制考慮不周,是結構荷載裂縫發生過多的主要原
因。
112 溫度裂縫
由大氣溫度變化、周圍環境高溫的影響和大體積混凝土施工時產生的水化熱等因素造成,水泥的水
化熱為165～250J / g ,隨混凝土水泥用量提高,起絕熱溫升可達50 ℃～80 ℃。研究表明,當混凝土內外溫
差10 ℃時,冷縮值εc
= ΔTα = 0101 % ,如溫差為20 ℃～30 ℃時,其冷縮值為0102 %～0103 % ,當大於混凝
土極限拉伸值時混凝土就開裂。
113 干縮裂縫
這類裂縫一是由於材料缺陷引起的,研究表明,水泥加水後變成水泥硬化體,起絕對體積減小,毛細
. 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
孔縫中水逸出產生毛細壓力,使混凝土產生毛細收縮,由此引起水泥砂漿的干縮值為011 %～012 % ,混凝
土的干縮值為0104 %～0106 % ,而混凝土的極限拉伸值只有0101 %～0102 % ,所以引起干縮裂縫。
114 沉降裂縫
現澆構件因地基或砌體過大不均勻沉降;模板剛度不足、支撐間距大、支撐松動、過早拆模等,均可導
致產生沉降裂縫。
115 腐蝕裂縫
由於有害離子Cl - ,SO4
2 - ,Mg2 + 等侵入混凝土內部,導致鋼筋銹蝕而使混凝土產生的後期膨脹裂縫。
2 鋼筋混凝土結構裂縫的控制措施
根據國外設計規范和我國現行《混凝土結構設計規范》(GB50010 - 2002) 及有關試驗資料,混凝土最
大裂縫寬度的大致控制標准: (1) 無侵蝕介質,無防滲要求為013～014mm; (2) 輕微侵蝕,無防滲要求為
012～013mm; (3) 嚴重侵蝕,有防滲要求為011～012mm。為了達到這樣的標准,就必須對各種裂縫採取相
應的控制措施。
211 荷載裂縫
在結構設計方面,結構設計者必須嚴格按照《混凝土結構設計規范》(GB50010 - 2002) 第811 條規定
進行裂縫控制驗算,根據不同的結構部位,採取相應的合理配筋。
212 溫度裂縫
防止因混凝土本身與外界氣溫相差懸殊,處於高溫環境的構件,應採取隔熱措施,加強養護,尤其在
氣溫高、風大且乾燥的氣候條件下更應及早噴水。對大體積混凝土應控制裂縫,大體積混凝土工程因散
熱降溫引起的冷縮比干縮更容易引起開裂,常規的溫控措施既復雜又費錢。
213 干縮裂縫
一是可以通過改善材料性能來控制,如前提到在工程中採用的補償收縮混凝土對此種裂縫的控制也
很有效。補償混凝土是一種適度膨脹的混凝土,按國內外補償混凝土的技術要求,混凝土在濕養護期間,
在配筋率ρ = 018 %的試驗條件下,它產生的限制膨脹率為0102 %～0103 % ,在混凝土中建立的預壓應力
為012～017MPa ,這一預壓應力能夠抵消導致混凝土開裂的全部或大部分應力。與此同時推遲了混凝土
收縮的產生過程,這就是補償混凝土的抗裂原理。
214 沉降裂縫
對軟土地基進行必要的夯壓和加固處理;預制場地應夯打密實方可使用;現澆和預制構件模板應支
撐牢固,保證其強度和剛度,並應按規定時間拆模;防止雨水及施工用水浸泡地基。
215 腐蝕裂縫
保證混凝土的密實度,以阻止侵蝕介質和水、氧等的侵入;在構件表面加塗防護層。
施工項目質量問題的分析，是正確擬定質量事故處理方案的前提，是明確質量事故責任的依據。為此，要求對質量問題的分析力求全面、准確、客觀;對事故的性質、危害、原因、責任都不能遺漏。要有科學的論證和判斷;言之有理:論之有據，方能達到統一認識的目的。
施工項目質量問題的分析，是正確擬定質量事故處理方案的前提，是明確質量事故責任的依據。為此，要求對質量問題的分析力求全面、准確、客觀;對事故的性質、危害、原因、責任都不能遺漏。要有科學的論證和判斷;言之有理:論之有據，方能達到統一認識的目的。
一、牆體裂縫分析
(一)地基不均勻沉降引起牆體裂縫分析
房屋的全部荷載最終通過基礎傳給地基，而地基在荷載作用下，其應力是隨深度而擴散，深度大，擴散愈大，應力愈小;在同一深處，也總是中間最大，向兩端逐漸減小。也正是由於土壤這種應力的擴散作用，即使地基地層非常均勻，房屋地基應力分布仍然是不均勻的，從而使房屋地基產生不均勻沉降，即房屋中部沉降多，兩端沉降少，形成微向下凹的盆狀曲面的沉降分布。在地質較好、較均勻，且房屋的長高比不大的情況下，房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的，一般對房屋的安全使用不會產生多大的影響。但當房屋修建在淤泥土質或軟塑狀態的粘性土上時，由於土的強度低、壓縮性大，房屋的絕對沉降量和相對不均勻沉降量都可能比較大。如果房屋設計的長高比較大，整體剛度差，而對地基又末進行加固處理，那麼牆體就可能出現嚴重的裂縫。裂縫對稱的發生在縱牆的兩端，向沉降較大的方向傾斜，沿著門窗洞口約成45。呈正八字形，且房屋的上部裂縫小，下部裂縫大。這種裂縫，必然是地基附加應力作用使地基產生不均勻沉降而形成的。
當房屋地基土層分布不均勻，土質差別較大時，則往往在不同土層的交接處或同一土層厚薄不一處出現較明顯的不均勻沉降，造成牆體開裂，其裂縫上大下小，向土質較軟或土層較厚的方向傾斜。
在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下，當未留設沉降縫時，也容易在高低和較重的交接部位產生較大的不均勻沉降裂縫。此時，裂縫位於層數低的荷載輕的部分，並向上朝著層數高的荷載重的部分傾斜。
當房屋兩端土質壓縮性大，中部小時，沉降分布曲線將成凸形，此時，往往除了在縱牆兩端出現向外傾斜裂縫外，也常在縱牆頂部出現豎向裂縫。
在多層房屋中，當底層窗檯過寬時，也往往容易因荷載由窗間牆集中傳遞，使地基不均勻沉降，致使窗檯在地基反力作用下產生反向彎曲，引起窗檯中部的豎向裂縫。
此外，新建房屋的基礎若位於原有房屋基礎下，則要求新、舊基礎底面的高差H與凈距L的比值應小於0.5~1。否則，由於新建房屋的荷載作用使地基沉降而引起原有房屋、牆體裂縫。同理，在施工相鄰的高層和低層房屋時，亦應本著先高、重，後低、輕的原則組織施工;否則，若先施工了低層房屋後再施工高層房屋，則也會造成低層房屋牆體的開裂。
從以上分析可知，裂縫的分布與牆體的長高比有密切關系，長高比大的房屋因剛度差，抵抗變形能力差，故容易出現裂縫;因縱牆的長高比大於橫牆的長高比，所以大部分裂縫發生在縱牆上。裂縫的分布與地基沉降分布曲線密切有關，當沉降分布曲線為凹形時，裂縫較多的發生在房屋下部，裂縫寬度下大上小;當沉降分布曲線為凸形，裂縫較多的發生在房屋的上部，裂縫寬度上大下小。裂縫分布與牆體的受力特點密切有關，在門窗洞口處，平面轉折處、層高變化處，由於應力集中，往往也就容易出現裂縫;又因牆體是受剪切破壞，其主拉應力為45。所以裂縫也成45傾斜。
為了防止地基不均勻沉降引起牆體開裂，首先應處理好軟土地基和不均勻地基，但在擬定地基加固和處理方案時，又應將地基處理和上部結構處理結合起來考慮使其能共同工作;不能單純從地基處理出發，否則，不僅費用大;而效果亦差。在上部結構處理上有:改變建築物體型;簡化建築物平面;合理設沉降縫;加強房屋整體剛度 (如增加橫牆、增設圈樑、採用筏式基礎、箱形基礎等);採用輕型結構、柔性結構等。
(二)溫度應力引起牆體裂縫分析
一般材料均有熱脹冷縮性質，房屋結構由於周圍溫度變化引起熱脹冷縮變形，稱為溫度變形。如果結構不受任何約束，在溫度變化時能自由變形，那麼結構中就不會產生附加應力。如果結構受到約束而不能自由變形時，則將在結構中產生附加應力或稱溫度應力。由溫度應力引起結構的伸縮值。
由於鋼筋混凝土的線膨脹系數a=1.08X10/C，而普通磚砌體的線膨脹系數為0.5XlO/C，在相同溫差下，鋼筋混凝土結構的伸長值要比磚砌體大一倍左右。所以，在混合結構中，當溫度變化時，鋼筋混凝土屋蓋、樓蓋、圈樑等與磚牆伸縮不一，必然彼此相牽制而產生溫度應力，使房屋結構開裂破壞。
溫度應力引起牆體裂縫一般有以下幾種情況:
1.八字形裂縫
如圖4-6所示，當外界溫度上升時，外牆本身沿長度方向將有所伸長，但屋蓋部分(特別是直接暴露在大氣中的鋼筋混凝土屋蓋)的伸長值大得多。從屋蓋與牆體連接處切開來看，屋蓋伸長對牆體產生附加水平推力，使牆體受到屋蓋的推力而產生剪應力，剪應力和拉應力又引起主拉應力，當主拉應力過大時，將在牆體上產生八字形裂縫。由於剪應力的分布大體是中間為零，兩端最大，因此八字形裂縫多發生在牆體兩端，一般佔二、三個開間，且發生在頂層牆面上。
2.水平裂縫和包角裂縫
平屋頂房屋，有時在屋面板底部附近或頂層圈樑附近，出現沿外牆頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫，這是由於屋面伸長或縮短引起的向外或向內推拉力而產生的，包角裂縫實際上是水平裂縫的一種形式，是外橫牆和縱牆的水平裂縫連接起來形成的，在這種情況下，下面一般不會再出現八字形裂縫。有時，外縱牆的水平裂縫也會出現在頂層的窗檯水平處。
3，女兒牆根部和豎向裂縫
女兒牆根部由於受到屋面伸長或縮短引起的向外或向內的推、拉力，使女兒牆根部的砌體外西域女兒牆外傾現象，形成水平裂縫。有時，由於鋼筋混凝土屋面的收縮，也可能使女兒牆處於偏心受壓狀態，從而造成女兒牆上部沿豎向開裂。
此外，在樓梯間兩側或有錯層處的牆體將易產生局部的豎向裂縫，這是由於樓面收縮產生較大的拉力所致。
影響房屋伸縮出現裂縫的原因很多而且復雜，以上所述的僅是一些常見的情況。為了減少溫度應力的影響，可採取合理地設伸縮縫;避兔樓面錯層和伸縮縫錯位;加強屋面保溫、隔熱;用油氈夾滑石粉或鐵皮將屋面板和牆體隔離，並在女兒牆根部留一定空隙，使其能自由伸縮且有伸縮餘地;採用蓄水屋面域種植屋面;女兒牆設構造柱；加強結構的薄弱環節，提高其抗拉強度等技術措施。
二、懸挑結構坍塌分析
懸挑結構坍塌實例較多，一是整體傾覆坍塌;二是沿懸臂梁、板根部斷塌。其主要原因有:
1.穩定力矩小於傾覆力矩
懸挑結構是靠壓重或外加拉力來保持穩定，要求抗傾覆的安全因素不小於1.5，若穩定力矩小於傾覆力矩時，必然失穩，傾覆坍塌。如雨蓬、挑梁，當樑上壓重(砌磚的高度)不能滿足穩定要求時，就拆除支撐、模板，即會產生坍塌事故。
2.模板支撐方案不當
懸挑結構根部受力最大，當混凝土澆築後，尚未達到足夠強度時，模板支撐產生沉降，根部混凝土隨即開裂，拆模後將從根部產生斷裂坍塌;若懸挑結構為變截面時，施工時將模板做成等截面外形，而造成根部斷面減小，拆模後也會造成斷塌事故。
3.鋼筋錯位、變形
懸挑結構根部負彎矩最大，主筋應配在梁板的上部。若施工時將鋼筋放在下部，或被踩踏向下變形過大，或錨固長度不夠等原因，拆模後，均會導致根部斷塌。
4.施工超載
懸挑結構的固端彎矩與作用荷載成正比，如施工荷載超過設計荷載，當模板下沉時就在根部出現裂縫;尤其是當由根部向外澆築混凝土時，隨著荷載增加;模板變形，也極容易在根部產生裂縫，導致拆模後斷裂。
5.拆模過早
不少懸挑結構斷塌事故都是由於拆模過早，混凝土未達到足夠強度所造成。所以，規范規定，跨度小於2m的懸臂梁及板，混凝土拆模強度應大於等於70%;跨度大於2m的懸臂梁及板，混凝土的拆模強度為100%。
三、鋼筋混凝土柱吊裝斷裂事故分析
(一)事故概況
某工程項目C列柱為等截面柱，長l2m;斷面為40Omm*6OOmm;採用對稱配筋，每邊為4業16，構造筋為2業12;混凝土強度等級為C20，吊裝時已達100%強度;柱為平卧預制，一點起吊;吊點距柱頂2m;剛吊離地面時，在柱腳與吊點之間離柱腳4.8m左右產生裂縫，裂縫沿底面向兩側面延伸貫通，最大寬度達1.3mm，使柱產生斷裂現象。
(二)事故原因分析
此事故的主要原因是:柱平卧預制吊裝，吊點受力與使用受力不一 致;吊點選擇不合理，吊裝彎矩過大，其抗彎強度和抗裂度不能滿足要求所造成。現予以分析驗算如下:
1.吊點選擇不符合吊裝彎矩MDm，最小的原則
柱子吊裝彎矩的大小與吊點位置密切有大而遭受破壞，其吊點選擇的原則:必須力求吊裝彎距最小。為此，對等截面柱，當一點起吊時，應使|Mmx|=|一 MD|，即跨中最大正彎距語吊點處負彎距的絕對值相等。據此求得吊點位置距柱頂為0·293L(L為柱長)處。當L為12米時，吊點距柱頂應為 0.293X12=3.5m。原吊點離柱頂為2m，故不符合吊裝彎矩最小的原則，吊裝時必然使跨中最大彎矩的絕對值大於吊點處負彎矩的絕對值，所以裂縫發生在跨中最大正彎矩的截面處。
2.柱子吊裝中抗彎強度不夠
現就按吊裝彎矩最小進行驗算，柱子平卧預制一點起吊，其抗彎強度也不能滿足要求。驗算結果如下:
(1)計算荷載g
取鋼筋混凝土重力密度為25000N/m'，則自重為0.4X0.6X25000=6000N/m;動載系數為1.3~1.5，取1.5，則計算荷載q=1.5X6000=9000N/m。
(2)計算簡圖
按吊裝彎短最小的原則,吊點離柱頂為3·5m,吊裝時柱腳不離地，柱子剛吊離地面近似於一根懸臂的簡支梁。
3.柱子吊裝中抗裂度不夠
按施工驗收規范規定，鋼筋混凝土構件在吊裝中受拉區裂縫寬度不大於0.2~0.3mm，而裂縫寬度與鋼筋的受拉應力有關，鋼筋受拉應力愈大，則裂縫寬度愈大。所以，在柱子吊裝中常用鋼筋的拉應力來控制裂縫的寬度。只要鋼筋拉應力滿足下式要求，說明裂縫寬度在允許范圍內，能滿足抗裂度要求。說明抗裂度不能滿足要求。
(三)經驗教訓
從上述事故中，應吸取的經驗教訓如下:
(1)由於柱子吊裝受力與使用受力不一，故必須進行吊裝驗算。
(2)當吊裝受力與使用受力不一時，吊點選擇應符合吊裝彎矩最小的原則，以免吊裝彎矩過大而過受破壞。如在本例中，按吊裝彎矩最小的原則，確定吊點距柱頂為3·5m時，其跨中的正彎矩與吊點處的負彎矩的絕對值相等，均為55.125XlO。而按原吊點距柱頂為2m時，其跨中最大彎矩為103.68X1O。 N·mm，最大彎矩截面距柱腳為4.8m處。由此可見，原吊點跨中正彎矩要比按吊裝彎矩最小的原則確定吊點跨中正彎矩大1.88倍。該柱在離柱腳4.8m 處出現較大裂縫，產生斷裂現象，也證明了該截面處的吊裝彎矩最大。
(3)當吊裝受力與使用受力一致時，吊點的選擇應盡可能符合使用受力的要求，如簡支梁的兩吊點應靠近梁的兩端；懸臂梁的兩吊點應在梁的兩支座處。
(4)若經吊裝驗算，抗彎強度和抗裂度不能滿足時，首先考慮翻身起吊。如本例採用翻超身吊時，則抗彎強度和抗裂度均可滿足，若翻身起吊仍不能滿足時，則可增加吊點，改一點起吊為二點起吊，以減小吊裝彎矩，或採取臨時加圊措施。
此外，為了便於就位、對中，確保吊裝安全，構件綁扎時務使吊鉤中心線對准構件重心;水平構件吊裝兩點綁扎時，應分別用兩根吊繩;且對等截面構件，還要求兩吊點左右對稱，兩根吊繩長短一致;吊繩水平夾角應大於等於60。不得小於45。;嚴禁斜吊和起重機負荷行駛
鋼筋混凝土現澆板產生裂縫的原因有多種，但最主要的是混凝土中的拉應力超過了混凝土的抗拉強度。找出其產生的原因，就可以找到避免的辦法。
1.水泥干縮產生的裂縫，這種裂縫出現在板的表面，比較細小。水泥是水硬性材料，具有干縮性，在硬化初期如果水份不足則可能產生裂縫。避免的辦法是加強養護，進行復蓋和定時澆水。
2.溫差變化引起的裂縫，這種裂縫一般出現在溫差變化較大的環境及面積或長度較大的構件上。解決的辦法是在適當的部位留設伸縮縫。
3.應力集中引起的裂縫，這種裂縫一般出現在板的陰陽轉角處或支座處。是由於板面配筋不足或鋼筋間距過大造成的。避免的辦法是在板面增設鋼筋網或縮小鋼筋間距。
4.加荷過早產生的裂縫。是因為拆模過早，混凝土強度未達到設計要求而提前加荷，使構件過載而在板底出現裂縫。避免的辦法是嚴格掌握拆模時間，不能提前載入（即使未拆模時也不可在板面上堆載過多）。
5.此外還可能有其它原因，如混凝土硬化初期模板振動或移位；施工縫處理不好等都可能引起板出現裂縫。這些只要在施工中注意避免就可以了。
如果是鋼筋混凝土，那問題就嚴重了，請從設計開始查原因（這里不多說）。
如果是素混凝土，通常該裂縫屬於混凝土收縮過程中產生的裂縫。請看下面：
1、下部因為是鋼板，表面通常較光，使澆築在上面的混凝土在結合面上抓合力很小，無法抵抗混凝土在硬化過程中因溫度改變而產生的收縮變形的發展。
2、混凝土使用的水泥、配合比也是影響混凝土開裂的重要因素。通常水化熱大、塌落度越大，也就越容易造成開裂。
3、與設計的澆築版面尺寸有關，如果平面尺寸長細比過大，也容易因為長方向、短方向收縮應力差別過大造成開裂。
4、建築沉降、建築結構發生的變形也應從設計計算中予以復核。
5、在上述主要原因基礎上，基層表面是否清潔無油污、混凝土壓實抹平的次數、混凝土養護等常規施工工藝也是引起產生裂縫的施工工藝問題。
關於如何預防：
1、對於鋼板表面通常較光的原因，可以選用或對鋼板進行處理使鋼板表面盡量粗糙，同時在混凝土中增加鋼筋網或者高強鋼絲網，也可以在混凝土中增加剁碎的高強纖維，用以抵抗收縮變形。
2、選用低水化熱的水泥，干硬性混凝土澆築，混凝土硬化過程中，做好溫度控制，增加表面溫度（如覆蓋、熱照），縮小混凝土內外溫差，同時表面收光至少進行三遍，每遍時間隔1~2小時，從而避免表面微裂紋，減少混凝土自身收縮的變形量。
3、對長、寬比大的混凝土板，可以根據版面事先預留分格縫，打斷收縮應力，避免應力集中而開裂。
4、建築沉降、變形需要設計提供參數，復核。
5、其它施工工藝問題就不在多述了，常規施工規范中都有。
關於如何處理：
1、返工。
2、對通長裂紋進行環氧樹脂灌縫處理。
3、重新補充分格縫。
2. 焊接裂紋產生原因及防治措施
背景
焊接裂紋就其本質來分,可分為熱裂紋、再熱裂紋、冷裂紋、層狀撕裂等。下面僅就各種裂紋的成因、特點和防治辦法進行具體的闡述。
1.熱裂紋
在焊接時高溫下產生的,故稱熱裂紋,它的特徵是沿原奧氏體晶界開裂。
根據所焊金屬的材料不同(低合金高強鋼、不銹鋼、鑄鐵、鋁合金和某些特種金屬等),產生熱裂紋的形態、溫度區間和主要原因也各不相同。
目前,把熱裂紋分為結晶裂紋、液化裂紋和多邊裂紋等三大類。
1)結晶裂紋主要產生在含雜質較多的碳鋼、低合金鋼焊縫中(含S,P,C,Si縫偏高)和單相奧氏體鋼、鎳基合金以及某些鋁合金焊縫中。
這種裂紋是在焊縫結晶過程中,在固相線附近,由於凝固金屬的收縮,殘余液體金屬不足,不能及時添充,在應力作用下發生沿晶開裂。
防治措施:在冶金因素方面,適當調整焊縫金屬成分,縮短脆性溫度區的范圍控制焊縫中硫、磷、碳等有害雜質的含量;細化焊縫金屬一次晶粒,即適當加入Mo、V、Ti、Nb等元素;在工藝方面,可以通過焊前預熱、控制線能量、減小接頭拘束度等方面來防治。
2)近縫區液化裂紋是一種沿奧氏體晶界開裂的微裂紋,它的尺寸很小,發生於HAZ近縫區或層間。
它的成因一般是由於焊接時近縫區金屬或焊縫層間金屬,在高溫下使這些區域的奧氏體晶界上的低熔共晶組成物被重新熔化,在拉應力的作用下沿奧氏體晶間開裂而形成液化裂紋。
這一種裂紋的防治措施與結晶裂紋基本上是一致的。
特別是在冶金方面,盡可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶組成元素的含量是十分有效的;在工藝方面,可以減小線能量,減小熔池熔合線的凹度。
3)多邊化裂紋是在形成多邊化的過程中,由於高溫時的塑性很低造成的。
這種裂紋並不常見,其防治措施可以向焊縫中加入提高多邊化激化能的元素如Mo、W、Ti等。
2、再熱裂紋
通常發生於某些含有沉澱強化元素的鋼種和高溫合金(包括低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、沉澱強化高溫合金,以及某些奧氏體不銹鋼),他們焊後並未發現裂紋,而是在熱處理過程中產生了裂紋。
再熱裂紋產生在焊接熱影響區的過熱粗晶部位,其走向是沿熔合線的奧氏體粗晶晶界擴展。
防治再熱裂紋從選材方面,可以選用細晶粒鋼。
在工藝方面,選用較小的線能量,選用較高的預熱溫度並配合以後熱措施,選用低匹配的焊接材料,避免應力集中。
3、冷裂紋
主要發生在高、中碳鋼、低、中合金鋼的焊接熱影響區,但有些金屬,如某些超高強鋼、鈦及鈦合金等有時冷裂紋也發生在焊縫中。
一般情況下,鋼種的淬硬傾向、焊接接頭含氫量及分布,以及接頭所承受的拘束應力狀態是高強鋼焊接時產生冷裂紋的三大主要因素。焊後形成的馬氏體組織在氫元素的作用下,配合以拉應力,便形成了冷裂紋。
它的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂紋一般分為焊趾裂紋、焊道下裂紋、根部裂紋。
防治冷裂紋可以從工件的化學成分、焊接材料的選擇和工藝措施三方面入手。
應盡量選用碳當量較低的材料;焊材應選用低氫焊條,焊縫應用低強度匹配,對於高冷裂傾向的材料也可選用奧氏體焊材;合理控制線能量、預熱和後熱處理是防治冷裂的工藝措施。
在焊接生產中由於採用的鋼種、焊接材料不同,結構的類型、鋼度,以及施工的具體條件不同,可能出現各種形態的冷裂紋。
然而在生產上經常遇到的主要是延遲裂紋。
延遲裂紋有以下三種形式:
1)焊趾裂紋——這種裂紋起源於母材與焊縫交界處,並有明顯應力集中部位。裂紋的走向經常與焊道平行,一般由焊趾表面開始向母材的深處擴展。
2)焊道下裂紋——這種裂紋經常發生在淬硬傾向較大、含氫量較高的焊接熱影響區。一般情況下裂紋走向與熔合線平行。
3)根部裂紋——這種裂紋是延遲裂紋中比較常見的一種形態,主要發生在含氫量較高、預熱溫度不足的情況下。這種裂紋與焊趾裂紋相似,起源於焊縫根部應力集中最大的部位。根部裂紋可能出現在熱影響區的粗晶段,也可能出現在焊縫金屬中。
鋼種的淬硬傾向、焊接接頭含氫量及其分布,以及接頭所承受的拘束應力狀態是高強鋼焊接時產生冷裂紋的三大主要因素。這三個因素在一定條件下是相互聯系和相互促進的。
鋼種的淬硬傾向主要決定於化學成分、板厚、焊接工藝和冷卻條件等。焊接時,鋼種的淬硬傾向越大,越易產生裂紋。為什麼鋼淬硬之後會引起開裂呢?可歸納為以下兩方面。
a:形成脆硬的馬氏體組織——馬氏體是碳在ɑ鐵中的過飽和固溶體,碳原子以間隙原子存在於晶格之中,使鐵原子偏離平衡位置,晶格發生較大的畸變,致使組織處於硬化狀態。
特別是在焊接條件下,近縫區的加熱溫度很高,使奧氏體晶粒發生嚴重長大,當快速冷卻時,粗大的奧氏體將轉變為粗大的馬氏體。
從金屬的強度理論可以知道,馬氏體是一種脆硬的組織,發生斷裂時將消耗較低的能量,因此,焊接接頭有馬氏體存在時,裂紋易於形成和擴展。
b:淬硬會形成更多的晶格缺陷——金屬在熱力不平衡的條件下會形成大量的晶格缺陷。這些晶格缺陷主要是空位和位錯。
隨焊接熱影響區的熱應變數增加,在應力和熱力不平衡的條件下,空位和位錯都會發生移動和聚集,當它們的濃度達到一定的臨界值後,就會形成裂紋源。
在應力的繼續作用下,就會不斷地發生擴展而形成宏觀的裂紋。
氫是引起高強鋼焊接冷裂紋重要因素之一,並且有延遲的特徵,因此,在許多文獻上把氫引起的延遲裂紋稱為「氫致裂紋」。
試驗研究證明,高強鋼焊接接頭的含氫量越高,則裂紋的敏感性越大,當局部地區的含氫量達到某一臨界值時,便開始出現裂紋,此值稱為產生裂紋的臨界含氫量
cr。
各種鋼產生冷裂的
cr值是不同的,它與鋼的化學成分、鋼度、預熱溫度,以及冷卻條件等有關。
1:焊接時,焊接材料中的水分、焊件坡口處的鐵銹、油污,以及環境濕度等都是焊縫中富氫的原因。
一般情況下母材和焊絲中的氫量很少,而焊條葯皮的水分和空氣中的濕氣卻不能忽視,成為增氫的主要來源。
2:氫在不同金屬組織中的溶解和擴散能力是不同的,氫在奧氏體中的溶解度遠比鐵素體中的溶解度大。
因此,在焊接時由奧氏體向鐵素體轉變時,氫的溶解度發生突然下降。
與此同時,氫的擴散速度恰好相反,由奧氏體向鐵素體轉變時突然增大。
焊接時在高溫作用下,將有大量的氫溶解在熔池中,在隨後的冷卻和凝固過程中,由於溶解度的急劇降低,氫極力逸出,但因冷卻很快,使氫來不及逸出而保留在焊縫金屬中形成擴散氫。
4、層狀撕裂
一種內部的低溫開裂。僅限於厚板的母材金屬或焊縫熱影響區,多發生於「L」、「T」、「+」型接頭中。
其定義為軋制的厚鋼板沿厚度方向塑性不足以承受該方向上的焊接收縮應變而發生於母材的一種階梯狀冷裂紋。
一般是由於厚鋼板在軋制過程中,把鋼內的一些非金屬夾雜物軋成平行於軋制方向的帶狀夾雜物,這些夾雜物引起了鋼板在力學性能上的各向導性。
防治層狀撕裂在選材上可以選用精練鋼,即選用z向性能高的鋼板,也可以改善接頭設計形式,避免單側焊縫、或在承受z向應力的一側開出坡口。
層狀撕裂與冷裂不同,它的產生與鋼種強度級別無關,主要與鋼中的夾雜量和分布形態有關。
一般軋制的厚鋼板,如低碳鋼、低合金高強鋼,甚至鋁合金的板材中也會出現層狀撕裂。根據層狀撕裂產生的位置大體可以分為三類:
第一類是在焊接熱影響區焊趾或焊根冷裂紋誘發而形成的層狀撕裂。
第二類是焊接熱影響區沿夾雜開裂,是工程上最常見的層狀撕裂。
第三類遠離熱影響區母材中沿夾雜開裂,一般多出現在有較多MnS的片狀夾雜的厚板結構中。
層狀撕裂的形態與夾雜的種類、形狀、分布,以及所處的位置有密切關系。
當沿軋制方向上以片狀的MnS夾雜為主時,層狀撕裂具有清晰的階梯狀,當以硅酸鹽夾雜為主時呈直線狀,如以Al 夾雜為主時呈不規則的階梯狀。
厚板結構焊接時,特別是T型和角接接頭,在剛性拘束的條件下,焊縫收縮時會在母材厚度方向產生很大的拉伸應力和應變,當應變超過母材金屬的塑性變形能力時,夾雜物與金屬基體之間就會發生分離而產生微裂,在應力的繼續作用下裂紋尖端沿著夾雜所在平面進行擴展,就形成了所謂「平台」。
影響層狀撕裂的因素很多,主要有以下幾方面:
1:非金屬夾雜物的種類、數量和分布形態是產生層狀撕裂的本質原因,它是造成鋼的各向異性、機械性能差異的根本所在。
2:Z向拘束應力 厚壁焊接結構在焊接過程中承受不同的Z向拘束應力、焊後的殘余應力及載荷,它們是造成層狀撕裂的力學條件。
3:氫的影響 一般認為,在熱影響區附近,由冷裂誘發成為層狀撕裂,氫是一個重要的影響因素。
由於層狀撕裂的影響很大,危害也甚為嚴重,因此需要在施工之前,對鋼材層狀撕裂的敏感性作出判斷。
常用的評定方法有Z向拉伸斷面收縮率和插銷Z向臨界應力法。為防止層狀撕裂,斷面收縮率 應不小於15%,一般希望 =15~20%為宜,當25%時,認為抗層狀撕裂優異。
防止層狀撕裂應主要從以下方面採取措施:
第一,精練鋼 廣泛採用鐵水先期脫硫的辦法,並用真空脫氣,可以冶煉出含硫只有0.003~0.005%的超低硫鋼,它的斷面收縮率(Z向)可達23~25%。
第二,控制硫化物夾雜的形態 是把MnS變成其他元素的硫化物,使在熱軋時難以伸長,從而減輕各向異性。目前廣泛使用的添加元素是鈣和稀土元素。經過上述處理的鋼,可製造出Z向斷面收縮率達50~70%的抗層狀撕裂鋼板。
第三,從防止層狀撕裂的角度出發,在設計和施工工藝上主要是避免Z向應力和應力集中,具體措施按下例參考:
1)應盡量避免單側焊縫,改用雙側焊縫可緩和焊縫根部區的應力狀態,為防止應力集中。
2)採用焊接量少的對稱角焊縫代替焊接量大的全焊透焊縫,以免產生過大的應力。
3)應在承受Z向應力的一側開坡口。
4)對於T型接頭,可在橫板上預先堆焊一層低強的焊接材料,以防止焊根裂紋,同時亦可緩和焊接應變。
5)為防止由冷裂引起的層狀撕裂,應盡量採用一些防止冷裂的措施,如減少氫量、適當提高預熱、控制層間溫度等。
3. 鋼板加溫六百度能消除裂紋嗎
不能。鋼板的裂痕是不能通過單純的加溫來消除的，必須經過專業的 技術來做。溫度也遠遠高於600
4. 65號鋼板在焊接時容易產生裂紋，如何焊接最好，謝謝
65號鋼含碳量高，熱影響區易淬硬，母材的碳溶入焊縫，焊縫含碳量也提高，回也易淬硬，答故容易產生裂紋，尤其在厚板或拘束度高的焊接接頭。可以採取下列幾種措施以減少裂紋產生幾率：
1、採用鹼性低強度焊條如J427，含氫量低韌性好，防止焊縫開裂，對薄板效果顯著。
2、焊前預熱320℃，保溫後熱250℃，使熱影響區組織得到回火，提高韌性，消除擴散氫，減少熱影響區開裂。
3、採用奧氏體不銹鋼焊條A402，形成韌性好的異質焊縫，薄板厚板均有效。也可以用鎳基焊條。
4、降低焊接熱輸入量，減少熱影響區；如採用鎢極氬弧焊效果則佳，焊條換成對應的焊絲。
5、採用拘束度小的焊接坡口。
5. Q235-A槽鋼與預埋鋼板焊接出現裂紋，求原因
有關系，也可以說沒關系。造成裂紋因素很多，各方面注意才行！
如果你預版埋鋼板只是6mm厚的權Q235或Q345之類的鋼板，可能原因最大的就是你的槽鋼和預埋鋼板拘束度太大了，焊接後焊接應力把焊縫給拉裂了。所以改進措施可以建議1.減少焊接處拘束度，不行的話也可以加工裝固定。防止焊縫被拉裂。2.可以把焊接處的焊縫預熱到80-100℃，然後進行焊接。焊後緩冷，效果會好一些！3.如果可以最好用E4315（J427）或E5015（J507）焊條進行焊接，焊縫抗裂性好很多。