焊接技术——T型接头母材开裂防范措施

T型接头母材撕裂防范措施

T型焊接接头在结构件中被广泛采用，而这也是出现母材层状撕裂风险最大的一种接头形式。随着高强钢、超高强钢板的大量使用，因钢板刚性增加、淬硬倾向增大，T型接头层状撕裂这种危害极大的缺陷发生的概率被进一步扩大。图（1）是典型的T型接头层状撕裂示意图。

图（1）T型接头主梁中心撕裂

T型结构的主梁顶端厚度方向中心位置撕裂，其深度可略大于侧板厚度。这种撕裂往往直接造成工件报废，几乎没有修复的可能。因此在实施T性接头焊接之前，积极采取防范措施防止这种撕裂至关重要。

T型接头主梁中心撕裂的机理：两侧焊缝共同产生的热应力作用超过了母材Z向承受极限。基于这个机理，防范措施的制定应从两个方面进行考虑，一方面强化母材Z向性能，另一方面设法降低母材承受的侧向焊接热应力。

措施一：强化母材Z向性能

（1）采购使用Z向钢；（2）对钢的有害残余元素尤其是S含量、夹杂物水平提出严格的控制要求；（3）在满足结构强度要求的前提下，使用Ceq尽可能低的钢。

措施一，理论上是可以从根本上解决层状撕裂的措施。只要材料在焊接时Z向性能足以抵抗焊接侧向应力，就可以不发生层状撕裂。然而现实情况是，目前的连铸技术无法消除偏析，偏析线在焊接时硬化脆化倾向较其他区域更为明显，钢板厚度方向上必然存在性能瓶颈。为安全起见，建议不要对任何钢板的Z向抗层状撕裂能力抱以过高的期望，而应当在接头设计时和施焊过程中，积极采取“可降低侧向焊接应力”的措施，见“措施二”。

措施二：降低母材承受的侧向焊接热应力

（1）根据施焊条件，接头采用合理的坡口；（2）合理限制焊接热输入量和焊接速度；（3）提高焊前预热温度；（4）焊后消氢处理。