钢结构建筑中H型钢的应用doc

钢结构建筑中H型钢的应用摘要钢结构作为现代建筑的主要形式，有着许多得天独厚的优点：重量轻，便于运输；钢结构制造、安装机械化程度高；钢结构安装施工简便；钢结构在平面布局上的灵活性材质均匀，在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的，实际受力情况与建筑力学计算的结果比较符合。H型钢主要用于工程，厂房设备，机械设备，桥梁，高速公路，民房等;机械性能和物理性能好，牢固，节约能源和环保的效果。H型钢是一种经济型断面钢材，广泛用于工业、建筑、桥梁、石油钻井平台等方面，据预测2005年我国H型钢需求量约250万吨，2010年需求量500万吨，但目前我国H型钢年生产能力为120万吨，市场需求量非常巨大。目录前 言第一章 钢结构发展现状及趋势分析 1.1钢结构综述 1.1.1概述 1.1.2国内外钢结构市场现状 1.2本文的研究意义第2章 H型钢在钢结构中的分析 2.1.1H型钢与工字钢区别2.1.2H型钢的结构特点 2.1.3H型钢的结构应用第三章H型钢制作施工工艺标准 3.1.1工艺流程 3.1.1H型钢的操作工艺 3.1.2焊接方法 3.1.3焊接特点 3.1.4H型钢梁的允许偏差 3.2.1H型钢焊接所需要的质量及工艺要求第四章焊接缺陷的成因及其防止方法 4.1.2 焊接缺陷 4.1.3 装配间隙对焊接质量的影响 4.1.4 焊接产生气孔的原因分析 4.2 钢结构焊接的保护措施 4.3 钢结构的焊接检验标准 4.4 提高焊接质量的相应措施结 论谢 辞参考文献前 言 H型钢由于截面经济公道、性能优越、加工制作和施工安装工艺简单、方便、快捷，成为建筑钢结构体系中重要的材料组成部分，从而被广泛应用于国民经济建设的各个领域，产业厂房，特别是重产业厂房中的承重框架梁、柱构件，如上海晶元芯片工厂两个月就用了几千吨；化工行业的大量管廊和罐体、塔体设备支架，冶金行业炼钢平台、高炉框架、厂房、轨道等，电厂的煤仓、汽机岛、输送长廊等等。陆地和海洋石油钻井平台、车辆、仓储式大型超市、桥梁隧道等大型施工。仅深圳西部电厂基础打桩414*405就用了5000多吨。地下工程的钢桩及支护结构，SMW坑基施工法就使上海F1赛车场、上海南站地下700*300、488*300用了1万多吨，钱塘江大桥施工辅桥、西湖隧道的坑道支护；厦门、湖南会展中心等等都看到了H型钢的身影。钢结构建筑形式的多元化、多样化，促进了钢结构形式多种多样。有普通钢结构、薄壁轻钢结构、高层民用建筑钢结构、门式钢架轻型房屋钢结构、网架结构、压型钢板结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接、钢与混凝土结合楼盖、钢管混凝土结构及钢骨（型钢）混凝土结构等等。如：轻钢结构，目前在国际上，特别是在我国，是被重点推荐的一种结构形式。它具有重量轻、经济性好等特点，目前在各种屋盖结构及单层房屋中得到广泛应用。在中、小跨度的屋盖中，轻型钢及轻型钢管拱型结构（平面曲线材架）也是较多采用的形式之一。网壳结构在大跨度空间结构的建造中越来越多，网壳结构在地震作用下的动力性能与设计也得到了普遍关注。网壳结构形式较多，有空间网格结构、单桩层面网壳结构、单层球面网壳结构、索承网壳结构等。钢管结构因其形式多样，结构灵活多变，可与其他钢结构相互关连，更是城镇建设中大型建筑常见的结构形式。目前一些造型优美的运动场馆如“鸟巢”、机场候机楼和会展中心应用钢结构等都采用了这些形式。轻钢结构住宅也是近10年来发展最快的领域，在美国采用轻型钢结构占非住宅建筑投资的50%以上。这些结构产业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计职员熟悉。轻钢住宅的研究开发已在各地试点，是轻钢发展的一个重要方向，目前已经有多种低层、多层和高层的设计方案和实例。 钢结构住宅通用体系用于民用住宅，具有独特的上风，与其它住宅通用体系相比，其主要特点是： 1、自重轻，可减轻建筑物的重量约30%，有利于建设高层，特别是在地质承载力低的地方和地震烈度较高的地方，其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。 2、布置灵活，开间大，房型丰富，约可进步建筑面积3%5%。具有充分的灵活性、可改性和安全性，有利于满足现代人的居住需要，适应现代住宅的市场需求。 3、可以工厂化生产，更易实现产业化、定型化、批量化生产，进步劳动生产率。 4、 施工周期大大缩短。据研究，钢结构建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可缩短一半，减少作业量，且其节能指标可达50%，属环保型绿色建筑体系。 第1章 钢结构发展现状及趋势分析1.1钢结构综述钢结构是近十年来发展最快的领域，在我国采用轻型钢结构占非住宅建筑投资的50%以上。这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员认识。轻钢住宅的研究开发已在各地试点，是轻钢发展的一个重要方向，目前已经有多种的低层、多层和高层的设计方案和实例。因其可做到大跨度、大空间，分隔使用灵活，而且施工速度快、抗震有利的特点，必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击我国30多年的改革开放和经济发展，已经为钢结构体系的应用创造极为有利的发展环境。1.1.1概述自1996年开始我国钢的总产值就已超过1亿吨，居世界首位。而且随着钢材产量和质量持续提高，其价格正逐步下降，钢结构的造价也相应有较大幅度的降低。与之相应的是，钢结构配套的新型建材也得到了迅速发展。在普通钢结构、薄壁轻钢结构、高层民用建筑钢结构、门式刚架轻型房屋钢结构、网架结构、压型钢板结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接、钢与混凝土组合楼盖、钢管混凝土结构及钢骨(型钢)混凝土结构等方面的设计、施工、验收规范及行业标准已发行20余本。为钢结构体系的应用奠定了必要的技术基础。我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业和公共建筑钢结构向住宅发展。 1.1.2国内外钢结构市场现状近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。我国钢结构住宅起步很晚，大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。这说明了钢结构住宅的发展势头良好。钢结构为绿色环保产品：与传统的混凝土结构相比较，具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点。适合于活荷载占总荷载比例较小的结构，更适合与大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。也符合环境保护与节约、集约利用资源的国策，其综合经济效益越来越为各方投资者所认同，客观上将促使设计者和开发商们选择钢结构。我国推广节能建筑，2010年底所有城市禁用实心粘土砖。可以预见，建筑用钢消费量较大的钢结构住宅由此将有较大的发展空间。同时我国第一个钢结构住宅系统已通过专家验证。这套系统能为开发商和购房者提供数百套房型、板材和装潢大餐，这意味着，将来用户可以看单点菜了。用户能通过系统提供的菜单选择适合自己的房屋外型、房型、围护板材、设备、管线和装饰装潢的不同组合。钢结构是环保住宅，钢结构符合可持续发展概念”21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下，钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。1.2本文的研究意义展望未来，随着经济建设的蓬勃发展和交流的进一步扩大，要建造更多的高层建筑、桥梁和大型公共场所、新型的智能化小区等建筑物的需求十分旺盛。这将为钢结构的发展提供更多的机会，现在我国钢结构研究已进入一个新阶段，有关规范和标准已出台，国内钢产量充足，为钢结构住宅的发展提供了较好的物质和技术基础。相信我国钢结构住宅的发展前景是美好的。钢结构产业兴旺发展的新局面就在眼前。第2章 H型钢在钢结构中的分析2.1.1H型钢与工字钢区别 工字钢是一种“工“字型截面型钢，上下翼缘齐头。工字钢的翼缘内表面有着倾斜度（16），使得翼缘外薄而内厚，这样就造成工字钢在二个主平面内的截面特性相差巨大，在应用中难以发挥钢材的强度特性。工字钢已经逐渐被H型钢所淘汰。H型钢是当今钢结构建筑中应用广泛的型材，它与工字钢相比有着很多的区别。首先是翼缘宽，其次翼缘内表面没有斜度，上下表面平行。H型钢的截面特性要明显优于传统的工字钢。目前我国已经能够生产70余种规格的H型钢。根据国家标准GBT112631998热轧H型钢和剖分T型钢的规定，H型钢分为宽缘翼H型钢（代号HW），中翼缘H型钢（代号HM），窄翼缘H型钢（代号HN），同样T型钢也分为TW、TM和TN三类。H型钢的标记方式采用高度宽度腹板厚度翼缘厚度（HBt1t2）。工字型钢主要不论是普通型还是轻型的，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主袖的惯性矩相差较大。因此，一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成结构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用，这就使其在应用范围上有着很大的局限性。 H型钢属于高效经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等)，由于截面形状合理，它们能使钢材更高地发挥效能，提高承裁能力。不同于普通工字型的是H型钢的翼绣进行了加宽，且内、外表面通常是平行的，这样可便于用高强度螺桂和其他构件连接。其尺寸构成合理系列，型号齐全，便于设计选用。2.1.2H型钢的结构特点 H型钢由于截面经济公道、性能优越、加工制作和施工安装工艺简单、方便、快捷，成为建筑钢结构体系中重要的材料组成部分，从而被广泛应用于国民经济建设的各个领域，产业厂房，特别是重产业厂房中的承重框架梁、柱构件，如上海晶元芯片工厂两个月就用了几千吨；化工行业的大量管廊和罐体、塔体设备支架，冶金行业炼钢平台、高炉框架、厂房、轨道等，电厂的煤仓、汽机岛、输送长廊等等。陆地和海洋石油钻井平台、车辆、仓储式大型超市、桥梁隧道等大型施工。仅深圳西部电厂基础打桩414*405就用了5000多吨。地下工程的钢桩及支护结构，SMW坑基施工法就使上海F1赛车场、上海南站地下700*300、488*300用了1万多吨，钱塘江大桥施工辅桥、西湖隧道的坑道支护；厦门、湖南会展中心等等都看到了H型钢的身影。2.1.3H型钢的结构应用钢结构建筑形式的多元化、多样化，促进了钢结构形式多种多样。有普通钢结构、薄壁轻钢结构、高层民用建筑钢结构、门式钢架轻型房屋钢结构、网架结构、压型钢板结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接、钢与混凝土结合楼盖、钢管混凝土结构及钢骨（型钢）混凝土结构等等。如：轻钢结构，目前在国际上，特别是在我国，是被重点推荐的一种结构形式。它具有重量轻、经济性好等特点，目前在各种屋盖结构及单层房屋中得到广泛应用。在中、小跨度的屋盖中，轻型钢及轻型钢管拱型结构（平面曲线材架）也是较多采用的形式之一。网壳结构在大跨度空间结构的建造中越来越多，网壳结构在地震作用下的动力性能与设计也得到了普遍关注。网壳结构形式较多，有空间网格结构、单桩层面网壳结构、单层球面网壳结构、索承网壳结构等。钢管结构因其形式多样，结构灵活多变，可与其他钢结构相互关连，更是城镇建设中大型建筑常见的结构形式。目前一些造型优美的运动场馆如“鸟巢”、机场候机楼和会展中心应用钢结构等都采用了这些形式。第3章 H型钢制作施工工艺标准3.1.1焊接H型钢施工工艺（1）工艺流程下料拼装焊接矫正二次下料制孔装焊其它零件校正打磨打沙油漆搬运储存运输售后服务。3.1.2 操作工艺1、零件下料（1）零件下料采用数控火焰切割机及数控直条切割机进行切割加工，切割质量应符合下表要求：项 目允许偏差备 注零件宽度，长度2.0切割面平面度0.05T，且不大于1.5T为板厚割纹深度0.2局部缺口深度1.0与板面垂直度不大于0.025T条料侧弯不大于3mm（2）对H型钢的翼板、腹板采用直条切割机两面同时垂直下料，对不规则件采用数控切割机进行下料。（3）对H型钢的翼板、腹板的长度加放50mm余量，宽度不放余量；在深化的下料图中，其尺寸系按净尺寸标注，但应在图纸中说明，“本图中尺寸不含任何余量”，准备车间下料时应按工艺要求加放余量。（4）当H型钢主体因钢板长度不够而需拼接时，其翼板对接长度应不小于翼板板宽的2倍，腹板的最小长度应在600mm及以上，同一零件中接头的数量不超过2个；同时，在进行套料时必须保证腹板与翼板的对接焊缝错开距离满足200mm以上。（5）H型钢附件（如H型钢牛腿）应由生产部进行长度套料，并由H型钢流水线进行组焊、下料及钻孔等加工工序，如下图所示；当H型钢梁两端与牛腿连接时,宜将梁与牛腿组焊成一根H型钢,再将两端牛腿整体下料、钻孔、可避免梁与牛腿出现高度差。（6）下料完成后，施工人员应按材质进行色标移植，同时对下料后的零件标注工程名称、钢板规格、零件编号，并归类存放。2、H型钢的组装、钻孔及锁口（1）施工前期准备工作 核对各待组装零部件的零件号，检验零件规格是否符合图纸及切割标准要求，发现问题及时反馈； 检查焊接或装配设备等的完好性，发现问题及时上报返修； 根据H型钢的截面尺寸，可采用H型钢流水线及人工胎架法，当采用人工胎架法时，根据腹板与水平面的位置关系，将胎架分为水平组装胎架和竖直组装胎架，胎架示意图如下所示：H型钢竖直组装胎架图 检查零件的外观切割质量，对零件外观质量不符合要求处进行修补或用磨光机进行打磨； 根据H型钢的板厚、坡口要求制备引弧板及引出板，引弧板及引出板的坡口形式应与H型钢的坡口形式相同，引弧及引出长度应不小于60mm，其材质应与母材相同； 当H型钢的腹板需要开坡口时，应采用半自动火焰切割机进行，其主体坡口形式应符合图纸要求； 坡口加工完后，必须对坡口面及附近50mm范围内进行修磨，清除割渣及氧化皮等杂物，同时，对全熔透焊和部分熔透焊的坡口，在其过渡处应修磨出过渡段，使其平滑衔接，过渡按1：2的比例。（2） H型钢组装的施工工艺流程如下图所示：（3） H型钢的组装： H型钢的组装可采用H型钢流水线组装机或人工胎架进行组装，定位焊采用气保焊，定位焊缝尺寸和间距见本规程的4.5节。 其中，起始焊点距离端头距离为30mm，当零件长度较短，其长度在200mm以下时，定位焊点分为两点，分布位置分别为距离端头20mm。定位焊示意图如下图所示： H型钢在进行组装定位焊时，母材上不允许有电弧擦伤，定位焊咬边应在1mm以内； H型钢翼板与腹板对接焊缝应错开200mm以上，以避免焊缝交叉和焊缝缺陷应力集中； H型钢翼板与腹板之间的组装间隙1mm。 3、 H型钢的焊接（1） H型钢在焊接前，应在H型钢的两端头设置“T”形引弧板及引出板，引弧板及引出板长度应大于或等于150mm，宽度应大于或等于100mm，焊缝引出长度应大于或等于60mm。引弧板及引出板应用气割切除，严禁锤击去除。（2） H型钢的焊接采用门型埋弧焊机及小车式埋弧焊机两种方式进行。焊接顺序如下图所示：（3） H型钢船型位置角焊缝自动埋弧焊的焊接参数可按下表选取：板厚间隙电源极性焊丝直径（mm）电 流（A）电 压（v）速 度（m/h）伸出长度（mm）61反4mm500-55030-32232525-3081反4mm550-60030-32222425-30101反4mm550-60030-32222430-35121反4mm600-65032-34212330-35141反4mm650-70032-34202330-35（4） H型钢流水线埋弧焊不清根全熔透焊接技术（限于流水线采用）： 焊缝要求及形式：根据H型钢的腹板板厚，其焊缝形式如下图所示： 坡口加工：坡口的加工采用半自动火焰切割机进行，切割后的坡口表面宽度应一致并应进行割渣及氧化物清理； H型钢组装可由H型钢组立机进行，定位焊采用气保焊，1.2mm焊丝； 埋弧自动焊丝的选择应与钢材材质相匹配，当钢板材质为Q235时，选用4.0mm的H08A焊丝配合HJ431焊剂；当钢板材质为Q345时，选用4.0mm的H10Mn2焊丝配合SJ101焊剂； 焊接胎架：将H型钢放置在胎架上后，其斜置角度应按下图所示。（5） 焊接规范：采用门型埋弧焊机进行焊接，正式焊接前应清除焊接区的油污、铁锈及其它污物。 根据工艺试验的结果可采用埋弧焊直接焊接反面不清根工艺措施。 当采用单面坡口形式时，方法之一是：正、反面均用埋弧焊焊接，在坡口面，埋弧焊打底一道，盖面一道；在非坡口面，埋弧焊角焊缝一道。焊接时，注意焊丝对准坡口中心略偏腹板。方法之二是：在坡口面，先利用气保焊打底，打底厚度根据钝边大小而定，打底后，其钝边总厚度以5mm为宜，翻身后对非坡口面进行埋弧焊焊接，为角焊缝一道，再翻身焊接坡口面一侧，进行中间层及盖面的焊接； 焊接规范：I=800-820A，U=33-35V，V=500-550mm/min； 埋弧焊焊接完后，应认真清理焊缝区的熔渣和飞溅物，冷却后，割去引出板及引弧板，并修磨平整。4、 H型钢的矫正：（1） 当翼板厚度在28mm及以下时，可采用H型钢翼缘矫正机进行矫正。（2） 当翼板厚度在28mm以上时，采用合理焊接工艺顺序辅以手工火焰矫正。矫正后的表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不得大于0.5mm。5、 H型钢的两端余量切割，应先划线定位，有条件时应采用锯切，目前可采用半自动切割，切割完应修磨平整。6、 H型钢的锁口，先进行划线，采用手工切割，再磨光顺。7、 当翼缘板需开内坡口时，为防止割伤腹板，应先将腹板上的过焊孔（锁口）先行切割，再切割翼板上的坡口，修磨过焊孔、坡口及过焊孔余渣等。如下图：附： H型钢组装尺寸过程控制允许偏差（mm）项 目允许偏差图 例测量工具T型连接的间隙t161.0塞尺t161.5焊接组装构件端部偏差3.0钢尺截面高度hh20001.0（考虑焊接收缩量后）钢尺h20002.0（考虑焊接收缩量后）截面宽度b2.0腹板中心偏移e接合部位1.5其它部位2.0翼缘板垂直度b/100且不应大于2.0直角尺腹板局部平面度t20003.0截面宽度b2.0腹板中心偏移e接合部位1.5其它部位2.0翼缘板垂直度接合部位b/100且不大于1.5直角尺钢尺其它部位b/100且不大于3.0H钢梁侧弯SL/2000且不大于10.0拉线钢尺H钢梁拱度C设计要求起拱L/5000注:吊车梁不允许下挠设计未要求起拱-5.010.0梁的扭曲a(梁高h)h/250且不大于4.0拉线吊线钢尺腹板局部平面度f/m2腹板t10003.0端部铣平面表面粗糙度0.03mm检验样板斜交牛腿的夹角偏差3/1000角度样板塞尺腹板局部平面度f/m2腹板t143.01m钢直尺塞尺腹板t142.0续上表项 目允许偏差（mm）图 例测量工具腹板中心偏移e接合部位1.5钢尺其它部位2.0翼缘板垂直度连接处B/100且不大于1.5直角尺钢尺其它处b/100且不大于3.0柱脚底板平面度3.0直尺塞尺柱脚螺栓孔对柱轴线的距离a1.5钢尺柱端连接处的倾斜度1.5h/1000吊线角尺第四章常见焊接缺陷的成因及其防止方法形状缺陷外观质量粗糙，鱼鳞波高低、宽窄发生突变；焊缝与母材非圆滑过渡。主要原因是操作不当，返修造成。危害是应力集中，削弱承载能力。焊缝尺寸缺陷尺寸不符合施工图样或技术要求。主要原因是施工者操作不当危害：尺寸小了，承载截面小； 尺寸大了，削弱了某些承受动载荷结构的疲劳强度。咬边原因：焊接参数选择不对，U、I太大，焊速太慢。 电弧拉得太长。熔化的金属不能及时填补熔化的缺口。危害：母材金属的工作截面减小，咬边处应力集中。弧坑:由于收弧和断弧不当在焊道末端形成的低洼部分。原因：焊丝或者焊条停留时间短，填充金属不够。危害：减少焊缝的截面积； 弧坑处反应不充分容易产生偏析或杂质集聚，因此在弧坑处往往有气孔、灰渣、裂纹等。烧穿原因：焊接电流过大； 对焊件加热过甚； 坡口对接间隙太大； 焊接速度慢，电弧停留时间长等。危害：表面质量差 烧穿的下面常有气孔、夹渣、凹坑等缺陷。焊瘤熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。原因：焊接参数选择不当 坡口清理不干净，电弧热损失在氧化皮上，使母材未熔化。危害：表面是焊瘤下面往往是未熔合，未焊透； 焊缝几何尺寸变化，应力集中，管内焊瘤减小管中介质的流通界面计。气孔原因：电弧保护不好，弧太长； 焊条或焊剂受潮，气体保护介质不纯； 坡口清理不干净。危害：从表面上看是减少了焊缝的工作截面；更危险的是和其他缺陷叠加造成贯穿性缺陷，破坏焊缝的致密性。连续气孔则是结构破坏的原因之一。夹渣焊接熔渣残留在焊缝中。易产生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位，焊道形状突变，存在深沟的部位也易产生夹渣。 原因：熔池温度低（电流小），液态金属黏度大，焊接速度大，凝固时熔渣来不及浮出； 运条不当，熔渣和铁水分不清； 坡口形状不规则，坡口太窄，不利于熔渣上浮； 多层焊时熔渣清理不干净。危害：较气孔严重，因其几何形状不规则尖角、棱角对机体有割裂作用，应力集中是裂纹的起源。未焊透 当焊缝的熔透深度小于板厚时形成。单面焊时，焊缝熔透达不到钢板底部；双面焊时，两道焊缝熔深之和小于钢板厚度时形成。原因：坡口角度小，间隙小，钝边太大； 电流小，速度快来不及熔化； 焊条偏离焊道中心。危害：工作面积减小，尖角易产生应力集中，引起裂纹。未熔合熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。原因：电流小、速度快、热量不足； 坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，一部分热量损失在熔化杂物上，剩余热量不足以熔化坡口或焊道金属。焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置，熔化金属流动而覆盖到电弧作用较弱的未熔化部分，容易产生未熔合。危害：因为间隙很小，可视为片状缺陷，类似于裂纹。易造成应力集中，是危险性较大的缺陷。最后一种也是危害最大的一种焊接缺陷焊接裂纹在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙称为裂纹。它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，易引起较高的应力集中，而且有延伸和扩展的趋势，所以是最危险的缺陷。裂纹形成的原因及防止措施热裂纹形成及防止常见的热裂纹有两种：结晶裂纹、液化裂纹结晶裂纹是焊接熔池初次结晶过程中形成的裂纹，是焊缝金属沿初次结晶晶界的开裂。而液化裂纹是紧靠熔合线的母材晶界被局部重熔，在收缩力的作用下而产生的裂纹。焊接时，熔池在电弧热的作用下，被加热到相当高的温度，而受热膨胀，而母材却不能自由收缩，于是高温的熔池受到一定的压力。当熔池开始冷却时，就以半融化的母材为晶核开始处结晶。最先结晶的是纯度较高的的合金。最后凝固的是低熔点共晶体。低熔点共晶物的多少取决于焊缝金属中C、S、L等元素的含量。当含量较少时，不足以在初生晶粒间形成连续的液态膜。焊接熔池的冷却速度极快，低熔点共晶物几乎与初析相同时完成结晶。因此连续冷却的金属熔池虽然受到收缩应力的作用也不至于产生晶间裂纹。当低熔点共晶体量较多时，情况就不同了，初次结晶的偏析程度较大，并在初次结晶的晶体之间形成晶间液膜，当熔池冷却收缩时，被液膜分割的晶体边界就会被拉开就形成了裂纹，这是主要原因，另有两个其它原因：一是焊缝金属所经受的应变增加速度大于低熔点共晶物凝固的速度；另外，初生晶体的张大方向和残留低熔共晶体的相对位置的影响。如果焊接熔池如图方式结晶，则低熔点共晶物会夹在正在长大的柱状晶体之间，或者在从两面相对增长的晶面之间。在这种情况下，使得正在结晶的焊缝金属很容易被收缩应力拉开而形成裂纹。如按左图所示方式结晶，则低熔共晶体被长大的晶体推向熔池表面，不可能嵌在柱状晶体之间，这种形状的焊缝就不易裂纹。可见，关键的措施就是：a应严格控制焊缝金属中C、S、P和其它易形成低熔点共晶体的合金成分的含量，这些元素和杂质的含量越低，焊缝金属的抗裂纹能力越大。当焊缝中C0.15%,S0.04%就可能有裂纹出现，如果母材中含碳量很高，就要控制焊接材料的成分，以使混合后的碳含量降下来。B改变焊缝横截面的形状也就改变了焊接熔池的结晶方向，使之有利于将低熔点共晶体推向不易产生裂纹的位置。液化裂纹产生的原因：焊接时紧靠熔合线的母材区域被加热到接近钢熔点的高温，此时母材晶体本身未发生熔化，而晶界的低熔点共晶物则已完全熔化。当焊接熔池冷却时，焊缝应变速度较高。如果这些低熔点共晶物未完全重新凝固之前，接合区就已受到较大应变，则在这些晶界上就会出现裂纹。晶间液层的熔点越低，凝固时间越长，则液化裂纹的倾向越大。结 论H型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通H型钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接，铆接的工作量达25%。常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。型钢生产过程中由于多种因素会产生一些非定尺和可利用材，比如轨道、管廊支架，基础打桩等能用一些通过分检之后的可利用材，在莱钢就看到几乎所有新建的支架、厂房都使用H型钢，在济钢、长钢等也都是大量使用H型钢。参考文献： 1黄友江.钢结构的稳定设计分析J.黑龙江科技信息,2009. 2陈淑燕.提高钢结构设计稳定性的有效策略J.城市建设与商业网点,2009. 3陈孟湘编著.焊接技术要求.上海：上海交通大学出版社 2005.2 4董安等编著.焊机保养与维护.北京：北京理工大学出版社 2005.10 5 姜焕中主编,电弧焊及电渣焊.北京:机械工业出版社,1990 6中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册.北京:机械工业出版社,2001 7 周振丰,张文钺合编.焊接冶金与金属焊接性.北京:机械工业出版社,1990 8 美(勃劳杰著，张伟昌，梅仲勤译(焊接设计(北京：中国农业机械出版社 9 王震，郝廷玺,气体保护焊工艺和设备638,西安：西北工业大学出版社 10 区智明，齐志扬，张人豪,电弧焊设备的现状和发展68,第八次全国焊接会议论文集,北京：机械工业出版社 11 郭大勇，李晓坤，区智明,焊接短路过渡过程检测及应用 12 中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册.北京:机械工业出版社,2001 13 殷树言主编.气体保护技术问答.北京:机械工业出版社,2004 14 周振丰,张文钺合编.焊接冶金与金属焊接性.北京:机械工业出版社,1990 15 中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册.北京:机械工业出版社,2001 （注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）