钢箱梁节点板、厚板 T 型接头等位置存在厚度方向应力,容易引发层状撕裂。本文说明 Z15/Z25/Z35 的含义、必须提出 Z 向性能的典型部位与防范措施。
一、什么是层状撕裂
钢板在轧制过程中,内部非金属夹杂物被压成平行于板面的薄片状。当构件在厚度方向承受拉伸应力时,这些片状夹杂物会成为裂纹源,裂纹沿轧制方向呈台阶状扩展,形成"层状撕裂"。它不同于普通焊接裂纹,往往在焊后冷却或服役初期才显现,且修复困难。
二、Z15 / Z25 / Z35 的含义
Z 向性能用厚度方向拉伸试验的断面收缩率衡量:Z15、Z25、Z35 分别对应断面收缩率不低于 15%、25%、35%,等级越高,抗层状撕裂能力越强。该指标反映的是钢材的纯净度与轧制工艺水平,通常由硫含量控制与钙处理等冶炼手段保证。
三、哪些部位必须提
- 钢箱梁的节点板、横梁与纵梁交汇处;
- 厚板 T 型接头、十字接头与角接接头;
- 梁端锚固区、支座支承结构等承受局部集中力的位置;
- 大厚度板件上需要沿厚度方向传力的焊接节点。
桥梁属于重要承重结构,设计文件通常会明确 Z 向性能等级,订货时不可随意省略或降级替代。
四、除了提 Z 向,还能做什么
即使材料满足 Z 向要求,仍可通过构造与工艺降低风险:优化接头形式减少厚度方向应力、采用对称坡口与合理的焊接顺序、使用低氢焊材并适当预热、在易撕裂部位改用锻件或铸钢件过渡。弘冶可按设计要求提供带 Z 向性能的桥梁板并配套 UT 探伤与材质书。
数据来源与说明:本文为弘冶技术部整理的钢板技术知识文章,Z15 / Z25 / Z35 等级定义与断面收缩率指标依据公开国家标准 GB/T 5313《厚度方向性能钢板》。本文不涉及市场价格、库存、产量等行情数据,亦不构成任何机构行情预测。