一种Q355B结构钢的T型接头焊接方法 |
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| 申请号 | CN202410056127.9 | 申请日 | 2024-01-15 | 公开(公告)号 | CN117921141A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 黄山华能石化机械有限公司; 合肥工业大学; | 发明人 | 刘大双; 李杨; 李春; 李雄辉; 许建华; 张艺; 李先芬; 方乃文; 秦建; 汪旭辉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种Q355B结构 钢 的T型接头 焊接 方法，具体包括以下步骤：1)焊接方法和焊接材料的选择；2)T型接头焊接前预热 温度 为200～250℃，在连续焊接过程中应控制层间温度 电流 为140～280A，焊接 电压 为22～34V，焊接速度为10～40cm/min，气体流量为15～25L/min。本发明焊接后的产品结构合理，焊接 质量 稳定，牢固性好。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种Q355B结构钢的T型接头焊接方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种Q355B结构钢的T型接头焊接方法技术领域[0001] 本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种Q355B结构钢的T型接头焊接方法。 背景技术[0002] Q355B属于低合金系列使用最广泛的钢种，钢板具有良好的强度、冲击韧性、焊接性能、切削性能，主要用于厂房结构、建筑、车辆、机械加工等行业。影响钢板焊接接头性能的焊接工艺因素有钢板性能、焊接线能量、层间温度和焊接材料，不同的焊接线能量、层间温度和焊接材料形成的焊接接头具备不同的金相组织和力学性能。对于某种钢板要确定合适的焊接工艺，传统的方式是根据工程人员的经验预定不同的焊接线能量和焊接材料，此类工艺试验方法周期长，成本高。 [0003] 鉴于此，本发明提出一种Q355B结构钢的T型接头焊接方法。 发明内容[0004] 发明目的：本发明所要解决的技术问题是一种产品结构合理、焊接质量稳定、牢固性好的Q355B结构钢的T型接头的焊接方法。 [0005] 技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种Q355B结构钢的T型接头焊接方法，包括以下步骤： [0006] 1)焊接方法和焊接材料的选择； [0007] 2)T型接头焊接前预热温度为200～250℃，在连续焊接过程中应控制层间温度<230℃，但不能低于200℃，CO2气保焊底层焊道的厚度≥6mm，但不得大于8mm；打底焊作轻微摆动；CO2气保焊的焊道宽度大于20mm时，采用分道焊接，搭接宽度应控制为焊道宽度的1/3～1/2；焊接时的焊接电流为140～280A，焊接电压为22～34V，焊接速度为10～40cm/min，气体流量为15～25L/min。 [0008] 其中，步骤1)中所述焊接方法选择药芯焊丝CO2气保护焊接方法进行焊接。 [0009] 其中，步骤1)中所述药芯焊丝选用的气保焊丝的熔敷金属化学成分和熔敷金属力学性能参考牌号为JP·CE717‑1的药芯焊丝。 [0010] 其中，所述Q355B结构钢接头的最厚部件的板厚为25mm≤t≤80mm，预热温度要求为：25≤t≤40mm时，预热温度为40℃，40≤t≤60mm时，预热温度为60℃，60 [0011] 其中，所述焊丝直径为1.2mm，焊接位置包括平焊、横焊或立焊。 [0012] 其中，步骤2)中的预热温度为220℃，焊接位置选择平焊，焊接时的焊接电流为220A，焊接电压为28V，焊接速度为25cm/min，气体流量为20L/min。 [0014] 图1为本发明中X型坡口对接焊缝的结构示意图； [0015] 图2为本发明中T型接头的结构示意图； [0016] 图3为本发明对Q355B管材和板材进行焊接的样图； [0017] 图4为本发明中T型接头的金相组织照片； [0018] 图5为本发明中SEM组织照片； [0019] 图6为本发明中焊接接头的硬度云图； [0020] 图7为本发明中焊接接头的拉伸强度； [0021] 图8为本发明中焊接接头断口的SEM扫描图。 具体实施方式[0022] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0023] 一种Q355B结构钢的T型接头焊接方法，按照以下步骤进行： [0024] 1、焊前准备： [0025] (1)确定焊接方法：采用CO2气体保护焊的焊接方法； [0026] (2)焊接材料的选用： [0027] ①、焊材熔敷金属力学性能应与Q355B结构钢的力学性能相匹配，Q355B结构钢的力学性能：屈服强度为355MPa，拉伸强度为490MPa，断后伸长率为20％，试验温度为‑40℃，冲击吸收能量不小于47KV2/J；此实验中选择一块20mm厚的Q355B钢板及一根壁厚12mm的钢管； [0028] ②、焊材化学成分及性能指标要求： [0029] 气保焊丝的化学成分要求为熔敷金属化学成分要求，见表1： [0030] 表1 [0031] 焊接材料 C Mn Si S P Ni气保护焊丝 ≤0.12 ≤1.75 ≤0.90 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.50 [0032] (3)《寒冷条件下结构和海管规划、设计和建造的推荐作法》GB/T 7714‑2015中规定的焊材选配要求 [0033] ①、焊接性能应与基材相匹配，选用的焊接材料、焊接工艺，均应根据设计要求通过焊接工艺评定； [0035] (4)按以上要求确定各种焊接材料的选配基本原则： [0036] ①、CO2气体保护焊用药芯焊丝执行标准《碳钢药芯焊丝》GB/T 10045E501T‑1，选用的气保焊丝的熔敷金属化学成分和熔敷金属力学性能参考牌号为JP·CE717‑1的药芯焊丝，但冲击试验结果要求同母材； [0037] JP·CE717‑1的药芯焊丝的化学成分如表2： [0038] 表2 [0039] 焊接材料 C Mn Si S P气保焊丝 ≤0.18 ≤1.75 ≤0.90 ≤0.030 ≤0.030 [0040] ②、熔敷金属拉伸试验结果应符合表3的规定： [0041] 表3 [0042] [0043] 熔敷金属冲击试验结果应符合表4的规定： [0044] 表4 [0045] 焊接材料 冲击吸收功Akv(J) 试验温度(℃)气保焊丝 ≥47 ‑40 [0046] ③通过对母材性能的分析，结合对市场现有焊材情况及性价比的调查，确定了相应的匹配焊接材料，所选用焊丝型号为JQ CE71T‑1(牌号JP·CE717‑1)、[0047] 焊材进厂后，首先进行焊材复验，焊材复验结果如表5： [0048] 表5 [0049] [0050] (5)坡口加工及焊前装配应符合施工图纸及规范要求，焊接坡口及装配间隙对焊缝质量有直接的影响，焊接前必须彻底清除待焊区域及距焊缝坡口边缘30mm范围内的有害物质； [0052] 2、焊接规范及要求： [0053] (1)焊前预热温度要求： [0054] 根据工艺评定试验，焊前预热温度应符合表6的规定要求： [0055] 表6 [0056] [0057] 注：不等厚接头焊接时，应按厚板选用预热温度，预热范围一般为焊缝每侧100mm以上，预热温度宜在焊件受热面的背面测量，测量点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处； [0058] (2)焊接规范参数： [0059] 焊接规范参数选用应参照表7： [0060] 表7 [0061] [0062] (3)CO2气保焊底层焊道的厚度应为4mm； [0064] (5)焊接过程应连续进行，在连续焊接过程中应控制层间温度<230℃，但不应低于最低预热温度200℃，如低于此温度应进行加热； [0066] 3、焊接检验及焊接缺陷返修： [0067] (1)焊接质量检验应做好焊前检验、焊接过程检验及焊后质量检验； [0068] 告、坡口加工质量及尺寸、组对质量及尺寸、焊材烘干情况、焊接设备状况、焊工资格； [0069] (3)焊接过程检验主要内容为：焊工执行焊接工艺情况，包括预热、调整规范参数、焊道布置、焊道中间清理、焊缝盖面质量及外形尺寸控制； [0070] (4)焊后质量检验主要按TB10212‑2009、JGJ81‑2002有关规定对焊缝外观及外形尺寸等进行检查，检查合格后再进行无损检测。 [0071] (5)焊缝外观检查： [0072] ①、所有焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，Q355B钢的焊缝应在焊接完成24h后检查结果方可作为验收依据； [0073] ②、外观检查一般用目测，裂纹的检查应辅以5倍放大镜并在适当的光照条件下进行，尺寸的测量应用量具、卡规； [0074] ③、焊缝外观质量应符合下列规定： [0075] a、所有焊缝必须在全长范围内进行外观检查，不得有裂纹、未熔合、夹渣、未焊满弧坑和焊瘤等缺陷；一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩、咬边和接头不良缺陷，一级、二级焊缝不得存在表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤缺陷； [0076] b、其余外观质量除应符合上述条款的要求外，尚应满足下面的表8和表9的有关规定： [0077] 表8 [0078] [0079] [0080] 注：t为母材厚度 [0081] 表9 [0082] [0083] [0084] ①、对接焊缝余高和错边允许偏差见表10： [0085] 表10 [0086] [0087] ②所述角焊缝焊脚尺寸和余高允许偏差见表11： [0088] 表11 [0089] [0090] [0091] 注：Hf>8.0mm的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值1.0mm，但总长度不得超过焊缝长度的10％； [0092] 确认满足以上规范后，对母材进行加工，开X形坡口，如图1所示，坡口角度为55°，对母材进行焊接，焊接方法如图2所示，因为试样中心对称，我们去四分之一进行分析，得到如图3所示的试样，对试样进行金相试验与SEM扫描，得到结果如如图4和图5所示，可以看出母材的显微组织主要为块状晶粒，大小比较接近。焊缝主要为柱状晶，可以明显的看到，焊缝有较多带状组织以及明显的晶粒长大。热影响区组织有较大的不均匀性，受热较小的部分，组织较为细密，受热较大的部分，出现明显的晶粒长大现象。熔合区，晶粒发生了明显的粗化，组织性能变差，与硬度实验结果相同。 |
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