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一、材料介绍
1. Q345化学成分如下表(%):
元素 C≤ Mn Si≤ P≤ S≤ Al≥ V Nb Ti
含量 0.2 1.0-1.6 0.55 0.035 0.035 0.015 0.02-0.15 0.015-0.06 0.02-0.2
Q345C力学性能如下表(%):
机械性能指标 伸长率(%) 试验温度0℃ 抗拉强度MPa 屈服点MPa≥
数值 δ5≥22 J≥34 σb(470-650) σs(324-259)
其中壁厚介于16-35mm时,σs≥325Mpa;壁厚介于 35-50mm时,σs≥295Mpa
2. Q345钢的焊接特点
2.1 碳当量(Ceq)的计算
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
计算Ceq=0.49%,大于0.45%,可见Q345钢焊接性能不是很好,需要在焊接时制定严格的工艺措施。
2.2 Q345钢在焊接时易出现的问题
2.2.1 热影响区的淬硬倾向
Q345钢在焊接冷却过程中,热影响区容易形成淬火组织-马氏体,使近缝区的硬度提高,塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。
2.2.2 冷裂纹敏感性
Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。
二、焊接施工流程
坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根(碳弧气刨)→外口施焊 →里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验(焊缝质量一级合格)
三、焊接工艺参数的选择
通过对Q345钢的焊接性分析,制定措施如下:
1. 焊接材料的选用
由于Q345钢的冷裂纹倾向较大,应选用低氢型的焊接材料,同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则,选用E5015 (J507)型电焊条。
化学成分见下表(%):
元素 C Mn Si S P Cr Mo V Ti
含量 0.071 1.11 0.53 0.009 0.016 0.02 0.01 0.01 0.01
力学性能见下表:
机械性能指标 σb(Mpa) σs(Mpa) δ5(%) Ψ(%) AkvJ-30℃
数值 440 540 31 79 164 114 76
2. 坡口形式:(根据图纸和设备供货)
3. 焊接方法:采用手工电弧焊(D)。
4. 焊接电流:为了避免焊缝组织粗大,造成冲击韧性下降,必须采用小规范焊接。具体措施为:选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺(焊接顺序如图一所示)。焊道的宽度不大于焊条的3倍,焊层厚度不大于5mm。第一层至第三层采用Ф3.2电焊条,焊接电流100-130A;第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条,焊接电流120-180A。
5. 预热温度:由于Q345钢的Ceq>0.45%,在焊接前应进行预热,预热温度T0=100-150℃,层间温度Ti≤400℃。
6. 焊后热处理参数:为了降低焊接残余应力,减小焊缝中的氢含量,改善焊缝的金属组织和性能,在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为:600-640℃,恒温时间为2小时(板厚40mm时),升降温速度为125℃/h 。
四、现场焊接顺序:
1. 焊前预热
在翼缘板焊接前,首先对翼缘板进行预热,恒温30分钟后开始焊接。 焊接的预热、层间温度、热处理由热处理控温柜自动控制,采用远红外履带式加热炉片,微电脑自动设定曲线和记录曲线,热电偶测量温度。预热时热电偶的测点距离坡口边缘15mm-20mm。
2. 焊接
2.1 为了防止焊接变形,每个柱接头采用二人对称施焊,焊接方向由中间向两边施焊。在焊接里口时(里口为靠近腹板的坡口),第一层至第三层必须使用小规范操作,因为它的焊接是影响焊接变形的主要原因。在焊接一至三层结束后,背面进行清根。在使用碳弧气刨清根结束后,必须对焊缝进行机械打磨,清理焊缝表面渗碳,露出金属光泽,防止表层碳化严重造成裂纹。外口焊接应一次焊完,最后再焊接里口的剩余部分。
2.2 当焊接第二层时,焊接方向应与第一层方向相反,以此类推。每层焊接接头应错开15-20mm。
2.3 两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致。
2.4 在焊接中应从引弧板开始施焊,收弧板上结束。焊接完成后割掉并打磨干净。
3. 焊后热处理:焊口焊接完成后应在12小时内进行热处理。如不能及时进行热处理应采取保温、缓冷措施。在进行热处理时,应采用两根热电偶测温,热电偶点焊在焊口的里外侧。
Q345钢的焊接温度曲线如下图
4. 焊接检验
根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求,焊口采用超声波探伤法进行检验,检验比例为100%。
五、现场技术管理
1. 编制详细的焊接施工作业指导书。
2. 全过程控制焊接工艺是确保质量的核心。
每个柱接头的焊接时,应有专人监控焊接工艺,如焊工不按作业指导书施工应立即终止焊接。在焊接过程中,热处理人员应全程监控层间温度,如超标应立即通知焊工暂停。
3. 提高施工人员质量意识是贯彻焊接工艺的关键
在施工前,进行全员交底,并且开取施工工艺卡。交底中详细讲解焊接工艺特点及严格控制现场焊接工艺的必要性和控制要点。
六、结论
按此焊接工艺措施施工,在现场共焊焊口102道,经无损检验一次合格率达到100%。经过实际施工的验证,此焊接工艺措施不仅能在现场指导对Q345钢的焊接,而且能够保证焊接质量。
1. Q345化学成分如下表(%):
元素 C≤ Mn Si≤ P≤ S≤ Al≥ V Nb Ti
含量 0.2 1.0-1.6 0.55 0.035 0.035 0.015 0.02-0.15 0.015-0.06 0.02-0.2
Q345C力学性能如下表(%):
机械性能指标 伸长率(%) 试验温度0℃ 抗拉强度MPa 屈服点MPa≥
数值 δ5≥22 J≥34 σb(470-650) σs(324-259)
其中壁厚介于16-35mm时,σs≥325Mpa;壁厚介于 35-50mm时,σs≥295Mpa
2. Q345钢的焊接特点
2.1 碳当量(Ceq)的计算
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
计算Ceq=0.49%,大于0.45%,可见Q345钢焊接性能不是很好,需要在焊接时制定严格的工艺措施。
2.2 Q345钢在焊接时易出现的问题
2.2.1 热影响区的淬硬倾向
Q345钢在焊接冷却过程中,热影响区容易形成淬火组织-马氏体,使近缝区的硬度提高,塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。
2.2.2 冷裂纹敏感性
Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。
二、焊接施工流程
坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根(碳弧气刨)→外口施焊 →里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验(焊缝质量一级合格)
三、焊接工艺参数的选择
通过对Q345钢的焊接性分析,制定措施如下:
1. 焊接材料的选用
由于Q345钢的冷裂纹倾向较大,应选用低氢型的焊接材料,同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则,选用E5015 (J507)型电焊条。
化学成分见下表(%):
元素 C Mn Si S P Cr Mo V Ti
含量 0.071 1.11 0.53 0.009 0.016 0.02 0.01 0.01 0.01
力学性能见下表:
机械性能指标 σb(Mpa) σs(Mpa) δ5(%) Ψ(%) AkvJ-30℃
数值 440 540 31 79 164 114 76
2. 坡口形式:(根据图纸和设备供货)
3. 焊接方法:采用手工电弧焊(D)。
4. 焊接电流:为了避免焊缝组织粗大,造成冲击韧性下降,必须采用小规范焊接。具体措施为:选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺(焊接顺序如图一所示)。焊道的宽度不大于焊条的3倍,焊层厚度不大于5mm。第一层至第三层采用Ф3.2电焊条,焊接电流100-130A;第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条,焊接电流120-180A。
5. 预热温度:由于Q345钢的Ceq>0.45%,在焊接前应进行预热,预热温度T0=100-150℃,层间温度Ti≤400℃。
6. 焊后热处理参数:为了降低焊接残余应力,减小焊缝中的氢含量,改善焊缝的金属组织和性能,在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为:600-640℃,恒温时间为2小时(板厚40mm时),升降温速度为125℃/h 。
四、现场焊接顺序:
1. 焊前预热
在翼缘板焊接前,首先对翼缘板进行预热,恒温30分钟后开始焊接。 焊接的预热、层间温度、热处理由热处理控温柜自动控制,采用远红外履带式加热炉片,微电脑自动设定曲线和记录曲线,热电偶测量温度。预热时热电偶的测点距离坡口边缘15mm-20mm。
2. 焊接
2.1 为了防止焊接变形,每个柱接头采用二人对称施焊,焊接方向由中间向两边施焊。在焊接里口时(里口为靠近腹板的坡口),第一层至第三层必须使用小规范操作,因为它的焊接是影响焊接变形的主要原因。在焊接一至三层结束后,背面进行清根。在使用碳弧气刨清根结束后,必须对焊缝进行机械打磨,清理焊缝表面渗碳,露出金属光泽,防止表层碳化严重造成裂纹。外口焊接应一次焊完,最后再焊接里口的剩余部分。
2.2 当焊接第二层时,焊接方向应与第一层方向相反,以此类推。每层焊接接头应错开15-20mm。
2.3 两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致。
2.4 在焊接中应从引弧板开始施焊,收弧板上结束。焊接完成后割掉并打磨干净。
3. 焊后热处理:焊口焊接完成后应在12小时内进行热处理。如不能及时进行热处理应采取保温、缓冷措施。在进行热处理时,应采用两根热电偶测温,热电偶点焊在焊口的里外侧。
Q345钢的焊接温度曲线如下图
4. 焊接检验
根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求,焊口采用超声波探伤法进行检验,检验比例为100%。
五、现场技术管理
1. 编制详细的焊接施工作业指导书。
2. 全过程控制焊接工艺是确保质量的核心。
每个柱接头的焊接时,应有专人监控焊接工艺,如焊工不按作业指导书施工应立即终止焊接。在焊接过程中,热处理人员应全程监控层间温度,如超标应立即通知焊工暂停。
3. 提高施工人员质量意识是贯彻焊接工艺的关键
在施工前,进行全员交底,并且开取施工工艺卡。交底中详细讲解焊接工艺特点及严格控制现场焊接工艺的必要性和控制要点。
六、结论
按此焊接工艺措施施工,在现场共焊焊口102道,经无损检验一次合格率达到100%。经过实际施工的验证,此焊接工艺措施不仅能在现场指导对Q345钢的焊接,而且能够保证焊接质量。
2021-03-30 · 技能让生活更美好,从万通走向世界
安徽万通高级技工学校
安徽万通汽车专修学院,隶属于新华教育集团,坐落于科教名城合肥市,始建于1988年,是汽车技术人才定点培养基地、汽车行业示范职教集团、汽车职教集团常务理事单位。汽车工程学会理事单位。
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在我国,电焊操作需要持证上岗,焊工是属于准入类的工种,在技能人员职业资格中,81项工种里准入类的只有五项,焊工就是其中一项,而实际情况确实大部分的行业从业人士都是无证操作。随着技术的不断规范以及行业的相关要求,越来越多的人都想考一个电焊证,考证的优势还是非常大的,首先持证和非持证的薪资待遇相差很大,往往能够达到多出一倍或者更高的级别。因此,关于短期焊工培训的问题自然而然地成为了从业人员都比较关心的问题。
焊接作为工业“裁缝”是工业生产中非常重要的加工手段,焊接质量的好坏对产品质量起着决定性的影响,那么,焊接技术未来的发展究竟如何呢?

行业前景

随着生产的发展,焊接广泛应用于宇航、航空、核工业、造船、建筑及机械制造等工业部门,在中国的经济发展中,焊接技术是一种不可缺少的加工手段。进入二十一世纪后,焊接是制造业中的一个重要组成部分,并且发展迅速,因此给焊接产业带来了前所未有的发展机遇,水电焊、氩弧焊、数控等技术类工种在就业日趋艰难的大形势下仍是一枝独秀。

目前我国每年消耗钢材3亿吨(焊接结构约1.2吨),需要焊机约75万台,焊接行业将在今后8~10年会持续保持增长,市场上很多优秀的焊工月薪都过万,薪资也十分可观。
焊接作为工业“裁缝”是工业生产中非常重要的加工手段,焊接质量的好坏对产品质量起着决定性的影响,那么,焊接技术未来的发展究竟如何呢?

行业前景

随着生产的发展,焊接广泛应用于宇航、航空、核工业、造船、建筑及机械制造等工业部门,在中国的经济发展中,焊接技术是一种不可缺少的加工手段。进入二十一世纪后,焊接是制造业中的一个重要组成部分,并且发展迅速,因此给焊接产业带来了前所未有的发展机遇,水电焊、氩弧焊、数控等技术类工种在就业日趋艰难的大形势下仍是一枝独秀。

目前我国每年消耗钢材3亿吨(焊接结构约1.2吨),需要焊机约75万台,焊接行业将在今后8~10年会持续保持增长,市场上很多优秀的焊工月薪都过万,薪资也十分可观。
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