用于高性能钢的焊接工艺的制作方法
【专利说明】用于高性能钢的焊接工艺
[技术领域]
[0001] 本发明设及作业中用于工件的固定或定位的工艺技术领域，具体是一种用于高性 能钢的焊接工艺。
[【背景技术】]
[0002] 众所周知，焊接也称作烙接、镑接，是一种W加热、高溫或者高压的方式接合金属 或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。高强钢材能够减小钢构件尺寸和结构自重， 相应地减少焊接工作量和焊接材料用量，减少各种涂层(防诱、防火等）的用量及其施工工 作量，使得运输和施工安装更加容易，降低钢结构的加工制作、运输和施工安装成本；同时 在建筑空间方面，减小构件尺寸能创造更大的使用净空间;特别是能减小所需钢板的厚度， 从而相应减小焊缝厚度，改善焊缝质量，提高结构疲劳使用寿命。采用高强钢能大幅度减少 钢材用量，从而大大减少铁矿石资源的消耗;而减少焊接材料的用量也能减少其他可再生 能源的消耗，同时减少因资源开采对环境的破坏。但是现有技术中在高性能钢材的焊接上， 工艺还不够完善，造成焊接效率低、焊接质量差等技术缺陷，存在较大的安全隐患。
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【发明内容】
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[0003] 本发明的目的就是为了解决现有技术中的上述技术缺陷，提供一种工艺新颖、施 工效率高的用于高性能钢的焊接工艺，包括焊剂、焊接设备、气保焊机，所述的焊接工艺步 骤如下：
[0004] a)预热，预热采用电加热方式或火焰加热，焊接接头材质不同时，应按接头中较强 强度或较高碳当量的钢材选择的预热溫度；
[000引b)焊接准备和焊接设备检查，焊剂采用烧结型SJlOl，焊剂在使用前安装材料说明 书规定的溫度和时间要求进行烘培，时间为2小时，溫度采用300~350°C，气保焊采用的气 体C02浓度在99.9% W上，气保焊机采用KRE 500型，埋弧焊的焊机采用MZl-1250型；
[0006] C)焊接坡口备制，高强度钢的焊接坡口采用机械加工工艺方法获取；
[0007] d)定位焊，定位焊缝的焊接应避免在焊缝的起始、结束和拐角处施焊，弧坑应填 满，严禁在焊接区W外的母材上引弧和焰弧，定位焊预热溫度需高于正式施焊预热溫度20 ~50°C，焊缝表面不得有裂纹、夹渣、焊瘤缺陷，当焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，必须清 除后重新焊接，定位焊的焊脚尺寸不应大于焊缝设计尺寸的2/3，且不大于6mm，定位焊的间 距为300~600mm,定位焊的长度不小于40mm;
[0008] e)焊接接头装配，装配焊接接头时，当不等厚板材对接的错边超过3mm时，较厚板 应按不大于1:2.5坡度平滑过渡，等厚板对接错边量不应大于SmnuT型接头及角焊缝部件根 部间隙大于1.5mm，且小于5mm时，角焊缝的焊角尺寸应按根部间隙予W增加；
[0009] f)设置引弧板、焰弧板及垫板；
[0010] g)对钢板进行焊前预热，溫度控制在100~150度之间，对牛腿处采用火焰加热，主 焊缝及较长的对接焊缝采用电加热，做到加热方式相互结合，保证被焊构件受热的均匀，层 间溫度不得大于230°C;
[0011] h)焊接，对于T型接头，对接接头，角接接头在条件允许下及工件能翻转的情况下， 采用平焊方式，从约束端向自由端焊接，由焊件的中屯、或焊缝的中屯、向外侧焊接，先焊横向 焊缝再焊纵向焊缝;对于双面坡口焊缝焊接，先焊深坡口，再焊浅坡口，在组装时采用反变 形措施，预先留出收缩余量;长焊缝气保焊避免从头焊到尾，采用分段退焊法和跳焊法，如 有双面对称焊缝，采用多人对称焊，在开始焊接时距原焊缝弧坑处10~20mm进行引弧，再返 回到原弧坑处进行焊接；
[0012] i)焊接检验，焊后48小时焊后进行检测和检查，首先进行烙透焊缝的100 % UT检 ，若内部质量不合格需要返修时应创除缺陷两端各50mm长的完好焊缝或母材，修整表面 或磨除气创渗碳层后，采用渗透探伤法检查缺陷是否处理干净，补焊前按要求进行预热，预 热比原预热溫度高30°C~50°C左右，并严格控制层间溫度，同一位置的返修次数不宜超过 两次，如超过两次时应查明原因后制定返修方案;对焊缝采用放大镜进行目测，检查数量为 100%，对烙敷金属量及拘束度较大的部位采用磁粉探伤进行自检，探伤部位为热影响区及 焊缝，如发现有表面裂纹，需查明原因后再返修，并对该同类同批焊缝100%进行磁粉探伤 检测。
[0013] 所述的焊接设备检查包括检查焊接设备各项性能及部件应处于正常的工作状态， 焊接电缆应适当绝缘W防任何不良电弧癒痕或短路，回路夹应与工件处于良好紧密接触状 态W保证稳定的电传导性，保证电源供电的稳定性，避免焊接中途断电和电压过大波动，检 查气体管路处有无扭曲，压痕等而影响供气现象，喷嘴处气体强弱均匀程度是否因喷嘴内 部存在飞瓣或异物及连接不牢或边缘缺失而造成堵气漏气现象。
[0014] 所述的高强度钢的焊接坡口采用火焰切割方法，坡口表面应无明显割纹，割纹深 度不大于0.2mm，当产生局部缺口时，用相匹配的焊接材料进行填实打磨至光滑，并采用磁 粉进行检测，避免裂纹，坡口表面无污物，氧化皮，并打磨出金属光泽。
[0015] 在步骤g)中的层间溫度为150度。
[0016] 在钢板的成分中添加微量元素，所述的微量元素为Mn和/或Cr和/或Mo和/或V和/ 或Ni和/或Cu,其中碳当量CE( % )值按下述公式进行计算:CE( % )=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+ (Ni+Cu)/15。
[0017] 本发明其工艺步骤可保证焊接的高效率及安全性，可适用于高层建筑用钢、低溫 地区焊接钢结构及其它承受重荷载的焊接钢结构。
[【附图说明】]
[0018] 图1为本发明实施例中的T型接头预热及测溫示意图；
[0019] 图2为本发明实施例中的对接接头预热及测溫示意图；
[0020] 图3为本发明实施例中的分段退焊法示意图；
[0021 ]图4为本发明实施例中的跳焊法示意图；
[0022] 图5为本发明实施例中焊枪焊接时的角度及位置示意图；
[0023] 图6为本发明实施例中焊接工程质量控制程序示意图；
[0024] 如图所示，图中：1.焊缝2.加热点3.测溫点4.焊嘴a.焊接完成方向；
[0025] 指定图6为本发明的摘要附图。
[【具体实施方式】]
[0026] 下面结合附图对本发明作进一步说明，运种装置的结构和原理对本专业的人来说 是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于限定本 发明。
[0027] WQ460GJ高强度钢作为实施例。
[002引 一、Q460GJ (GB/T19879)技术指标为：
[0029] ( - )化学成分
[0030] 1.钢的化学成分应符合下表的规定：
[0031] 钢的化学成分(wt%)
[0034] 2.成品钢板化学成分的允许偏差应符合GB/T 222的规定。
[0035] 3.为改善钢的性能，允许添加其它微量元素，但需在质量保证书中注明。其中碳当 量CE( % )值按下述公式进行计算：
[0036] CE( % ) =C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
[0037] CE在出厂时W烙炼分析结果进行计算，需方在复验时可W按成品分析进行计算。
[0038](二巧货状态
[0039] 1.正火状态交货。
[0040] 2.钢板的边缘W剪切状态或火焰切割状态交货。
[00川 （S)产品性能
[0042]钢板力学性能和冷弯性能试验结果应符合下表的规定。
[004引二、Q460GJ焊接工艺及各项保证措施
[0046] 1.焊接工艺评定
[0047] 根据该工程Q460GJC工厂和现场的焊接方法，焊接位置，接头形式，所用的焊接材 料，母材的材质及厚度覆盖范围等及结合规范，拟定出18组焊接工艺试板，分别如下：
[004引 单位:mm
[0052] 预热可采用电加热方式或火焰加热，控制层间溫度应保证连续施焊，焊接接头材 质不同时，应按接头中较强强度较高碳当量的钢材选择的预热溫度。如该焊评各项性能指 标经试验合格后，并确定可靠的焊接工艺参数后，并严格参照焊接工艺，才能进行批量焊接 生产。
[0053] 2.焊接工艺及保证措施
[0054] 2.1焊接前的准备