重级工作制q390d钢吊车梁翼缘板与腹板的焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种重级工作制Q390D钢吊车梁翼缘板与腹 板的焊接方法。
【背景技术】
[0002] 国家标准《起重机设计规范》（GB/T3811-2008)，按吊车荷载达到其额定值的频繁 程度将吊车分为轻级、中级、重级、特重级四个级别，如繁重工作车间的软钩桥式吊车为重 级，冶金用桥式吊车为超重级。用于设置上述吊车梁也就相应分为轻级、中级、重级、特重 级。吊车梁是工业厂房中为行车吊运重物提供支撑力的梁架。吊车轨道固定设置吊车梁上， 行车可移动地设置在吊车轨道上。吊车梁包括腹板和设置在腹板两端的翼缘板，腹板上焊 接连接有加强筋板。
[0003] 目前，国内建造重级及重级以下吊车梁的钢种主要有碳素钢Q235,建造特重级冶 金用起重机的钢种主要为低合金高强钢Q345,为了提高吊车梁的整体结构强度，通常将吊 车梁设计成实腹式工字型结构。
[0004] GB50661第79页规定，在用碳素钢腹板和翼缘板制造吊车梁过程中，如果腹板或 者翼缘板厚度超过60_，为了获得焊缝组织优良的强韧性，防止冷裂纹的产生，需要对碳素 钢腹板和翼缘板进行预热，预热温度通常为80~120°C。
[0005] 如公开号为CN102107312A的中国专利文献，针对现有的常温状态下厚钢板的对 接焊接以及T型焊接施方法容易产生裂纹和较大的焊接变形的技术问题，公开一种常温状 态下厚钢板的对接焊接以及T型焊接施工方法，焊接时，将处理后的腹板或翼缘板对接定 位，在母材上位于焊道两侧80_120mm范围内，每隔400_600mm设置一块电炉板，对母材均 匀加热至90-110°C，停止加热8-12min，再继续加热至150-180°C，再、对上述加热处理后的 腹板或翼缘板进行焊接，具体步骤为：先焊正面坡口深度的1/3,然后翻转对接后的腹板或 翼缘板并对其采用碳弧气刨清根后，用砂轮打磨，清除渗碳层与熔渣，直至露出金属光泽后 采用热磁粉探伤法进行底部的MT探伤，待确定无裂缝后，进行反面焊缝的施焊；焊完后再 翻转对接后的腹板焊接件或翻转对接后的翼缘板焊接件，焊接正面的其余2/3焊道，直至 完成盖面焊；盖面焊结束后，将焊缝及焊缝边缘140-160_的部位用石棉布覆盖，并加热至 200-30(TC，保温5-6h ;焊缝施焊24h后，作超声波无损探伤检验。通过该方法通过预热构 件来避免在焊接厚钢板过程中出现的焊接裂纹以及焊接变形等缺陷。
[0006] 随着工业生产技术的发展，为了有效提高资源利用率，降低工业生产成本，工业项 目越来越大型化、特大型化，相应的用于大型、特大型工业项目的碳素钢吊车梁的设计也越 来越复杂，体积越来越大，重量也越来越大。为了有效降低吊车梁的设计复杂性，减小占用 体积，降低吊车梁的整体重量，近两年来，在吊车梁技术领域，开始使用低合金高强钢作为 吊车梁构件的制作材料。
[0007] 由于低合金元素的强化作用，使低合金高强钢不但具有较高的强度，还具有较好 的塑性、韧性和焊接性。其中，Q345是目前用于制造吊车梁构件的主要钢种，与Q345相比， 低合金尚强钢Q390D的强度和承载能力更尚，并具有良好的承受动荷载和耐疲劳性能。用 低合金高强钢代替碳素结构钢制造吊车梁，可以节省钢材15%~25%，并减轻吊车梁自 重，低合金高强钢开始被越来越多地应用到大型结构、重型结构、大跨度结构、高层建筑、桥 梁工程或者其他需要承受动力荷载和冲击荷载的吊车梁中。
[0008] 随着工业生产技术的发展，为了有效提高资源利用率，降低工业生产成本，工业项 目越来越大型化、特大型化，相应的用于大型、特大型工业项目的碳素钢吊车梁的设计也越 来越复杂，体积越来越大，重量也越来越大。为了有效降低吊车梁的设计复杂性，减小占用 体积，降低吊车梁的整体重量，近两年来，在吊车梁技术领域，开始使用低合金高强钢作为 吊车梁构件的制作材料。
[0009] 在焊接技术领域，采用不同钢种制成的构件，在焊接连接时，就焊接方法本身存在 实质性差别，也即用碳素钢腹板和翼缘板制造实腹式工字型吊车梁的焊接方法不能用于低 合金高强钢腹板和翼缘板制造实腹式工字型吊车梁的焊接工艺。在用低合金高强钢腹板 和翼缘板制造实腹式工字型吊车梁过程中，为了获得焊缝组织优良的强韧性，防止冷裂纹 的产生，需要对低合金高强钢腹板和翼缘板，特别是焊接强度级别大于等于390MPa低合 金高强钢腹板和翼缘板进行预热，特别是焊接强度级别大于等于390MPa，预热温度通常为 100 ~150°C 〇
[0010] 如公开号为CN102632328A的中国专利文献，针对现有的Q370qE钢埋弧自动焊低 温焊接方法，存在焊缝的冷裂硬脆倾向，低温冲击韧性较差，桥梁钢结构的抗冲击动载性能 差的技术问题，公开一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法，是当环境温度为0~_15°C 时，通过对焊接全过程温度条件的控制，尽可能避免低温环境的影响，减缓焊接过程焊缝的 冷却速度，从而来降低焊缝的冷裂硬脆倾向，有效提高Q370qE钢埋弧自动焊焊接接头低温 冲击韧性，其具体控制条件如下：母材除湿预热，预热温度范围为80~120°C ;定位焊采用 焊条电弧焊，打底层焊接采用富氩混合气体保护焊，填充层、盖面层焊接采用埋弧自动焊； 焊条焊剂的烘干和保温，烘干温度为300~350°C，烘干时间为2小时，在保温箱中保存的温 度为100~150°C ;焊接过程中利用履带式陶瓷电加热器通电加热，铺盖于焊缝及两侧，使 焊缝层、道间温度控制为160~200°C，以对焊缝进行保温、缓冷；焊接完成后，对焊区保温、 缓冷，直至冷却至环境温度。该方法能降低焊缝的冷裂硬脆倾向，有效保证了 Q370qE钢埋 弧自动焊焊接接头低温冲击韧性，增强了桥梁钢结构冲击动载的性能，提高了桥梁使用寿 命。需要说明的是Q370qE钢为桥梁钢。
[0011] 上述低碳合金钢腹板与翼缘板之间焊接连接，需对腹板和翼缘板进行预热。预热 通常采用火焰加热或者电加热器加热方式，但无论采用哪种加热方式对腹板和翼缘板进行 预热，均需消耗能源和资源，较高的预热温度，还会造成的工作环境恶化，加大焊接作业的 难度。
[0012] Q390D钢是一种低碳合金钢，其屈服强度为390Mpa，由于其含碳量低，其具有良好 抗腐蚀性、耐磨性、抗疲劳性，是一种良好的结构钢。由于Q390D钢和Q345、Q370qE钢在合 金成分上具有较大差别，用于Q345、Q370qE钢构件的焊接方法不能借用到Q390D钢上。
【发明内容】
[0013] 本发明所要解决的技术问题是提供一种对缝焊接时不需对腹板和翼缘板进行预 热的重级工作制Q390D钢吊车梁翼缘板与腹板的焊接方法，从而进一步降低焊接作业的操 作难度，提高焊接作业的质量。
[0014] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
[0015] 重级工作制Q390D钢吊车梁翼缘板与腹板的焊接方法，将厚度为50~60mm的 Q390D钢板切割成翼缘板焊接件，将厚度为34~36mm的Q390D钢板切割成腹板焊接件，接 着全焊透对接焊接腹板焊接件制成腹板，全焊透对接焊接翼缘板焊接件制成翼缘板，全焊 透T形组合焊接腹板和翼缘板将腹板和翼缘板焊接成吊车梁；包括以下步骤：
[0016] 步骤1、制作具有对接焊接坡口的腹板焊接件和翼缘板焊接件：采用数控火焰切 割机将厚度为50~60mm的待切割Q390D钢板切割成预定规格的翼缘板焊接件，将厚度为 34~36mm的待切割Q390D钢板切割成预定规格的翼缘板焊接件；在腹板焊接件的对接焊 接接头处开制双面X形坡口，在翼缘板焊接件的对接焊接接头处开制双面X形坡口；在对接 焊接接头两端的腹板焊接件或翼缘板焊接件上设置引弧板和熄弧板。
[0017] 步骤2、腹板焊接件和翼缘板焊接件焊前除湿：采用氧乙炔焰对翼缘板焊接件的 对焊接接头、及腹板焊接件的对焊接接头进行烘干处理，烘干焊接区域的水分。
[0018] 步骤3、全焊透对接焊接腹板焊接件制成腹板及全焊透对接焊接翼缘板焊接件制 成翼缘板：使用单丝自动埋弧焊机在平焊位进行腹板焊接件或翼缘板