⑴ 焊接知道
焊条 焊条(covered electrode)
[编辑本段]焊条的组成
焊条由焊芯及药皮两部分构成。焊条是在金属焊芯外将涂料(药皮)均匀、向心地压涂在焊芯上。焊条种类不同,焊芯也不同。焊芯即焊条的金属芯,为了保证焊缝的质量与性能,对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定,特别是对有害杂质(如硫、磷等)的含量,应有严格的限制,优于母材。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要尽量少.含C量应低于0.10%。例如H08A,含S小于等于O.03%、P小于等于0.03%、C小于等于0.1%。
焊接碳钢及低合金钢的焊芯, 一般都选用低碳钢作为焊芯,并填加锰、硅、铬、镍等成分(详见焊丝国家标准GB1300一77)。采用低碳的原因一方面是含碳量低时钢丝塑性好,焊丝拉拔比较容易,另一方面可降低还原性气体CO含量,减少飞溅或气孔,并可增高焊缝金属凝固时的温度,对仰焊有利。加入其他合金元素主要为保证焊缝的综合机械性能,同时对焊接工艺性能及去除杂质,也有一定作用。
高合金钢以及铝、铜、铸铁等其他金属材料,其焊芯成分除要求与被焊金属相近外,同样也要控制杂质的含量,并按工艺要求常加入某些特定的合金元素。
焊条就是涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极,它是由药皮和焊芯两部分组成的。在焊条前端药皮有45。左右的倒角,这是为了便于引弧。在尾部有一段裸焊芯,约占焊条总长1/16,便于焊钳夹持并有利于导电。焊条的直径仲实际上是指焊芯直径)通常为2、2. 5、3. 2或3、4、5或6mm等几种规格,常用的是小3. 2、小4、小5三种,其长度“L”一般在250^-450 mm之间。
1.焊芯
焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。焊接时,焊芯有两个作用:一是传导焊接电流,产生电弧把电能转换成热能,二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。
焊条焊接时,焊芯金属占整个焊缝金属的一部分。所以焊芯的{化学成分,直接影响焊缝的质量。因此,作为焊条芯用的钢丝都单势独规定了它的牌号与成分。如果用于埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊、气焊等熔焊方法作填充金属时,则称为焊丝。(1)焊芯中各合金元素对焊接的影响
1)碳(C)碳是钢中的主要合金元素,当含碳量增加时,钢的{强度、硬度明显提高,而塑性降低。在焊接过程中,碳起到一定的脱氧作用,在电弧高温作用下与氧发生化合作用,生成一氧化碳和二氧化碳气体,将电弧区和熔池周围空气排除,防止空气中的氧、氮有害气体对熔池产生的不良影响,减少焊缝金属中氧和氮的含量。若含碳量过高,还原作用剧烈,会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬性及其对裂纹敏感性增加的影响,低碳钢焊芯的含碳量一般簇0. 1%。
2)锰(Mn)锰在钢中是一种较好的合金剂,随着锰含量的增加,其强度和韧性会有所提高。在焊接过程中,锰也是一种较好的脱氧剂,能减少焊缝中氧的含量。锰与硫化合形成硫化锰浮于熔渣中,从而减少焊缝热裂纹倾向。因此一般碳素结构钢焊芯的含锰量为0. 30%~0. 55%,焊接某些特殊用途的钢丝,其含锰量高达1 .70%一2. 10%。
3)硅(Si )硅也是一种较好的合金剂,在钢中加入适量的硅能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能;若含量过高,则降低塑性和韧性。在焊接过程中,硅也具有较好的脱氧能力,与氧形成二氧化硅,但它会提高渣的粘度,易促进非金属夹杂物生成。
4)铬(Cr)铬能够提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。对于低碳钢来说,铬便是一种偶然的杂质。铬的主要冶金特征是易于急剧氧化,形成难熔的氧化物三氧化二铬(Cr203),从而增加了焊缝金属夹杂物的可能性。三氧化二铬过渡到熔渣后,能使熔渣粘度提高,流动性降低。
5)镍(NO镍对钢的韧性有比较显著的效果,一般低温冲击值要求较高时,适当掺入一些镍。
6)硫(S)硫是一种有害杂质,随着硫含量的增加,将增大焊缝的热裂纹倾向,因此焊芯中硫的含量不得大于0. 04%。在焊接重要结构时,硫含量不得大于0. 03%。
7)磷(2)焊芯的分类
焊芯是根据国家标准“焊接用钢丝”(GB 1300-77)的规定分类的,用于焊接的专用钢丝可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类。
2.药皮
压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。焊条的药皮在焊接过程中起着极为重要的作用。若采用无药皮的光焊条焊接,则在焊接过程中,空气中的氧和氮会大量侵入熔化金属,将金属铁和有益元素碳、硅、锰等氧化和氮化形成各种氧化物和氮化物,并残留在焊缝中,造成焊缝夹渣或裂纹。而熔入熔池中的气体可能使焊缝产生大量气孔,这些因素都能使焊缝的机械性能(强度、冲击值等)大大降低,同时使焊缝变脆。此外采用光焊条焊接,电弧很不稳定,飞溅严重,焊缝成形很差。
人们在实践过程中发现如果在光焊条外面涂一层由各种矿物等组成的药皮,能使电弧燃烧稳定,焊缝质量得到提高,这种焊条叫药皮焊条。随着工业技术的不断发展,人们创制出了现在广泛应用的优质厚药皮焊条。
[编辑本段]焊条的要求
(1)容易引弧,保证电弧稳定,在焊接过程中飞溅小。
(2)药皮熔化速度应慢于焊芯熔化速度,以造成喇叭状的套简(套筒长度应小于焊芯直径),有利于熔滴过渡和造成保护气氛;
(3)熔渣的比重应小于熔化金属的比重,凝固温度也应稍低于金属凝固温度,渣壳应易脱掉;
(4)具有掺合金和冶金处理作用;
(5)适应各种位置的焊接。
[编辑本段]焊条型号与牌号
(1)焊条的牌号
以结构钢为例:牌号,编制法。结XXX,结为结构钢焊条,第3个数字,代表药皮类型,焊接电流要求,第1、2数:代表焊缝金属抗拉强度 。
(2)焊条的型号
焊条的型号是按国家有关标准与国际标准确定的。EXXX,以结构钢为例,型号编制法为字母“E”表示焊条,第一、二位表示熔敷金属最小抗拉强度,第三位数字表示焊条的焊接位置,第三、四位数字表示焊接电流种类及药皮类型。
4.焊条的分类
根据不同情况,电焊条有三种分类方法:按焊条用途分类、按药皮的主要化学成分分类、按药皮熔化后熔渣的特性分类。
按照焊条的用途,有两种表达形式,一为原机械工业部编制的的,可以将电焊条分为:结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍和镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条以及特殊用途焊条。二为国家标准规定,为碳钢焊条,低合金焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。二者没有原则区别,前者用商业牌号表示,后者用型号表示。
如果按照焊条药皮的主要化学成分来分类,可以将电焊条分为:氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条、低氢型焊条、石墨型焊条及盐基型焊条。
如果按照焊条药皮熔化后,熔渣的特性来分类,可将电焊条分为酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条药皮的主要成分为酸性氧化物,如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁等。碱性焊条药皮的主要成分为碱性氧化物,如大理石、萤石等。
焊条按用途不同可分为结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等。
焊条按熔渣化学性质可分为:酸化焊条和碱化焊条两大类。碱性焊条焊出的焊缝含氢、硫、磷少。焊缝力学性能良好,但对油、水、铁锈敏感,易产生气孔。酸性焊条焊接时电弧稳定、飞溅少、脱渣性好。因此重要的焊接结构件选用碱性焊条,而一般结构件都选用酸性焊条。
结构钢焊条的牌号表示方法为:以汉字拼音字首加上三位数字来表示如我们实习中用的结构钢焊条的牌号为J422(或结422)。“J”表示结构钢焊条的“结”字。后面的两为数字“42”为焊缝金属的抗拉强度不小于420MPa;最后一位数字“2”代表钛钙型药皮,用交流或直流电源均可。
酸性碳钢焊条
种类 : J421、J421Fe、J422、J423、J425、J502、J501Fe15
牌号 GB型号 AWS型号 药皮类型 电流类型 主要用途 规格
J421 E4313 E6013 氧化钛型 AC/DC 焊接低碳钢结构,特别适用于薄板小件及短焊缝的间断焊和要求表面光洁的盖面焊 Φ2.0—Φ5.0
J421Fe E4313 E6013 铁粉钛型 AC/DC 焊接一般低碳钢结构,特别适用于薄板小件及短焊缝的间断焊和要求表面光洁的盖面焊 Φ2.5—Φ5.0
J422 E4303 —— 钛钙型 AC/DC 用于焊接较重要的低碳钢结构和强度等级低合金钢,如09Mn2等 Φ2.0—Φ5.0
J423 E4301 —— 钛铁型 AC/DC 可焊接较重要的的低碳钢结构 Φ3.0—Φ5.0
J425 E4311 E6011 纤维素钾型 AC/DC 适用于薄板结构的对接、角接及搭接焊。如电站烟道、风道、变压器的油箱、船体和车辆外板的低碳钢结构 Φ3.2—Φ5.0
J502 E5003 —— 钛钙型 AC/DC 主要用于16Mn等低合金钢的焊接 Φ2.0—Φ5.0
J501Fe15 E5024 E7024 铁粉钛型 AC/DC 适用于机车车辆、造船、锅炉等结构的焊接 Φ2.5—Φ5.0
熔敷金属化学成分 % 熔敷金属机械性能
牌号 C Mn Si S P 抗拉强度(Mpa) 屈服强度(Mpa) 延伸率 (%) 冲击值
℃ J
J421 ≤0.12 0.3~0.6 ≤0.35 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 0 ≥47
J421Fe ≤0.12 0.3~0.6 ≤0.35 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥17 0 ≥47
J422 ≤0.12 0.3~0.6 ≤0.25 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -20 ≥47
J423 ≤0.20 0.3~0.6 ≤0.20 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 0 ≥27
J425 ≤0.12 0.3~0.6 ≤0.30 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -30 ≥27
J502 ≤0.12 ≤1.60 ≤0.30 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥400 ≥20 0 ≥27
J501Fe15 ≤0.12 0.8~1.4 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.040 Mo≤0.30 V≤0.08 ≥420 ≥400 ≥17 0 ≥27
http://www.nphj.com/sxht.html
碱性碳钢焊条
种类 : J426、J427、J506、J507、J506Fe
牌号 GB型号 AWS型号 药皮类型 电流类型 主要用途 规格
J426 E4316 E6016 低氢钾型 AC/DC 用于焊接重要的低碳钢和低合金钢的结构。如O9Mn2等 Φ2.5—Φ5.0
J427 E4315 —— 低氢钠型 DC(R) 用来焊接重要的低碳钢和低合金钢,如O9MnSi等 Φ2.5—Φ5.0
J506 E5016 E7016 低氢钾型 AC/DC 用于中碳钢和低合金钢的焊接如16Mn、O9MnSi等 Φ2.5—Φ5.0
J507 E5015 E7015 低氢钠型 DC(R) 可焊接中碳钢和某些低合金钢如16Mn、O9Mn2Si、O9Mn2V等 Φ2.5—Φ5.0
J506Fe E5018 E7018 铁粉低氢钾型 AC/DC 适用于碳钢及低合金钢的焊接、 如16Mn等 Φ2.5—Φ5.0
熔敷金属化学成分 % 熔敷金属机械性能
牌号 C Mn Si S P 抗拉强度(Mpa) 屈服强度(Mpa) 延伸率 (%) 冲击值
℃ J
J426 ≤0.12 ≤1.25 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -30 ≥27
J427 ≤0.12 ≤1.25 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -30 ≥27
J506 ≤0.12 ≤1.6 ≤0.75 ≤0.035 ≤0.040 ≥490 ≥400 ≥22 -20
-30 ≥47
≥27
J507 ≤0.12 ≤1.25 ≤0.75 ≤0.035 ≤0.040 ≥490 ≥400 ≥22 -20
-30 ≥47
≥27
J506Fe ≤0.12 ≤1.6 ≤0.75 ≤0.035 ≤0.040 ≥490 ≥400 ≥22 -30 ≥27
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⑵ 焊接工作台一边选用什么材料,无需后续热处理和加工,但能保证焊渣宜清理
金属焊接性就是金属是否适应焊接加工而形成完整的、具备一定性能的焊接接头的特性。评价焊接性,要考虑金属本身的性能和工艺条件。目前,我国对金属焊接性评价还停留在人工水平上,靠个人的经验。为提高效率和准确率,开发和推广应用计算机辅助金属焊接性评价是根本的出路。但在金属焊接性评价过程中影响因素多,因素与因素之间的相互联系难以明确表达,而且许多问题的可统计性差。因此,解决这类问题要借助于经验知识,比较适合于选用专家系统[1〕。用专家系统来进行金属焊接性评价与人工相比,有着鲜明的专家智能技术的特色,而且可以提高效率和准确率。目前,在国内还没有这样的专家系统。本文在研究金属焊接性的基础上,提出了金属焊接性评价专家系统。
1 专家系统模型
1.1 总体结构模型
专家系统通常是由知识库和知识库管理系统构成的。知识库是经过收集和整理的人类知识和经验的集合,以事实和规则的形式存储在计算机文件中,由知识库管理系统管理。广义的知识库包括知识库、方法库、模型库和数据库等。知识库管理系统是用于知识库的建立、维护、管理和控制的计算机软件。
1.2 面向对象模型
在金属焊接性评价中,金属大体可分为钢和铁,铜及其合金,铝及其合金,钛及其合金等。它们有各自的特点,同时又有一定的共性,具有面向对象特点。利用面向对象框架可以很好地解决诸如多重继承等问题。在系统中采用框架结构的表达方法,共同的属性在上层
框架中定义,特殊的属性在下层框架中定义(见图1)。
类是具有共同属性的密切相关的对象的集合,类本身并不生成实际的对象。由子类实例化生成实际的对象,子类生成对象,对象的私有部分不能被继承,如部件名称、材料型号、工件厚度等,对象的公有部分如一些焊接工艺选项,其函数可由子类继承。
2 推 理
一般而言,通过金属的化学成分、物理特性、化学性能、焊接工艺条件、相图特点、cct图、热处理、保护方式等来评价金属的焊接性。文中着重于前几个方面来进行评价。在专家系统中建立了案例库、知识库和模型库。案例库由若干案例组成。知识库主要由若干规则组成。文中给出了基于案例和规则的推理方法以及基于案例和规则的混合推理方法。 2.1 基于案例的推理
基于案例的推理一般包括案例的表示、组织和检索等。案例的表示就是对金属焊接性评价方面的知识尽可能进行详细地描述。案例的组织是在案例表示的基础上,根据案例的特征和检索的需要,对案例进行整理和归类。案例的检索是根据一定的检索策略找到与待求的相似的案例。在基于案例的推理中,如何高速、有效地完成案例的检索是十分重要的。本系统中案例的检索策略利用相似度。
相似度的表示:这里利用两模糊子集的距离来表示相似度。
在实际处理中,我们设定一定的门槛值,大于这一门槛值,就可以采用此案例的方法。小于门槛值,可以使用下列的基于规则的推理。
2.2 基于规则的推理
规则表示数学模型:
rule 规则名
when 条件
if条件1 then 结论1;
…
if 条件n then 结论n;(n>1)
end rule 规则名
知识库中每个规则的形式均以if . .then.的形式组建。运行过程中环环相扣,形成复杂的推理网络,知识在推理网络中得以传递,进行相应的分析和判断。
例:利用碳当量来分析金属焊接性。
rule 碳当量
when 低合金钢
if(板厚<25 mm,热输入=17 kj/cm,σb=600 mpa,ce=0.52%)then(预热温度75℃)
if(板厚<25 mm,热输入=17 kj/cm,σb=700 mpa,ce=0.52%)then(预热温度100℃)
end rule碳当量
其中,满足低合金钢条件,其成分范围: c≤0.2%,si≤0.55%,mn≤1.5%,cu≤0.5%,ni≤2.5%,cr≤1.25%,mo≤0.7%,v≤0.1%,b≤0.006%。
通过输入金属材料的牌号,如果是钢,则输入其钢号,调用数据库中的化学成分表,得到其化学成分,通过化学成分的范围,调用不同碳当量计算公式。通过碳当量的计算值和其它工艺参数,调用知识库中规则来评价金属焊接性的好坏。
2.3 混合推理
基于案例的推理只能对已存在的案例进行搜索,并且容易将表面相似现象看成本质相似,导致误诊。基于规则的推理,系统只能对事先预想到并提供了规则进行推理,并且结论的解释和对策比较呆板,不能灵活适应情况的变化。因此,需要将不同推理方法组合使用,实现基于案例和规则的混合推理策略。
首先搜索案例库,得到基于案例推理的结果,如对结果不满意或没有结果,再搜索规则库,得到基于规则推理的结果。在此推理过程中,采用层次模型进行逐步推理,最后对不同推理方法得到的结果进行综合分析。如果不同推理方法得到相似的结果,则此结果比较可信。混合推理的优点是能充分发挥各种推理方法的优势,克服各自存在的不足,能最大限度地找到问题的解。
3 系统功能
(1)信息咨询和查询。专家系统中展示了金属焊接性方面的专家经验与知识。
(2)系统应用户请求,评价金属焊接性。
(3)显示出在给定情况下焊接工艺。
(4)系统的维护和打印等工作。
4 系统实现
在具体实现中,推理机采用高级语言 visualc++构造[4〕,用visual foxpro建立数据库,通过 odbc接口访问和处理数据库。
5 结束语
基于知识库的金属焊接性评价专家系统由于涉及的内容广,在研制时间较短的情况下,知识库中的知识还不够完善。随着焊接技术的发展,知识库的不断丰富,金属焊接性评价专家系统将在焊接领域起着越来越重要的作用。希望本文能为今后的工作起到抛砖引玉的作用
⑶ 工字钢移动料台可以焊接吗
工字钢的移动料台可以焊接焊接过程中要用中碳钢焊条焊接。
⑷ 常用焊接材料
(一)电焊材料
电焊材料主要是指电焊条。电焊条是用来传导焊接电流、引燃电弧和熔化后作为焊缝的填充金属的。对焊条的基本要求是:保证焊缝的化学成分和金属组织与被焊件金属相似,不产生气孔、夹渣和裂纹等现象;有良好的焊接工艺性,电弧稳定,燃烧均匀,飞溅少,流动性适宜和脱渣性好。
焊条一般由焊心(焊丝)和包在外面的药皮(即涂料)组成。
1.焊心
焊心是用不同金属材料做成的不同直径的焊丝。按《GB1300—77 焊接用钢丝》规定:焊条钢丝有44种,可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三大类。焊条的直径是以焊心直径来表示的,常用的焊条直径有ϕ2mm、ϕ2.5mm、ϕ3.2mm、ϕ4mm、ϕ5mm等几种。一般焊条的长度在250~450mm之间。
2.药皮
焊条的药皮是将矿石、岩石、铁合金和少量化学物质、有机物等碾成粉末,加黏结剂涂在焊心上经烘干而制成。药皮的主要作用是保证焊缝金属具有合乎要求的化学成分和力学性能,并使焊条具有良好的焊接工艺性能。
3.焊条的分类和型号
焊条按用途可分为:碳钢焊条、低合金焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条及铜合金焊条、镍及镍合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条等。
常用焊条为碳钢和低合金钢焊条,它们型号按 《GB5117—1995 碳钢焊条》、《GB5118—1995 低合金钢焊条》规定编制。如:E4303型号的表示含义,其中,最后一个3表示焊条药皮为钛钙,可采用交流或直流正反接;0表示焊条适用于全位置焊接;43表示熔敷金属抗拉强度的最小值(430mPa);E表示焊条。
(二)气焊材料
气焊材料主要有焊丝和焊剂。
1.焊丝
气焊一般都用焊丝作为填充金属。焊丝的成分应与被焊件基本相同,焊丝直径由被焊件厚度决定,原则上在保证质量的前提下尽可能用直径大些的焊丝。
2.焊剂
在焊接高合金钢、铸铁和有色金属时,还要用焊剂来配合焊丝使用。焊剂的作用是防止焊金属氧化和除去氧化物。焊铸铁时常用苏打或碳酸钾作焊剂;焊接其他金属,常用硼砂或硼酸等作焊剂。
⑸ 钢筋单面焊、帮条焊在实际中分别要用几根焊条
用几根焊条是根据钢筋的直径、焊接长度、焊缝的宽度、焊缝的高度而决定的。
⑹ 焊接技术上有什么要求
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。
⑺ 桥梁钢结构焊接需要用哪些焊接材料
桥梁钢结构制造用焊接材料:
目前国内桥梁结构钢主要采用Q345、Q370、Q390和Q420级别钢板,在桥梁钢结构制造上常用的焊接方法为埋弧焊和气体保护焊,少量采用焊条电弧焊。根据钢桥所用结构形式不同,所采用的焊接方法和焊接材料的比例也不同,对于公路钢箱梁桥,气体保护焊用量大,约占85%,埋弧焊用量较少,约占15%,焊条电弧焊仅占约2%;对于桁架桥,埋弧焊用量较大,约占58%,气体保护焊用量约占40%,焊条电弧焊约占2%。
桥梁钢结构焊接材料的应用和发展:
(1)研发高强度、高韧性焊材
随着我国铁路建设向高速、重载方向发展,铁路钢桥向高速、重载、大跨度、结构美观新颖及全焊方向发展,所采用的桥梁结构钢已经不仅限于Q345、Q370和Q420钢,为了满足主跨1092m的世界第一跨度斜拉公铁两用大桥——沪通长江大桥设计需要,研发并应用了强度级别更高的Q500qE钢,该钢板也即将在芜湖长江公铁大桥上应用。
(2)耐候桥梁钢焊材的需求
随着我国一带一路经济发展,位于东南沿海和西部的交通建设规模逐渐扩大,为了降低桥梁钢结构建成后的维护成本,减少环境污染,将逐渐推广建设免涂装的耐候钢桥梁,各大钢厂正在研发耐海洋气候和内陆大气腐蚀的耐候钢。
为了满足耐候桥梁钢焊缝耐候性需要,在保证其焊接接头具有良好综合力学性能的同时,焊缝也需要向母材一样也具有耐候性能。参考美标ASTM G101对钢板的耐候性能评价标准,即钢材具有较好的耐大气腐蚀性能时,经计算得出的耐腐蚀性指数≥6.0,指数值越大的钢板耐腐蚀性能越好。
因为焊缝区域或多或少都会存在焊接残余应力,会降低焊缝的耐腐蚀性能,为了保证耐候钢焊接接头具有良好的耐腐蚀性能,要求耐候桥梁钢焊接材料熔敷金属的耐腐蚀性指数比钢板标准适当提高,耐候桥梁钢焊接材料熔敷金属的耐腐蚀性指数≥6.2,且熔敷金属扩散氢含量≤5mL/100g。
(3)机器人焊接用高效焊接材料的需求
目前,钢结构桥梁制造领域正在推广机械化和自动化焊接技术。为了适应机器人连续高效焊接,力学性能和工艺性稳定的桶装焊接材料受到制造厂的青睐,尤其随着Q500级桥梁钢的推广应用,工艺性能好、高强度、高韧性的机器人焊接用金属粉型气体保护焊药芯焊丝的用量将会逐渐增大。