门式起重机主梁制造工艺研究陆锦枝.doc

门式起重机主梁焊接工艺研究 新上铁上海修造分公司 陆锦枝 摘要：上海修造分公司今年承接了多台门式起重机的制造任务后，通过对主梁主材Q235B钢的材料化学分析、焊接要求分析后，初步确定焊接方法和焊接材料，制定了焊接工艺评定方案，按焊接工艺评定要求进行力学试验，根据试验结果制定了详细的焊接加工工艺并制作样品进行承载试验，试验结果证明焊接工艺可行。 关键词：门式起重机主梁 焊接工艺 研究 一、问题的提出 今年新上铁修造分公司承接多台门式起重机的制造任务，按照门式起重机的设计要求，一般门式起重机的主梁使用的主要材料为Q235B，采用的主要制造工艺为焊接。因此需要对其进行研究并制定焊接工艺。 二、Q235B焊接性能分析 （一）Q235B化学成分分析和力学测试 表1 Q235B化学成分表（摘自GB/T 700-1988） 牌号 化学成分（质量分数）/% C Si Mn P S Cu Cr Ni 其他 Q235B 0.12～0.20 ≤0.30 0.30～0.70 ≤0.045 ≤0.045 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 - 2014年5月，我们将Q235B δ=8，δ=12两种常用钢材取样送上海材料研究所检测中心进行化学分析。分析结果（编号:2014-H-9951）（编号:2014-H-9950）见表2，3。 表2 Q235Bδ=8钢材的化学分析：（根据GB/T20123-2006；GB/T4336-2002） 检测 项目 碳（C） 硅（Si） 锰（Mn） 磷（P） 硫（S） 铬（Cr） 钼（Mo） 镍（Ni） 铜（Cu） 结果 0.18 0.20 0.44 0.024 0.027 表3 Q235Bδ=12钢材的化学分析：（根据GB/T20123-2006；GB/T4336-2002） 检测 项目 碳（C） 硅（Si） 锰（Mn） 磷（P） 硫（S） 铬（Cr） 钼（Mo） 镍（Ni） 铜（Cu） 结果 0.18 0.16 0.55 0.028 0.019 上述报告认为送检钢材符合《GB/T 700-1988》规定的 Q235B化学成分。 表4 Q235B钢材的力学性能（摘自GB/T 700-1988） 序号 检测项目 单位 结果 备注 1 上屈服强度 MPa 235 2 抗拉强度 KN 375 3 断后延伸率 % 26 4 冲击值 J 27 5 冷弯试验 表5 Q235Bδ=8钢材的力学性能（2014-L-5739） 序号 检测项目 单位 结果 备注 1 上屈服强度 MPa 309 2 抗拉强度 KN 457 3 断后延伸率 % 36.5 4 冲击值 J 242323 5 冷弯试验 α=180°,d=1.5t 完好 表6 Q235Bδ=12钢材的力学性能（2014-L-5739） 序号 检测项目 单位 结果 备注 1 上屈服强度 MPa 300 2 抗拉强度 KN 458 3 断后延伸率 % 37 4 冲击值 J 424244 5 冷弯试验 α=180°,d=1.5t 完好 上述报告认为送检钢材符合《GB/T 700-1988》规定的 Q235B力学性能。 （二）Q235B钢材的焊接要求 （1） Q235B钢，金相组织为奥氏体（A)加3-5%铁素体（F），具有良好的塑性和高温、低温性能。在焊接热循环作用下，主要显示出以下基本要求： 1）焊接过程中采用小的线能量输入，减小热影响区范围，加快焊缝及热影响区的冷却速度对Q235B钢板的焊接是有益的。 2）Q235B钢焊接时导热系数小，存在过热区，也容易造成热影响区的晶粒长大。焊缝高温停留时间过长，也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能量输入较小的焊接方法。 3）由于导热系数小而线膨胀系数大，自由焊态下焊接易产生较大的变形，选用能量集中，热影响区窄的焊接方法能在一定程度上减少焊接变形。 （2）Q235B钢具有较高的变形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很低，所以总的来说焊接性还是不错的。但是由于热导率低，热膨胀系数大，局部加热时温度分布不均匀，收缩量大等都将使接头在焊接过程中产生较大的内应力。焊接时应注意这方面的问题，尽量避免或减少这种受热不均现象的发生，焊接的速度也应该适当的快点。 上述我们通过化学成分和物理性能对Q235B钢的焊接性能进行了初步分析，为拟定合理的焊接工艺，必须进行焊接工艺评定。 三、Q235B钢板的焊接工艺评定 （一）选用焊接方法 修造分公司常用的焊接方法比较见表7。 表7 修造分公司常用焊接方法比较 项目 手工电弧焊 MIG实心焊 CO2气体保护焊 备注 效率 低 高 高 成本 高 较高 低 操作工艺性 好 较好 好 焊