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厚板焊接技术措
1、厚板焊接,由于热输入量较大,易产生层状撕裂,故采取措施如下:
1.1材料的选用
人于40mm厚钢板材料订购吋加Z向性能指标。
1?2焊接设备的选用
焊接时采用我司从台湾进口的先进设备双弧双丝埋弧(林肯焊机)焊接,在 焊接过程屮,前面的一只焊丝对后面的一根焊丝有预热作用,后面的--根焊丝对 前面的一根焊丝有后热作用,这样存在二次预热和二次后热的效果,减小了残余 氢含量,从而大幅度减小了冷裂纹的可能性。
3焊接材料选用
3焊接材料选用
焊接材料的选择受许多因素的影响,概括起来主要有三个方面的因素,即焊 接性、工艺性和经济性。焊接性因素主要受母材成分和性质的影响,同吋也与接 头尺寸、形状以及焊接工艺条件有关。在工艺性方面,尚需考虑操作性能及成型 性能:操作性能包括稳弧性、飞溅、脱渣性、烟尘情况等;成型性能是指焊缝表 面成型、熔透成型以及儿何形状上的缺欠情况。焊接材料选择的经济性是一个重 要方面,主要体现在生产成本屮,焊接材料的选用必须结合具体条件。
在本工程屮,对厚板进行焊接吋,为防止氢裂纹,限制氢的来源,在焊接材 料的选择上经过了严格的论证过程。经焊接试验证明,采用HlOMi-12焊丝与SJ301 焊剂组合,熔敷金展强度远高于母材强度,达650MPa左右,当采用H10Mn2焊丝 与SJ101焊剂组合,熔敷金属强度为550MPa左右,熔敷金属强度与母材强度相 近。在一?定扩散氢条件下,厚板多层焊吋,焊缝强度越高,产生冷裂纹的可能性 越大,由此可知选用H10Mn2与SJ101组合是合理的。在焊接完毕后,焊缝金属 韧性较高,扩散氢含量低,抗冷裂性能良好,并且脱渣性、焊缝成型良好。
1?4焊接性能的分析
焊接性分析试验
本工程焊接H钢材料带Z向性能,钢材为正火状态,材料为Q345BZ15,钢 材化学成分及力学性能如下表所示:
钢材化学成分及力学性能
钢材
化学成分
力学性能
Wz(%)
03-708
9-1
C
Mn
Si
P
S
Al
抗拉强度
N/mm2
屈服强度
N/mm2
冷弯180
d=3a
延伸率
%
冲击值 20°C (J)
0. 17
1.53
0. 24
0.012
0. 003
0. 03
570
365
合格
28
84 80 90
50 37 48
碳肖量分析:
CE二C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Cu+Ni) /15^0. 425%
根据经验以及《金属材料焊接》屮相关资料介绍:
当CE0. 4%时,钢材的淬硬倾向很小,可焊性好,焊接前一般不需要预热。 半CE二0. 4-0?6%吋,钢材的淬硬倾向逐渐增加,须采取适当预热、控制线能 量等工艺措施。
当CE0. 6%吋,淬硬倾向大,很难焊接,需要采取较高的预热和严格的工艺措施,。
因此,结合本工程的钢材的碳半量计算结果可知,该种厚钢板在焊接吋存在 一定的淬硬倾向,焊接性比较差,有一定产生焊接冷裂纹的倾向。所以在焊接前后 必须进行预热和后热。加热设备选用90kw数控远红外加热器。
1?5坡口的确定
H型钢腹板与翼板Z间的坡口形式如下图:
部分熔透接头形式
箱形腹板和翼板坡口采用如下形式:
1?6预热
(1)预热温度确定
预热的H的是减小焊缝冷却速度,防止钢材在焊接时产生冷裂纹。预热温度 并非越高越好,不适当的提高预热温度会降低焊缝的强度,同时还会增大熔合比 而对焊缝产生不良影响。应该首先确定最低预热温度,实际的预热温度只要不低 于最低预热温度即可。
根据ANST/AWSD1. 1《钢结构焊接规范》的规定,采用碳当量评估钢材的焊 接性;利用裂纹敏感指数来确定预热温度;使用扩散氢含量控制法来确定后热温 度。
根据PC计算和AWSD1. 1的规定,利用控制氢含量的方法来防止焊接冷裂纹, 即接头在冷却到大约50°C以后,残留在接头屮的平均含氢量不超过某一临界值, 则不会产生裂纹,而氢含量的临界值取决于钢的化学成分和拘朿,利用这一?方法 可以估算出足以使氢扩散出焊接接头所必需的预热温度。
利用控制氢含量的方法确定预热温度,首先确定接头的拘束程度及熔池屮的 含氢量,对于拘束分为高、屮、低三级,并根据经验来确定拘束等级。
根据AWSD1. 1的规定,对于使用干燥焊剂的埋弧焊的氢含量定义为H2低氢 含量,H值为10ml/100go
PCM二 C+ Si/30+( Mn+Cr+Cu) /20+ Ni/60+ Mo/15+V/10+5B?0. 255
敏感度指数——12PCM+loglOH二4. 24o
在AWSD1. 1的规定屮,为使用方便,对敏感度指数进行了分组A-G,从A到 G的每一字母都包插了敏感度指数的一小段范弗I:
A二3. 0 B二3. 1—3. 5 C=3. 6—4. 0 DM. 1—4. 5 F二5. 1—5. 5 G二5. 6—7
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