一种Q345qE结构钢的焊接工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种焊接工艺，尤其涉及一种Q345qE结构钢的焊接工艺，属于钢结构 领域。
【背景技术】
[0002] 随着高强度、高级别的结构钢的应用越来越广泛，其焊接必须有与之相适应的焊 接工艺。
【发明内容】
[0003] 本发明主要是解决现有技术中存在的不足，通过对母材性能的分析结合设计要 求，提出了焊材选用要求，Q345qE结构钢的冲击试验温度为-40°c，冲击功值要求不小于 47J，所选用的焊接材料的熔敷金属冲击试验也应满足此要求，且焊接材料的性价比也应该 比较高的一种Q345qE结构钢的焊接工艺。
[0004] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0005] -种Q345qE结构钢的焊接工艺，按以下步骤进行：
[0006] -、焊前准备：
[0007] (1)、确定焊接方法：
[0008] 采用手工焊条电弧焊、CO2气体保护焊和埋弧焊的焊接方法；其中，手工焊条电弧 焊主要用于现场安装填充量较少的焊缝，填充量较大的焊缝采用CO 2气体保护焊；车间制作 采用CO2气体保护焊和埋弧焊，以提高焊接效率；
[0009] (2)、焊接材料的选用：
[0010] ①、焊材熔敷金属力学性能应与Q345qE结构钢的力学性能相匹配，Q345qE结构钢 的力学性能：
[0011] 拉伸强度为490MPa，断后伸长率为20%，试验温度为-40°c，冲击吸收能量不小于 47KV2/J ；
[0012] ②、焊材化学成分及性能指标要求：
[0013] 气保焊丝和焊条的化学成分要求为熔敷金属化学成分要求，埋弧焊丝化学成分要 求为焊丝化学成分要求，见下表：
[0014]
[0015] (3)、《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10002. 2-2005和《铁路钢桥制造规范》 TB10212-2009中规定的焊材选配要求：
[0016] ①、焊接性能应与基材相匹配，选用的焊接材料、焊接工艺，均应根据设计要求通 过焊接工艺评定；
[0017] ②、整体节点焊接接头，包括焊缝金属和热影响区，冲击韧性不得低于母材标准， 焊接材料原则上应与设计选用的钢材相匹配；
[0018] (4)、按以上要求确定各种焊接材料的选配基本原则：
[0019] ①、CO2气体保护焊用药芯焊丝执行标准《碳钢药芯焊丝》GB/T10045-2001，选用的 气保焊丝的熔敷金属化学成分和熔敷金属力学性能参考型号为E50XT-1的药芯焊丝，但冲 击试验结果要求同母材；
[0020] ②、埋弧焊丝执行标准《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T12470-2003和生产厂 家企标，但对熔敷金属冲击试验结果要求同母材；埋弧焊焊丝化学成分参考牌号为H10Mn2 的埋弧焊丝，但S、P含量要严于H10Mn2,同时对镍含量有限制；
[0021] ③、手工电弧焊用焊条执行标准《低合金钢焊条》GB/T5118-1995选用的手工电弧 焊用焊条的熔敷金属化学成分和熔敷金属力学性能参考型号为E5015 (16)-G的焊条，但冲 击试验结果要求同母材；
[0022] ④、熔敷金属拉伸试验结果应符合下表规定：
[0024] 熔敷金属冲击试验结果应符合下表规定：
[0025]
[0026] ⑤、通过对母材性能的分析，结合对市场现有焊材情况及性价比的调查，确定了相 应的匹配焊接材料，所选用焊条型号为E5015-G (牌号CJ507Q)、CO2气体保护焊丝型号为 E501T-1L (牌号 YCJ501Ni-l)、埋弧焊丝和焊剂牌号 MCJQ-1+SJ101 ;
[0027] 焊材进厂后，首先进行焊材复验，焊材复验结果如下：
[0029] (5)、坡口加工及焊前装配应符合施工图纸及规范要求，焊接坡口及装配间隙对焊 缝质量有直接的影响，焊接前必须彻底清除待焊区域及距焊缝坡口边缘30mm范围内的有 害物；
[0030] (6)、焊条电弧焊和自保护药芯焊丝电弧焊，当焊接作业区风速超过8m/s，气体保 护电弧焊，当焊接作业区风速超过2m/s时，应采取有效措施，以保障焊接电弧区域不受影 响，施焊环境湿度应不小于80% ;焊接温度不应低于5°C ;
[0031] 二、焊接规范及要求：
[0032] (1)、焊前预热温度要求：
[0033] 根据工艺评定试验，焊前预热温度应符合下表的规定要求：
[0035] 注：①、T形接头焊接时，应提高预热温度20°C ;②、不等厚接头焊接时，应按厚板 选用预热温度；
[0036] 预热范围一般为焊缝每侧IOOmm以上，预热温度宜在焊件受热面的背面测量，测 量点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处；
[0037] (2)、焊接规范参数：
[0038] 焊接规范参数选用应参照下表：
[0039]
[0040] (3)、不应在焊缝以外的母材上打火、引弧；引弧板、引出板应符合下列要求：
[0041] ①、引、出弧板的钢材应选用与所焊钢材焊接性能相近的钢材，坡口形式应与被焊 焊缝相同，禁止使用其它材质的材料充当引、出弧板；
[0042] ②、在焊接接头的端部设置对齐的焊缝引、引出板，使焊缝在提供的延长段上引弧 和终止，手工电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引出长度宜大于25_，埋弧焊缝的引出长度宜 大于80mm ；
[0043] ③、焊接完成并完全冷却后，采用火焰切割方法除去引弧板和引出板，并修磨焊缝 端部平整，严禁用锤击落引弧板和引出板；
[0044] (4)、手工电弧焊和CO2气保焊底层焊道的厚度应彡6mm，但不得大于8mm ;打底焊 允许作轻微摆动；当手工电弧焊焊道宽度大于焊条直径4倍、C02气保焊的焊道宽度大于 20mm时，采用分道焊接，搭接宽度应控制为焊道宽度的1/3~1/2 ;焊缝搭接时应注意焊缝 与焊缝间应过渡良好，避免产生搭接凹陷，埋弧焊填充焊道最大厚度为6_ ;
[0045] (5)、多层焊时应连续施焊，每一焊道焊接完成后应及时清理焊渣及表面飞溅物， 发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊；每道焊缝的焊接收弧时务必应填满弧 坑；
[0046] (6)、焊接过程应连续进行，在连续焊接过程中应控制层间温度< 230°C，但不应低 于最低预热温度，如低于此温度应进行加热；
[0047] (7)、全焊透焊缝的清根应从反面进行，清根后的凹槽应形成不小于10°的U形坡 口；凹槽表面应光洁、无夹碳、粘渣等，碳弧气刨后，应使用砂轮打磨刨槽表面，去除渗碳淬 硬层及残留熔渣；
[0048] (8)、当板厚彡40mm时，焊缝焊接完成后，立即覆盖多层保温棉保温缓冷；
[0049] 三、焊接检验及焊接缺陷返修：
[0050] (1)、焊接质量检验应做好焊前检验、焊接过程检验及焊后质量检验；
[0051] (2)、焊前检验的主要内容为：检验钢材质量保证书及复验报告；焊材合格证及复 验报告、坡口加工质量及尺寸、组对质量及尺寸、焊材烘干情况、焊接设备状况、焊工资格；
[0052] (3)、焊接过程检验主要内容为：焊工执行焊接工艺情况，包括预热、调整规范参 数、焊道布置、焊道中间清理、焊缝盖面质量及外形尺寸控制；
[0053] (4)、焊后质量检验主要按TB10212-2009、JGJ81-2002有关规定对焊缝外观及外 形尺寸等进行检查，检查合格后再进行无损检测；
[0054] (5)、焊缝外观检查：
[0055] ①、所有焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，Q345钢的焊缝应在焊接完成 24h后检查结果方可作为验收依据；
[0056] ②、外观检查一般用目测，裂纹的检查应辅以5倍放大镜并在适当的光照条件下 进行，尺寸的测量应用量具、卡规；
[0057] ③、焊缝外观质量应符合下列规定：
[0058] 1、所有焊缝必须在全长范围内进行外观检查，不得有裂纹、未熔合、夹渣、未焊满 弧坑和焊瘤等缺陷；一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩、咬边和接头不良缺陷，一级、二级 焊缝不得存在表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤缺陷；
[0059] 2、其余外观质量除应符合上述条款的要求外，尚应满足下面二张表的有关规定：
[0064] (6)、焊缝尺寸应满足设计图纸要求，如图纸无相关要求则应符合下列规定：
[0065] ①、对接焊缝的焊缝宽度应符合下表的规定：
[0066]
[0067] ②、对接焊缝余高和错边允许偏差见下表：
[0068]
[0071] 注：hf>8. Omm的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值I. 0mm，但总长度不 得超过焊缝长度的10 % ;
[0072] (7)、无损检测：
[0073] ①、无损检测应在外观检查合格后进行；
[0074] ②、焊缝无损检测报告签发人员必须持有相应检测方法的II级或II级以上的资 格证书；
[0075] ③、设计要求全熔透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，其内 部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分 级》GB11345 ;
[0076] (8)、焊接缺陷返修：
[0077] ①、经外观及无损检测发现的超标缺陷，应由检验员填写返修通知单，送达车间， 通知单应标注缺陷性质、部位、深度、大小；
[0078] ②、如超标缺陷为气孔、夹渣、焊瘤、余高过大或接头鼓凸，应采用砂轮打磨修饰等 加以清除，必要时应进行焊补，对焊缝尺寸不足，局部缺肉、凹陷、低洼、咬边、弧坑未填满或 角焊缝过渡不良等缺陷应进行焊补，而后打磨修饰；
[0079] ③、对无损检测确定的焊缝内部存在的超