Q460钢厚板的焊接工艺的制作方法

Q460钢厚板的焊接工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种Q460钢厚板的焊接工艺，包括以下步骤：在待焊接的Q460钢的工件的侧面顶端和底端进行切割，使两工件对接形成两不对称的双V型坡口；对打磨后的工件进行组对焊接;对焊缝区域进行预热；对预热后的工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充层和盖面层的焊接；采用碳弧气刨进行清根处理，在清根的过程中将根部缺陷全部清除。本发明公开的Q460钢厚板的焊接工艺，提高Q460钢厚板的焊接质量，减少了焊接应力与焊接变形的产生。
【专利说明】Q460钢厚板的焊接工艺

【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接工艺控制【技术领域】，尤其涉及一种Q460钢厚板的焊接工艺。

【背景技术】
[0002]Q460GJC钢属低合金高强度高层建筑结构用钢，在高层建筑中应用广泛。该钢种较普通的低合金高强钢具有碳当量高、淬硬倾向大、预热及层间温度控制要求高等特点，而较易产生焊接裂纹等缺陷，且Q460GJC钢厚板在焊接过程中，如焊接工艺控制不当，非常容易产生大的焊接应力与焊接变形。因此，选择最佳的焊接工艺参数，制定合理的技术要求，以有效地消除焊接缺陷，从而得到高质量的焊缝和稳定的焊接结构是Q460GJC钢厚板焊接的重点。


【发明内容】

[0003]本发明的主要目的在于提供一种Q460钢厚板的焊接工艺，旨在提高Q460钢厚板的焊接质量，减少焊接应力与焊接变形的产生。
[0004]为实现上述目的，本发明提供一种Q460钢厚板的焊接工艺，包括以下步骤:
在待焊接的Q460钢的工件的侧面顶端和底端进行切割，使两工件对接形成两不对称的双V型坡口，所述工件的单边坡口角度为2(Γ22°，并对切割后的坡口进行打磨；
对打磨后的工件进行组对焊接；
对组对焊接后的工件的焊缝区域进行预热，预热时采用履带式电加热器加热或火焰持续加热的方法，加热温度为10(Tl50°C ；
对预热后的工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充层和盖面层的焊接；
采用碳弧气刨对工件进行清根处理，在清根的过程中将根部缺陷全部清除，并打磨使刨槽圆滑过渡，清根电流控制为50(Γ550Α。
[0005]优选地，所述对预热后的工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充层和盖面层的焊接的步骤具体包括:
先焊接工件的小坡口的间隙，焊接3?4道打底层后，根据所述工件的变形情况翻面清根，再将大坡口焊至大坡口厚度的3/5时，翻面将小坡口的间隙一次性焊满后，对所述工件进行翻面将大坡口的间隙一次焊满。
[0006]优选地，所述采用碳弧气刨进行清根处理，在清根的过程中将根部缺陷全部清除，并打磨使刨槽圆滑过渡的步骤之后还包括:
当所述工件的焊缝未连续一次焊接完成时，将焊缝覆盖保温棉被缓冷至常温后，重新进行预热，预热温度为1(Ti5(rc，并再次焊接，焊接完成后，将焊缝覆盖保温棉被缓冷至常温。
[0007]优选地，对预热后的工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充层和盖面层的焊接的步骤中，打底层的工艺参数为:焊接电流为20(Γ220Α，电弧电压为24?26V，焊接速度为16?20cm/min，喷嘴直径为20_，焊嘴至工件间距为10?15_，CO2气体流量为15?25L/min ；填充层和盖面层的工艺参数为:焊接电流为24(Γ260Α，电弧电压为28?30V，焊接速度为2(T24cm/min，喷嘴直径为20mm，焊嘴至工件的间距为15?20mm，CO2气体流量为15?25L/
mir1
[0008]优选地，对预热后的工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充和盖面焊接的步骤中，控制焊枪的摆动幅度小于或等于20mm，焊枪与工件夹角为±30°，打底层的厚度为4飞?，填充层和盖面层的单道焊缝厚度均小于或等于4mm，同时控制焊道间温度为 10(T200°C。
[0009]优选地，所述采用碳弧气刨进行清根处理，在清根的过程中将根部缺陷全部清除，并打磨使刨槽圆滑过渡的步骤之后还包括:
工件焊缝在焊接完成24h后进行射线或超声波检测；
当检测发现工件存在超标缺陷时，采用碳弧气刨清除缺陷并用CO2气体保护焊进行补焊，同一部位补焊次数不超过两次。
[0010]优选地，在待焊接的Q460钢的工件开设的小坡口的厚度为大坡口的厚度的一半。
[0011]优选地，对焊缝区域进行预热的步骤中，加热时在焊缝两侧进行加热，加热宽度为10(Tl20mm，并采用红外测温仪测量加热温度，测温点设置在焊缝原始边缘两侧各75mm处，测温时，红外测温仪垂直于工件表面，红外测温仪与工件表面之间的间距小于或等于200mmo
[0012]优选地，在组对焊接时，控制其焊接电流为28(Γ300Α，电弧电压为28?30V，焊接速度为2(T25cm/min，工件坡口间隙为(T2mm，对口错边量控制小于或等于1mm，定位焊缝长度为15?30mm，定位焊缝间距为10(T300mm。
[0013]本发明提出的Q460钢厚板的焊接工艺，通过在Q460钢的工件的顶端面和底端面开设不对称的双V型坡口，一方面易于对工件变形的控制，另一方面在碳弧气刨清根时，可减少对母材的浪费(因若气刨清根侧的坡口深度较大时，气刨时会将焊缝两侧的母材和已焊接完成的焊缝大量清除，从而造成母材的浪费)。同时，工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充层和盖面层的焊接，因为前道焊缝对后道焊缝有热处理的作用，故多层多道焊接可提高焊缝金属质量，同时，多层多道焊接也可提高焊缝无损检测合格率。窄间隙薄层焊的方法焊缝热影响区小，可改善增工件性能，焊接后的工件机械性能良好，焊接残余应力小，工件变形小。另外，窄间隙薄层焊的方法还可减小焊接时间，减少填充材料的使用，可降低成本，提高生产率。本实施例提出的Q460钢厚板的焊接工艺，采取了上述的焊接参数控制，使之最适合于Q460钢厚板的焊接，极大地降低了焊接应力，减小了焊接变形，减少了焊接裂纹的产生，保证了 Q460钢厚板的焊缝质量，提高了焊接合格率。充分满足了高强钢的工艺性和使用性要求。

【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1为本发明Q460钢厚板的焊接工艺优选实施例的流程示意图；
图2为使用本发明Q460钢厚板的焊接工艺的工件的结构示意图；
图3为使用本发明Q460钢厚板的焊接工艺的工件的焊接原理示意图。
[0015]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

【具体实施方式】
[0016]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]本发明提出一种Q460钢厚板的焊接工艺。
[0018]参照图1，图1为本发明Q460钢厚板的焊接工艺优选实施例的流程示意图。
[0019]本优选实施例中，一种Q460钢厚板的焊接工艺，包括以下步骤:
步骤S10，在待焊接的Q460钢的工件的侧面顶端和底端进行切割，使组对后的两工件对接形成两不对称的双V型坡口【工件进行组对焊接时(即2个待焊接的Q460钢的工件组对时)，形成不对称的双V型坡口】，所述工件的单边坡口角度为2(Γ22°，并对切割后的坡口进行打磨；
步骤S20，对打磨后的工件进行组对焊接；
步骤S30，对焊缝区域进行预热，预热时采用履带式电加热器加热或火焰持续加热的方法，加热温度为10(Tl50°C ；
步骤S40，对预热后的工件(V型坡口内)采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充层和盖面层的焊接；
步骤S50，采用碳弧气刨对工件进行清根处理，在清根的过程中将根部缺陷全部清除，并打磨使刨槽圆滑过渡，清根电流控制为50(Γ550Α。
[0020]本实施例中，以工件型号为Q460GJC，板厚为60mm的钢板为例具体说明。在焊接前的准备有以下方面:
焊接设备及其他工具准备=CO2气体保护焊设备(型号:NBC-350型)1台，工件焊接所需的角向磨光机、钢丝刷、钢尺、焊缝尺、保温棉等；
焊接材料准备:低合金钢焊丝采用自贡大西洋焊丝制品有限公司生产的焊丝CHW-60CS (型号:ER55-D2，规格:直径Φ 1.2mm) I卷，CO2气体(C02纯度彡99.7%,含水量(0.005%)ο
[0021]图2中c表示钝边，c为(T2mm，al和a2均为4(Γ44°。具体地，在步骤S20中，在组对焊接时，控制其焊接电流为28(Γ300Α，电弧电压为28?30V，焊接速度为2(T25cm/min，工件坡口间隙(即图2所示的b)为(T2mm，对口错边量控制小于或等于1mm，定位焊缝长度为15?30mm，定位焊缝间距为10(T300mm。步骤S50中，清根使用圆形碳棒的规格为直径ΦΙΟπιπι。不对称的双V型坡口指Q460钢的工件的顶端面和底端面的坡口厚度不相同。具体地，本实施例中，在待焊接的Q460钢的工件开设的小坡口的厚度为大坡口的厚度的一半。参照图2，可使用半自动火焰切割机将工件开l/(3t-3c)、l/(3t-3c)(t为钢板的厚度)不对称的双V型坡口，单边坡口角度指图2所示的I/(2*al)和l/(2*a2)，al和a2的角度优选设置相同。对切割后的坡口打磨，使其至露出金属光泽，打磨范围为坡口面及其两侧各30mmo
[0022]在步骤S20中，对工件进行组对焊接时，如定位焊缝出现裂纹、气孔等缺陷时，须及时清除并重新焊接。
[0023]具体地，结合参照图2和图3，步骤S40具体包括:
先焊接工件的小坡口(即图2所示的下方的坡口)的间隙，焊接3?4道打底层后，根据所述工件的变形情况翻面清根，再将大坡口(即图2所示的上方的坡口)焊至大坡口厚度的3/5时，翻面将小坡口的间隙一次性焊满后，对所述工件进行翻面，再将大坡口的间隙一次焊满。图3中标号代表焊接的先后顺序。在步骤S40的焊接过程中，需注意观察焊缝端面角变形变化，根据实际情况随时调整翻面和焊接操作。
[0024]在步骤S40中，打底层的工艺参数为:焊接电流为20(Γ220Α，电弧电压为24?26V，焊接速度为16?20cm/min，喷嘴直径为20mm，焊嘴至工件间距为l(Tl5mm，CO2气体流量为15?25L/min ；
填充层和盖面层的工艺参数为:焊接电流为24(Γ260Α，电弧电压为28?30V，焊接速度为2(T24cm/min，喷嘴直径为20mm，焊嘴至工件的间距为15?20mm，CO2气体流量为15?25L/
mir1
[0025]在步骤S40中，控制焊枪的摆动幅度小于或等于20mm，焊枪与工件夹角为±30°，打底层的厚度为4飞?，填充层和盖面层的单道焊缝厚度均小于或等于4mm，同时控制焊道间温度为10(T200°C。焊道间温度可通过红外测温仪测定。
[0026]进一步地，在步骤S50之后还包括:
当所述工件的焊缝未连续一次焊接完成时，将焊缝覆盖保温棉被缓冷至常温后，重新进行预热，预热温度为1(Ti5(rc，并再次焊接，焊接完成后，将焊缝覆盖保温棉被缓冷至常温。
[0027]本实施例中，对焊缝覆盖保温棉被缓冷至常温，一方面可降低焊接接头在低温转变的冷却速度，延长焊缝在100°C以上的时间，另一方面还可使焊缝区在固热应变时受到压力的作用，消除冷裂纹等力学因素。再次焊接时的参数控制与步骤S40中的具体参数相同。
[0028]进一步地,在步骤S50之后还包括:
工件焊缝在焊接完成24h (小时)后进行射线或超声波检测；
当检测发现工件存在超标缺陷时，采用碳弧气刨清除缺陷并用C02气体保护焊进行补焊，同一部位补焊次数不超过两次。
[0029]超标缺陷指裂纹、气孔、夹渣以及未熔合等。
[0030]具体地，在步骤S30中，加热时在焊缝两侧进行加热，加热宽度为10(Tl20mm，并采用红外测温仪测量加热温度，测温点设置在焊缝原始边缘两侧各75_处，测温时，红外测温仪垂直于工件表面，红外测温仪与工件表面之间的间距小于或等于200mm。加热过程中需避免局部温度过高。
[0031]本实施例提出的Q460钢厚板的焊接工艺，通过在Q460钢的工件的顶端面和底端面开设不对称的双V型坡口，一方面易于对工件变形的控制，另一方面在碳弧气刨清根时，可减少对母材的浪费(因若气刨清根侧的坡口深度较大时，气刨时会将焊缝两侧的母材和已焊接完成的焊缝大量清除，从而造成母材的浪费)。同时，工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充层和盖面层的焊接，因前道焊缝对后道焊缝有热处理的作用，故多层多道焊接可提高焊缝金属质量，同时，多层多道焊接也可提高焊缝无损检测合格率。而窄间隙薄层焊的方法对焊缝热影响区小，可改善增工件性能，焊接后的工件机械性能良好，焊接残余应力小，工件变形小。另外，窄间隙薄层焊的方法还可减小焊接时间，减少填充材料的使用，可降低成本，提高生产率。本实施例提出的Q460钢厚板的焊接工艺，通过采取了上述的焊接参数控制，使之最适合于Q460钢厚板的焊接，极大地降低了焊接应力，减小了焊接变形，减少了焊接裂纹的产生，保证了 Q460钢厚板的焊缝质量，提高了焊接合格率。充分满足了高强钢的工艺性和使用性要求。
[0032]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种Q460钢厚板的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤: 在待焊接的Q460钢的工件的侧面顶端和底端进行切割，使两工件对接形成两不对称的双V型坡口，所述工件的单边坡口角度为2(Γ22°，并对切割后的坡口进行打磨； 对打磨后的工件进行组对焊接； 对组对焊接后的工件的焊缝区域进行预热，预热时采用履带式电加热器加热或火焰持续加热的方法，加热温度为10(Tl50°C ； 对预热后的工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充层和盖面层的焊接； 采用碳弧气刨对工件进行清根处理，在清根的过程中将根部缺陷全部清除，并打磨使刨槽圆滑过渡，清根电流控制为50(Γ550Α。
2.如权利要求1所述的Q460钢厚板的焊接工艺，其特征在于，所述对预热后的工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充层和盖面层的焊接的步骤具体包括: 先焊接工件的小坡口的间隙，焊接3?4道打底层后，根据所述工件的变形情况翻面清根，再将大坡口焊至大坡口厚度的3/5时，翻面将小坡口的间隙一次性焊满后，对所述工件进行翻面将大坡口的间隙一次焊满。
3.如权利要求1所述的Q460钢厚板的焊接工艺，其特征在于，所述采用碳弧气刨进行清根处理，在清根的过程中将根部缺陷全部清除，并打磨使刨槽圆滑过渡的步骤之后还包括: 当所述工件的焊缝未连续一次焊接完成时，将焊缝覆盖保温棉被缓冷至常温后，重新进行预热，预热温度为1(Ti5(rc，并再次焊接，焊接完成后，将焊缝覆盖保温棉被缓冷至常温。
4.如权利要求3所述的Q460钢厚板的焊接工艺，其特征在于，对预热后的工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充层和盖面层的焊接的步骤中， 打底层的工艺参数为:焊接电流为20(Γ220Α，电弧电压为24?26V，焊接速度为16?20cm/min，喷嘴直径为20_，焊嘴至工件间距为10?15_，CO2气体流量为15?25L/min ； 填充层和盖面层的工艺参数为:焊接电流为24(Γ260Α，电弧电压为28?30V，焊接速度为2(T24cm/min，喷嘴直径为20mm，焊嘴至工件的间距为15?20mm，CO2气体流量为15?25L/min0
5.如权利要求4所述的Q460钢厚板的焊接工艺，其特征在于，对预热后的工件采用多层多道、窄间隙薄层焊的方法进行打底层、填充和盖面焊接的步骤中，控制焊枪的摆动幅度小于或等于20mm，焊枪与工件夹角为±30°，打底层的厚度为4飞臟，填充层和盖面层的单道焊缝厚度均小于或等于4_，同时控制焊道间温度为10(T20(TC。
6.如权利要求5所述的Q460钢厚板的焊接工艺，其特征在于，所述采用碳弧气刨进行清根处理，在清根的过程中将根部缺陷全部清除，并打磨使刨槽圆滑过渡的步骤之后还包括: 工件焊缝在焊接完成24h后进行射线或超声波检测； 当检测发现工件存在超标缺陷时，采用碳弧气刨清除缺陷并用CO2气体保护焊进行补焊，同一部位补焊次数不超过两次。
7.如权利要求1所述的Q460钢厚板的焊接工艺，其特征在于，在待焊接的Q460钢的工件开设的小坡口的厚度为大坡口的厚度的一半。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的Q460钢厚板的焊接工艺，其特征在于，对焊缝区域进行预热的步骤中，加热时在焊缝两侧进行加热，加热宽度为10(Tl20mm，并采用红外测温仪测量加热温度，测温点设置在焊缝原始边缘两侧各75_处，测温时，红外测温仪垂直于工件表面，红外测温仪与工件表面之间的间距小于或等于200mm。
9.如权利要求1至7中任意一项所述的Q460钢厚板的焊接工艺，其特征在于，在组对焊接时，控制其焊接电流为28(Γ300Α，电弧电压为28?30V，焊接速度为2(T25cm/min，工件坡口间隙为(T2mm，对口错边量控制小于或等于1mm，定位焊缝长度为15?30mm，定位焊缝间距为100?300_。
【文档编号】B23K9/025GK104209625SQ201410471836
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】白晓良, 杨汉斌, 唐谱洪, 莫志林, 徐幼清, 吴勇刚, 王静, 隋陆 申请人:武汉一冶钢结构有限责任公司