Q235鋼焊接工藝
材料簡介
Q235是一種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其屈服強度約為235MPa，隨著材質(zhì)厚度的增加屈服值減小。由于Q235鋼含碳量適中，因此其綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能有較好的配合，用途，大量應(yīng)用于建筑及工程結(jié)構(gòu)，以及一些對性能要求不太高的機械零件。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
焊接特點
Q235的碳和其他合金元素含量較低，其塑性、韌性好，一般無淬硬傾向，不易產(chǎn)生焊接裂紋等傾向，焊接性能優(yōu)良。
Q235焊接時，一般不需要預(yù)熱和焊后熱處理等特殊的工藝措施，也不需選用復(fù)雜和特殊的設(shè)備。對焊接電源沒有特殊要求，一般的交、直流弧焊機都可以焊接。
在實際生產(chǎn)中，根據(jù)工件的不同加工要求，可選擇手工電弧焊、CO2氣體保護焊、埋弧焊等焊接方法。
3.手工電弧焊
手工電弧焊是一種基本的焊接方法，其設(shè)備簡單，操作方便、靈活，應(yīng)用較為廣泛。3.1焊材選擇
Q235是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，當(dāng)作為一般結(jié)構(gòu)焊接時，可搭配E43系列焊條使用，一般多使用E4303焊條。當(dāng)其作為動載荷或是復(fù)雜的厚板結(jié)構(gòu)時，一般選用E4315、E4316、E5015、E5016焊條。其化學(xué)成分及力學(xué)性能見表3.1.1。焊條在使用前需進行烘干處理。
表3.1.1焊條化學(xué)成分及力學(xué)性能
焊條型號熔敷金屬含量%抗拉強度MPa屈服強度MPa伸長率%
MnSiSPNiCrMoV
E4303————0.0350.040————————42033022
E43151.250.900.300.200.300.08
E4316
E50151.600.75490400
E5016
3.2焊前準備
焊接前，焊件按工藝要求選擇坡口形式，開坡口并清除坡口、焊件對接面及周圍的銹蝕、油污等有害物質(zhì)，避免產(chǎn)生焊接缺陷。同時也要保證焊條的表面清潔、無污物。
當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃，或者焊件較厚時，一般在100-150℃下預(yù)熱。
3.3焊接工藝參數(shù)
手工電弧焊一般分為平焊、橫焊、立焊、仰焊四種形式。焊接電流的選擇主要取決于焊條直徑和焊縫位置，其次是焊件厚度、接頭類型、焊道層次等。而電弧電壓主要由電弧長度來決定。因此，電弧長度要適中，以保證電弧燃燒穩(wěn)定，防止出現(xiàn)咬邊、未焊透、外觀成型不良等缺陷。
在焊接過程中，焊接速度要適當(dāng)，既要保證焊透、融合良好，又要保證不燒穿。對于厚度較大的焊件需采用多層焊。在多層焊接時*層焊通常選用較小的焊接電流，一般用直徑3.2mm的焊條，焊層厚度大不超過5mm。蓋面層要保證焊縫寬度和高度符合要求。
各種位置焊縫的焊接工藝參數(shù)見下表。
表3.3.1平對接焊縫焊接工藝參數(shù)
坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A
不開坡口3.03.290-120
4.0-5.03.2100-130
4.0160-200
5.0200-260
V型坡口5.0-6.03.2100-130
4.0160-210
5.0200-260
≥6.04.0160-210
5.0220-280
X型坡口≥124.0160-210
5.0220-280
表3.3.2立對接焊縫焊接工藝參數(shù)
坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A
不開坡口2.0-3.02.040-50
3.0-4.03.280-110
V型坡口5.0-6.03.290-120
≥7.03.290-120
4.0120-160
X型坡口≥123.290-120
4.0120-160
表3.3.3橫對接焊縫焊接工藝參數(shù)
坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A
不開坡口2.02.050-55
3.0-4.03.290-120
4.0120-160
V型坡口≥5.03.290-120
4.0140-160
X型坡口≥143.290-120
4.0140-160
表3.3.4仰對接焊縫焊接工藝參數(shù)
坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A
不開坡口2.02.050-55
3.0-5.03.280-110
4.0120-160
V型坡口≥5.03.290-120
4.0140-160
5.0220-260
X型坡口≥123.290-120
4.0140-160
5.0220-260
表3.3.5角接縫焊接工藝參數(shù)
焊縫類別焊腳高度/mm焊絲直徑/mm焊接電流/A
平角焊2.02.055-65
3.03.2100-130
4.03.2100-130
4.0160-200
≥5.04.0160-200
5.0220-280
立腳焊2.02.050-60
3.0-4.03.290-120
≥5.03.290-120
4.0120-160
仰角焊2.02.055-60
3.0-4.03.290-120
≥5.04.0120-160
CO2氣體保護焊接工藝
CO2氣體保護焊是一種節(jié)能的焊接方法，其焊接變形小，焊接質(zhì)量好，易于實現(xiàn)過程控制自動化。
4.1焊絲選擇
Q235在CO2氣體保護焊時通常選用ER49-1（H08Mn2SiA）和ER50-6焊絲。其化學(xué)成分及力學(xué)性能見下表。
表4.1.1ER49-1及ER50-6焊絲化學(xué)成分及力學(xué)性能
焊絲型號熔敷金屬化學(xué)成分%抗拉強度MPa屈服強度MPa伸長率%
CSiMnSP
ER49-1≤0.110.65-0.951.80-2.10≤0.03≤0.03≥490≥372≥20
ER50-60.06-0.150.80-1.151.40-1.85≤0.035≤0.025≥500≥420≥22
4.2焊前準備
焊接用CO2氣體的純度應(yīng)該較高，一般不低于99.5%，有些接頭的焊接則要求CO2氣體的純度不低于99.8%，露點低于-40℃。
坡口加工的精度是保證融合良好和焊縫美觀的重要因素之一，可采用機械加工、氣體火焰切割和等離子切割等方法進行。焊接前，應(yīng)清理坡口及坡口兩側(cè)20mm以內(nèi)的油污、銹跡和氧化皮等污物。
定位焊時根據(jù)板厚確定焊縫長度和間距。一般薄板的定位焊縫應(yīng)該細而短，長度為3-50mm，間距為30-150mm；中厚板的定位焊縫長度為15-50mm，焊縫間距為100-150mm。
4.3焊接工藝參數(shù)
CO2氣體保護焊在焊接時，采用細絲、短路過渡的方法，可以焊接薄板；采用粗絲、射滴過渡的方法，可以焊接中、厚板。從焊接位置上看，可以進行全位置焊接，也可以進行平焊、橫角焊及其他空間位置的焊接。在焊接時，要選擇正確的工藝參數(shù)，以保證焊件的焊接質(zhì)量。
不同接頭形式對應(yīng)的焊接工藝參數(shù)見下表
表4.3.1對接接頭焊接工藝參數(shù)
板厚/mm坡口形式焊接位置有無墊板焊絲直徑/mm坡口角度(°)根部間隙/mm鈍邊/mm根部半徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流量L/min自動焊焊速m/h
1.0-2.0I型平無0.5-1.2
0-0.5
35-12017-216-1218-35
有0.5-1.2
0-1.0
40-15018-236-1218-30
立無0.5-0.8
0-0.5
35-10016-198-15
有0.5-1.0
0-1.0
35-10016-198-15
2.0-4.5I型平無0.8-1.2
0-2.0
100-23020-2610-1520-30
有0.8-1.6
0-2.5
120-26021-2710-1520-30
立無0.8-1.0
0-1.5
70-12017-2010-15
有0.8-1.0
0-2.0
70-12017-2010-15
5.0-9.0I型平無1.2-1.6
1.0-2.0
200-40023-4015-2020-42
有1.2-1.6
1.0-3.0
250-42026-4115-2518-35
10-12I型平無1.6
1.0-2.0
350-45032-4320-2520-42
5-60V型平無1.2-1.645-600-2.00-5.0
200-45023-4315-2520-42
有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0
250-45026-4320-2518-35
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0
100-15017-2110-15
有0.8-1.235-504.0-7.00-2.0
100-15017-2110-15
橫無1.2-1.640-500-2.00-5.0
200-40023-4015-25
有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0
250-40026-4020-25
5-60V型平無1.2-1.645-600-2.00-5.0
200-45023-4315-2520-42
有1.2-1.635-602.0-6.00-3.0
250-45026-4320-2518-35
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0
100-15017-2110-15
有0.8-1.235-603.0-7.00-2.0
100-15017-2110-15
10-100K型平無1.2-1.640-600-2.00-5.0
200-45023-4315-2520-42
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0
100-15017-2110-15
橫無1.2-1.645-600-3.00-5.0
200-40023-4015-25
X型平無1.2-1.645-600-2.00-5.0
200-45023-4315-2520-42
立無1.0-1.245-600-2.00-3.0
100-15019-2110-15
20-60U型平無1.2-1.610-120-2.02.0-5.08.0-10200-45023-4320-2520-42
40-100雙U型平無1.2-1.610-120-2.02.0-5.08.0-10200-45023-4320-2520-42
表4.3.2T型接頭焊接工藝參數(shù)
板厚/mm坡口形式焊接位置有無墊板焊絲直徑/mm坡口角度(°)根部間隙/mm鈍邊/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流量L/min自動焊焊速m/h
1.0-2.0I型平無0.5-1.2/0-0.5/40-12018-216-1218-35
橫無0.5-1.240-12018-21
立無0.5-0.835-10016-19
2.0-4.5I型平無0.8-1.6/0-1.0/100-23020-2610-1520-30
立無0.8-1.070-12017-20
橫無0.8-1.6100-23020-26
5.0-6.0I型平無0.8-1.6/0-2.0/200-45023-4315-2520-42
立無0.8-1.2100-15017-2110-15
橫無0.8-1.6200-45023-4315-25
5-60V型平無1.2-1.640-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42
有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0250-45026-4320-2518-35
立無0.8-1.245-600-2.00-5.0100-15017-2110-15
有0.8-1.235-504.0-7.00-2.0100-15017-2110-15
5-60V型橫無1.2-1.640-500-2.00-5.0200-40023-4015-25
有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0250-40026-4020-25
10-100K型平無1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-15
橫無1.2-1.645-600-3.00-5.0200-40023-4015-20
表4.3.3角接接頭焊接工藝參數(shù)
板厚/mm坡口形式焊接位置有無墊板焊絲直徑/mm坡口角度(°)根部間隙/mm鈍邊/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流量L/min自動焊焊速m/h
1-2I型平無0.5-1.2/0-0.5/40-12018-216-1220-35
立無0.5-0.835-8016-18
橫無0.5-1.240-12018-21
2-4.5I型平無0.8-1.6/0-1.5/100-23020-2610-1520-30
立無0.8-1.070-12017-20
橫無0.8-1.6100-23020-26
5-30I型平無0.8-1.6/0-2.0/200-45023-4320-2520-42
立無0.8-1.20-1.0100-15017-2110-15
橫無0.8-1.60-2.0200-40023-4015-25
5-60V型平無1.2-1.645-600-2.00-3.0200-45023-4315-2520-42
有1.2-1.630-502.0-7.00-3.0200-45026-4320-2518-35
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-15
有0.8-1.235-504.0-7.00-2.0100-15017-2110-15
橫無1.2-1.640-500-2.00-5.0200-40023-4015-25
有1.2-1.630-502.0-7.00-3.0250-40026-4020-25
5-60V型平無1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4015-2520-42
有1.2-1.635-602.0-6.00-3.0250-45026-4320-2518-35
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-15
有0.8-1.235-603.0-7.00-2.0100-15017-2110-15
10-100K型平無1.2-1.640-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42
立無0.8-1.240-600-2.00-3.0100-15017-2110-15
橫無1.2-1.640-600-3.00-5.0200-40023-4015-25
表4.3.4搭接接頭焊接工藝參數(shù)
板厚/mm坡口形式焊接位置有無墊板焊絲直徑/mm根部間隙/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流量L/min自動焊焊速m/h
1-4.5I型橫無0.8-1.20-1.040-23017-268-1520-42
5-30I型橫無1.2-1.60-2.0200-40023-4015-2520-42
4.4金屬飛濺
金屬飛濺是CO2氣體保護焊的主要缺點。為了減少飛濺，要選擇合適的焊接電流、電弧電壓和焊槍角度。一般短路過渡時焊接電流處于小電流區(qū)，細顆粒過渡時電流處于大電流區(qū)。
埋弧焊接工藝
自動埋弧焊利用機械裝置自動控制送絲、移動電弧，自動化程度高，生產(chǎn)效率高，焊縫成形美觀，化學(xué)成分穩(wěn)定，焊縫質(zhì)量較高。
5.1焊材選擇
Q235鋼板在埋弧焊接時按國家標準GB/T14957-1944《熔化焊用鋼絲》及GB/T4241-1984《焊接用不銹鋼盤條》規(guī)定，常選用HJ431型焊劑，配合H08A、H08MnA焊絲。
鍍銅焊絲H08A化學(xué)成分和力學(xué)性能見下表
表5.1.1H08A化學(xué)成分及力學(xué)性能
化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）力學(xué)性能
CMnSiSPCuσb/MPaδ（%）
0.090.380.010.0120.0170.0853728
HJ431焊劑屬于高錳、高硅、低氟型焊劑，電弧穩(wěn)定、焊波美觀，但抗銹能力一般。在使用前需在250℃下烘干1-2h。其化學(xué)成分見下表。
表5.1.2HJ431焊劑化學(xué)成分
MnOSiO2CaF2MgOCaOAl2O3FeOSP
34.5-3840-443-6.55-7.5≤5.5≤4≤1.5≤0.1≤0.1
5.2焊前準備
埋弧焊接前應(yīng)選擇合適的坡口形式。由于埋弧焊可使用大電流焊接，故厚度為3~24mm的鋼板可開I型坡口，間隙為0~4mm，偏厚者可雙面焊，也可開帶鈍邊的單邊V形坡口或Y形坡口。厚度24~60mm的鋼板可開雙Y形坡口或帶鈍邊V形坡口等；厚度50~160mm的鋼板可開帶鈍邊的雙U形或UV形坡口等。V形或Y形坡口角度一般為60°~80°，單V形坡口角度為20°~40°。坡口可用刨邊機、銑邊機、氣割機或等離子弧切割機等設(shè)備加工，加工后坡口邊緣要求平直。具體形式及尺寸按設(shè)計要求或國家標準GB/T985-2008《埋弧焊的坡口》執(zhí)行。
焊前應(yīng)清除坡口、對接面及焊接部位兩側(cè)20-30mm范圍內(nèi)的表面銹蝕、油污、氧化皮及水分等有害物質(zhì)。也應(yīng)保證焊劑清潔、粒度均勻。清除焊絲表面的銹斑和油漬等污物。
焊件裝配必須保證間隙均勻、高低平整。定位焊一般采用焊條電弧焊，使用E4303焊條，焊條直徑4mm。焊縫長度一般為30mm，間距為100-300mm。保證焊透、融合良好，無焊接缺陷。
Q235在埋弧焊前，一般不需預(yù)熱。如果焊接環(huán)境低于0℃，則應(yīng)將焊件預(yù)熱至30-35℃。對于厚度超過70mm的焊件，焊前應(yīng)預(yù)熱至100-120℃。對于壓力容器，焊后應(yīng)作消除應(yīng)力處理，可選擇在550-650℃下進行。
埋弧焊時，由于在焊接起始階段焊接參數(shù)不夠穩(wěn)定，達到預(yù)定的焊縫厚度需要有一個過程，而在焊縫收尾時，由于熔池冷卻收縮會出現(xiàn)弧坑。這兩種情況都會影響焊接質(zhì)量，甚至產(chǎn)生缺陷。因此，在試板兩端分別焊上一塊引弧板和引出板。焊接開始時，在引弧板上起弧，結(jié)束時在引出板上收弧。焊接結(jié)束后，用氣割將兩塊板割除。
焊接參數(shù)
采用對接雙面埋弧焊時參見下表的工藝參數(shù)。
表5.3.1對接雙面埋弧焊工藝參數(shù)
焊件厚度/mm焊絲直徑/mm焊接順序焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/(m/h)
42.0正240-2603036-40
反300-3403036-40
63.0正340-3603034-35
反460-4803032-33
84.0正530-5703030-31
反590-6403130-31
104.0正480-5203127-28
反640-6803327-28
124.0正620-6603524-25
反680-7203524-25
144.0正980-7203724-25
反730-7704022-23
165.0正800-85034-3637-38
165.0反850-90036-3825-26
185.0正850-90036-3835-36
反900-95038-4023-24
205.0正850-90036-3835-36
反900-100038-4023-24
225.0正900-95037-3932-33
反1000-105038-4023-24
對于厚度16mm以上的鋼板，焊接時先用手工電弧焊進行反面封底，然后在正面進行埋弧焊，焊后用碳弧氣刨清根，再進行反面的埋弧焊接。碳弧氣刨的工藝參數(shù)如下：碳棒直徑6mm，刨削電流280-300A，壓縮空氣壓力0.4-0.6MPa。
角接接頭可在船型位置或橫焊位置下進行埋弧自動焊。在船型位置可焊接焊腳尺寸大于8mm的角焊縫，焊接厚度相同的底板和腹板時，焊絲與工件夾角為45°；若兩者尺寸不同，則焊絲靠近厚板一側(cè)。在橫焊位置焊接時，焊縫成形不易控制，通常將焊絲偏向底板，焊絲與底板的夾角在30-40°之間。
角接埋弧焊接工藝參數(shù)見下表。
表5.3.2角接船型位置埋弧焊工藝參數(shù)
焊腳高度/mm焊絲直徑φ/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度m/h
6.02.0450-48034-3640-42
8.03.0550-60034-3630-32
8.04.0580-62034-3630-32
103.0600-65034-3623-25
104.0650-70034-3623-25
123.0600-65034-3615-17
124.0720-75036-3820-22
125.0750-80036-3818-20
表5.3.3角接橫向埋弧焊工藝參數(shù)
焊腳高度/mm焊絲直徑φ/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度m/h
3.02.0200-22025-2858-60
4.02.0280-30028-3054-55
4.03.0340-36028-3054-55
5.02.0380-40030-3254-55
5.03.0340-36028-3054-55
5.04.0480-50023-2664-65
7.02.0380-40030-3227-28
7.03.0480-50030-3247-48
7.04.0600-65030-3250-51
8.04.0680-70032
Q235鋼焊接工藝
材料簡介
Q235是一種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其屈服強度約為235MPa，隨著材質(zhì)厚度的增加屈服值減小。由于Q235鋼含碳量適中，因此其綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能有較好的配合，用途，大量應(yīng)用于建筑及工程結(jié)構(gòu)，以及一些對性能要求不太高的機械零件。
焊接特點
Q235的碳和其他合金元素含量較低，其塑性、韌性好，一般無淬硬傾向，不易產(chǎn)生焊接裂紋等傾向，焊接性能優(yōu)良。
Q235焊接時，一般不需要預(yù)熱和焊后熱處理等特殊的工藝措施，也不需選用復(fù)雜和特殊的設(shè)備。對焊接電源沒有特殊要求，一般的交、直流弧焊機都可以焊接。
在實際生產(chǎn)中，根據(jù)工件的不同加工要求，可選擇手工電弧焊、CO2氣體保護焊、埋弧焊等焊接方法。
3.手工電弧焊
手工電弧焊是一種基本的焊接方法，其設(shè)備簡單，操作方便、靈活，應(yīng)用較為廣泛。3.1焊材選擇
Q235是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，當(dāng)作為一般結(jié)構(gòu)焊接時，可搭配E43系列焊條使用，一般多使用E4303焊條。當(dāng)其作為動載荷或是復(fù)雜的厚板結(jié)構(gòu)時，一般選用E4315、E4316、E5015、E5016焊條。其化學(xué)成分及力學(xué)性能見表3.1.1。焊條在使用前需進行烘干處理。
表3.1.1焊條化學(xué)成分及力學(xué)性能
焊條型號熔敷金屬含量%抗拉強度MPa屈服強度MPa伸長率%
MnSiSPNiCrMoV
E4303————0.0350.040————————42033022
E43151.250.900.300.200.300.08
E4316
E50151.600.75490400
E5016
3.2焊前準備
焊接前，焊件按工藝要求選擇坡口形式，開坡口并清除坡口、焊件對接面及周圍的銹蝕、油污等有害物質(zhì)，避免產(chǎn)生焊接缺陷。同時也要保證焊條的表面清潔、無污物。
當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃，或者焊件較厚時，一般在100-150℃下預(yù)熱。
3.3焊接工藝參數(shù)
手工電弧焊一般分為平焊、橫焊、立焊、仰焊四種形式。焊接電流的選擇主要取決于焊條直徑和焊縫位置，其次是焊件厚度、接頭類型、焊道層次等。而電弧電壓主要由電弧長度來決定。因此，電弧長度要適中，以保證電弧燃燒穩(wěn)定，防止出現(xiàn)咬邊、未焊透、外觀成型不良等缺陷。
在焊接過程中，焊接速度要適當(dāng)，既要保證焊透、融合良好，又要保證不燒穿。對于厚度較大的焊件需采用多層焊。在多層焊接時*層焊通常選用較小的焊接電流，一般用直徑3.2mm的焊條，焊層厚度大不超過5mm。蓋面層要保證焊縫寬度和高度符合要求。
各種位置焊縫的焊接工藝參數(shù)見下表。
表3.3.1平對接焊縫焊接工藝參數(shù)
坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A
不開坡口3.03.290-120
4.0-5.03.2100-130
4.0160-200
5.0200-260
V型坡口5.0-6.03.2100-130
4.0160-210
5.0200-260
≥6.04.0160-210
5.0220-280
X型坡口≥124.0160-210
5.0220-280
表3.3.2立對接焊縫焊接工藝參數(shù)
坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A
不開坡口2.0-3.02.040-50
3.0-4.03.280-110
V型坡口5.0-6.03.290-120
≥7.03.290-120
4.0120-160
X型坡口≥123.290-120
4.0120-160
表3.3.3橫對接焊縫焊接工藝參數(shù)
坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A
不開坡口2.02.050-55
3.0-4.03.290-120
4.0120-160
V型坡口≥5.03.290-120
4.0140-160
X型坡口≥143.290-120
4.0140-160
表3.3.4仰對接焊縫焊接工藝參數(shù)
坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A
不開坡口2.02.050-55
3.0-5.03.280-110
4.0120-160
V型坡口≥5.03.290-120
4.0140-160
5.0220-260
X型坡口≥123.290-120
4.0140-160
5.0220-260
表3.3.5角接縫焊接工藝參數(shù)
焊縫類別焊腳高度/mm焊絲直徑/mm焊接電流/A
平角焊2.02.055-65
3.03.2100-130
4.03.2100-130
4.0160-200
≥5.04.0160-200
5.0220-280
立腳焊2.02.050-60
3.0-4.03.290-120
≥5.03.290-120
4.0120-160
仰角焊2.02.055-60
3.0-4.03.290-120
≥5.04.0120-160
CO2氣體保護焊接工藝
CO2氣體保護焊是一種節(jié)能的焊接方法，其焊接變形小，焊接質(zhì)量好，易于實現(xiàn)過程控制自動化。
4.1焊絲選擇
Q235在CO2氣體保護焊時通常選用ER49-1（H08Mn2SiA）和ER50-6焊絲。其化學(xué)成分及力學(xué)性能見下表。
表4.1.1ER49-1及ER50-6焊絲化學(xué)成分及力學(xué)性能
焊絲型號熔敷金屬化學(xué)成分%抗拉強度MPa屈服強度MPa伸長率%
CSiMnSP
ER49-1≤0.110.65-0.951.80-2.10≤0.03≤0.03≥490≥372≥20
ER50-60.06-0.150.80-1.151.40-1.85≤0.035≤0.025≥500≥420≥22
4.2焊前準備
焊接用CO2氣體的純度應(yīng)該較高，一般不低于99.5%，有些接頭的焊接則要求CO2氣體的純度不低于99.8%，露點低于-40℃。
坡口加工的精度是保證融合良好和焊縫美觀的重要因素之一，可采用機械加工、氣體火焰切割和等離子切割等方法進行。焊接前，應(yīng)清理坡口及坡口兩側(cè)20mm以內(nèi)的油污、銹跡和氧化皮等污物。
定位焊時根據(jù)板厚確定焊縫長度和間距。一般薄板的定位焊縫應(yīng)該細而短，長度為3-50mm，間距為30-150mm；中厚板的定位焊縫長度為15-50mm，焊縫間距為100-150mm。
4.3焊接工藝參數(shù)
CO2氣體保護焊在焊接時，采用細絲、短路過渡的方法，可以焊接薄板；采用粗絲、射滴過渡的方法，可以焊接中、厚板。從焊接位置上看，可以進行全位置焊接，也可以進行平焊、橫角焊及其他空間位置的焊接。在焊接時，要選擇正確的工藝參數(shù)，以保證焊件的焊接質(zhì)量。
不同接頭形式對應(yīng)的焊接工藝參數(shù)見下表
表4.3.1對接接頭焊接工藝參數(shù)
板厚/mm坡口形式焊接位置有無墊板焊絲直徑/mm坡口角度(°)根部間隙/mm鈍邊/mm根部半徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流量L/min自動焊焊速m/h
1.0-2.0I型平無0.5-1.2
0-0.5
35-12017-216-1218-35
有0.5-1.2
0-1.0
40-15018-236-1218-30
立無0.5-0.8
0-0.5
35-10016-198-15
有0.5-1.0
0-1.0
35-10016-198-15
2.0-4.5I型平無0.8-1.2
0-2.0
100-23020-2610-1520-30
有0.8-1.6
0-2.5
120-26021-2710-1520-30
立無0.8-1.0
0-1.5
70-12017-2010-15
有0.8-1.0
0-2.0
70-12017-2010-15
5.0-9.0I型平無1.2-1.6
1.0-2.0
200-40023-4015-2020-42
有1.2-1.6
1.0-3.0
250-42026-4115-2518-35
10-12I型平無1.6
1.0-2.0
350-45032-4320-2520-42
5-60V型平無1.2-1.645-600-2.00-5.0
200-45023-4315-2520-42
有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0
250-45026-4320-2518-35
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0
100-15017-2110-15
有0.8-1.235-504.0-7.00-2.0
100-15017-2110-15
橫無1.2-1.640-500-2.00-5.0
200-40023-4015-25
有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0
250-40026-4020-25
5-60V型平無1.2-1.645-600-2.00-5.0
200-45023-4315-2520-42
有1.2-1.635-602.0-6.00-3.0
250-45026-4320-2518-35
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0
100-15017-2110-15
有0.8-1.235-603.0-7.00-2.0
100-15017-2110-15
10-100K型平無1.2-1.640-600-2.00-5.0
200-45023-4315-2520-42
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0
100-15017-2110-15
橫無1.2-1.645-600-3.00-5.0
200-40023-4015-25
X型平無1.2-1.645-600-2.00-5.0
200-45023-4315-2520-42
立無1.0-1.245-600-2.00-3.0
100-15019-2110-15
20-60U型平無1.2-1.610-120-2.02.0-5.08.0-10200-45023-4320-2520-42
40-100雙U型平無1.2-1.610-120-2.02.0-5.08.0-10200-45023-4320-2520-42
表4.3.2T型接頭焊接工藝參數(shù)
板厚/mm坡口形式焊接位置有無墊板焊絲直徑/mm坡口角度(°)根部間隙/mm鈍邊/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流量L/min自動焊焊速m/h
1.0-2.0I型平無0.5-1.2/0-0.5/40-12018-216-1218-35
橫無0.5-1.240-12018-21
立無0.5-0.835-10016-19
2.0-4.5I型平無0.8-1.6/0-1.0/100-23020-2610-1520-30
立無0.8-1.070-12017-20
橫無0.8-1.6100-23020-26
5.0-6.0I型平無0.8-1.6/0-2.0/200-45023-4315-2520-42
立無0.8-1.2100-15017-2110-15
橫無0.8-1.6200-45023-4315-25
5-60V型平無1.2-1.640-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42
有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0250-45026-4320-2518-35
立無0.8-1.245-600-2.00-5.0100-15017-2110-15
有0.8-1.235-504.0-7.00-2.0100-15017-2110-15
5-60V型橫無1.2-1.640-500-2.00-5.0200-40023-4015-25
有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0250-40026-4020-25
10-100K型平無1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-15
橫無1.2-1.645-600-3.00-5.0200-40023-4015-20
表4.3.3角接接頭焊接工藝參數(shù)
板厚/mm坡口形式焊接位置有無墊板焊絲直徑/mm坡口角度(°)根部間隙/mm鈍邊/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流量L/min自動焊焊速m/h
1-2I型平無0.5-1.2/0-0.5/40-12018-216-1220-35
立無0.5-0.835-8016-18
橫無0.5-1.240-12018-21
2-4.5I型平無0.8-1.6/0-1.5/100-23020-2610-1520-30
立無0.8-1.070-12017-20
橫無0.8-1.6100-23020-26
5-30I型平無0.8-1.6/0-2.0/200-45023-4320-2520-42
立無0.8-1.20-1.0100-15017-2110-15
橫無0.8-1.60-2.0200-40023-4015-25
5-60V型平無1.2-1.645-600-2.00-3.0200-45023-4315-2520-42
有1.2-1.630-502.0-7.00-3.0200-45026-4320-2518-35
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-15
有0.8-1.235-504.0-7.00-2.0100-15017-2110-15
橫無1.2-1.640-500-2.00-5.0200-40023-4015-25
有1.2-1.630-502.0-7.00-3.0250-40026-4020-25
5-60V型平無1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4015-2520-42
有1.2-1.635-602.0-6.00-3.0250-45026-4320-2518-35
立無0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-15
有0.8-1.235-603.0-7.00-2.0100-15017-2110-15
10-100K型平無1.2-1.640-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42
立無0.8-1.240-600-2.00-3.0100-15017-2110-15
橫無1.2-1.640-600-3.00-5.0200-40023-4015-25
表4.3.4搭接接頭焊接工藝參數(shù)
板厚/mm坡口形式焊接位置有無墊板焊絲直徑/mm根部間隙/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流量L/min自動焊焊速m/h
1-4.5I型橫無0.8-1.20-1.040-23017-268-1520-42
5-30I型橫無1.2-1.60-2.0200-40023-4015-2520-42
4.4金屬飛濺
金屬飛濺是CO2氣體保護焊的主要缺點。為了減少飛濺，要選擇合適的焊接電流、電弧電壓和焊槍角度。一般短路過渡時焊接電流處于小電流區(qū)，細顆粒過渡時電流處于大電流區(qū)。
埋弧焊接工藝
自動埋弧焊利用機械裝置自動控制送絲、移動電弧，自動化程度高，生產(chǎn)效率高，焊縫成形美觀，化學(xué)成分穩(wěn)定，焊縫質(zhì)量較高。
5.1焊材選擇
Q235鋼板在埋弧焊接時按國家標準GB/T14957-1944《熔化焊用鋼絲》及GB/T4241-1984《焊接用不銹鋼盤條》規(guī)定，常選用HJ431型焊劑，配合H08A、H08MnA焊絲。
鍍銅焊絲H08A化學(xué)成分和力學(xué)性能見下表
表5.1.1H08A化學(xué)成分及力學(xué)性能
化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）力學(xué)性能
CMnSiSPCuσb/MPaδ（%）
0.090.380.010.0120.0170.0853728
HJ431焊劑屬于高錳、高硅、低氟型焊劑，電弧穩(wěn)定、焊波美觀，但抗銹能力一般。在使用前需在250℃下烘干1-2h。其化學(xué)成分見下表。
表5.1.2HJ431焊劑化學(xué)成分
MnOSiO2CaF2MgOCaOAl2O3FeOSP
34.5-3840-443-6.55-7.5≤5.5≤4≤1.5≤0.1≤0.1
5.2焊前準備
埋弧焊接前應(yīng)選擇合適的坡口形式。由于埋弧焊可使用大電流焊接，故厚度為3~24mm的鋼板可開I型坡口，間隙為0~4mm，偏厚者可雙面焊，也可開帶鈍邊的單邊V形坡口或Y形坡口。厚度24~60mm的鋼板可開雙Y形坡口或帶鈍邊V形坡口等；厚度50~160mm的鋼板可開帶鈍邊的雙U形或UV形坡口等。V形或Y形坡口角度一般為60°~80°，單V形坡口角度為20°~40°。坡口可用刨邊機、銑邊機、氣割機或等離子弧切割機等設(shè)備加工，加工后坡口邊緣要求平直。具體形式及尺寸按設(shè)計要求或國家標準GB/T985-2008《埋弧焊的坡口》執(zhí)行。
焊前應(yīng)清除坡口、對接面及焊接部位兩側(cè)20-30mm范圍內(nèi)的表面銹蝕、油污、氧化皮及水分等有害物質(zhì)。也應(yīng)保證焊劑清潔、粒度均勻。清除焊絲表面的銹斑和油漬等污物。
焊件裝配必須保證間隙均勻、高低平整。定位焊一般采用焊條電弧焊，使用E4303焊條，焊條直徑4mm。焊縫長度一般為30mm，間距為100-300mm。保證焊透、融合良好，無焊接缺陷。
Q235在埋弧焊前，一般不需預(yù)熱。如果焊接環(huán)境低于0℃，則應(yīng)將焊件預(yù)熱至30-35℃。對于厚度超過70mm的焊件，焊前應(yīng)預(yù)熱至100-120℃。對于壓力容器，焊后應(yīng)作消除應(yīng)力處理，可選擇在550-650℃下進行。
埋弧焊時，由于在焊接起始階段焊接參數(shù)不夠穩(wěn)定，達到預(yù)定的焊縫厚度需要有一個過程，而在焊縫收尾時，由于熔池冷卻收縮會出現(xiàn)弧坑。這兩種情況都會影響焊接質(zhì)量，甚至產(chǎn)生缺陷。因此，在試板兩端分別焊上一塊引弧板和引出板。焊接開始時，在引弧板上起弧，結(jié)束時在引出板上收弧。焊接結(jié)束后，用氣割將兩塊板割除。
焊接參數(shù)
采用對接雙面埋弧焊時參見下表的工藝參數(shù)。
表5.3.1對接雙面埋弧焊工藝參數(shù)
焊件厚度/mm焊絲直徑/mm焊接順序焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/(m/h)
42.0正240-2603036-40
反300-3403036-40
63.0正340-3603034-35
反460-4803032-33
84.0正530-5703030-31
反590-6403130-31
104.0正480-5203127-28
反640-6803327-28
124.0正620-6603524-25
反680-7203524-25
144.0正980-7203724-25
反730-7704022-23
165.0正800-85034-3637-38
165.0反850-90036-3825-26
185.0正850-90036-3835-36
反900-95038-4023-24
205.0正850-90036-3835-36
反900-100038-4023-24
225.0正900-95037-3932-33
反1000-105038-4023-24
對于厚度16mm以上的鋼板，焊接時先用手工電弧焊進行反面封底，然后在正面進行埋弧焊，焊后用碳弧氣刨清根，再進行反面的埋弧焊接。碳弧氣刨的工藝參數(shù)如下：碳棒直徑6mm，刨削電流280-300A，壓縮空氣壓力0.4-0.6MPa。
角接接頭可在船型位置或橫焊位置下進行埋弧自動焊。在船型位置可焊接焊腳尺寸大于8mm的角焊縫，焊接厚度相同的底板和腹板時，焊絲與工件夾角為45°；若兩者尺寸不同，則焊絲靠近厚板一側(cè)。在橫焊位置焊接時，焊縫成形不易控制，通常將焊絲偏向底板，焊絲與底板的夾角在30-40°之間。
角接埋弧焊接工藝參數(shù)見下表。
表5.3.2角接船型位置埋弧焊工藝參數(shù)
焊腳高度/mm焊絲直徑φ/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度m/h
6.02.0450-48034-3640-42
8.03.0550-60034-3630-32
8.04.0580-62034-3630-32
103.0600-65034-3623-25
104.0650-70034-3623-25
123.0600-65034-3615-17
124.0720-75036-3820-22
125.0750-80036-3818-20
表5.3.3角接橫向埋弧焊工藝參數(shù)
焊腳高度/mm焊絲直徑φ/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度m/h
3.02.0200-22025-2858-60
4.02.0280-30028-3054-55
4.03.0340-36028-3054-55
5.02.0380-40030-3254-55
5.03.0340-36028-3054-55
5.04.0480-50023-2664-65
7.02.0380-40030-3227-28
7.03.0480-50030-3247-48
7.04.0600-65030-3250-51
8.04.0680-70032-3335-36
-3335-36 |
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