Q420培訓(xùn)教案(Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定)

1、Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定0前言 Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 0前言Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定在焊接材料上采用含Mn較高的焊材和焊劑，可降低焊縫中的含碳量和提高焊縫中的含錳量解決熱裂紋的問題。1 使用低氫焊條2 焊前預(yù)熱3 后熱處理或 焊后緩冷Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定1.焊接性試驗的相關(guān)內(nèi)容3.焊接工藝評定的相關(guān)內(nèi)容2.Q420焊接性試驗4.Q420焊接工藝評定5.Q420焊接技術(shù)管理人員及焊工培訓(xùn)Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 評價母材焊接性能的好壞，確定合理的焊接工藝參數(shù)。 即金屬工藝焊接性和對該金屬進(jìn)行焊

2、接后的使用焊接性。 1. 焊接性試驗的相關(guān)內(nèi)容 目的目的焊接性內(nèi)涵焊接性內(nèi)涵Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 明確焊接接頭所在部件的使用性能的要求明確焊接接頭所在部件的使用性能的要求明確一個概念：明確一個概念：一個沒有缺陷（即無損檢測合一個沒有缺陷（即無損檢測合格）的焊接接頭不一定能夠滿足使用性能的格）的焊接接頭不一定能夠滿足使用性能的要求。要求。最常用的方法（直接法）焊接裂紋試驗（冷裂冷裂紋試驗、熱裂紋試驗、再熱裂紋試驗、脆性斷裂紋試驗、熱裂紋試驗、再熱裂紋試驗、脆性斷裂）計算法（間接法）碳當(dāng)量法、焊接裂紋敏感指數(shù)法使用焊接性使用焊接性焊接性試驗方法及選擇焊接性試驗方法及選擇1.焊接性試

3、驗的相關(guān)內(nèi)容Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 Pcm=C+Si/30+(Mn+Cr+Cu)/20+ Ni/60+Mo/15+V/10+5B式中：Pcm開裂碳當(dāng)量， T鋼材厚度，mm H擴散氫含量，ml/100gPc0.3有冷裂傾向（根部裂紋）預(yù)熱溫度T0（）1440Pc-392裂紋敏感指數(shù)Pc=Pcm+T/600+H/601.焊接性試驗的相關(guān)內(nèi)容Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定推薦者碳當(dāng)量公式（100）適用范圍國際焊接學(xué)會CE=C + Mn/6 + (Ni+Cu)/15 + (Cr+Mo+V)/5日本焊接學(xué)會Ceq=C+ Mn/6+Si/14+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14日

4、本伊藤Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B日本鈴木CEN=C+A(C)Si/24+Mn/16+Cu/15+Ni/20+(Mo+Cr+V+Nb)/5+5B式中：A(C)-碳的適應(yīng)系數(shù) A(C)0.75+0.25tgh20w(C)-0.12日本伊藤Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/5+V/10+23B*式中：B*=B(總量）10.8/14.1N(總量）-Ti/3.4NTi/3.4時， B*=B(總量）1.焊接性試驗的相關(guān)內(nèi)容Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定2. Q420焊接性試驗焊接性試驗2. Q420焊

5、接性試驗Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 Ceq（IIW）=C+ （1） Ceq（JIS）=C+ （2） 根據(jù)JGJ81-2002規(guī)定：鋼材碳當(dāng)量小于0.38，焊接難度一般；在0.380.45范圍內(nèi)，焊接程度較難。2. Q420焊接性試驗Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定JGJ81-2002中對建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接難度區(qū)分原則 焊接難度影響焊接難度影響 因素因素節(jié)點復(fù)雜程度和拘束度 板厚（mm） 受力狀態(tài) 鋼材碳當(dāng)量1Ceq(%) 一般簡單對接、角接，焊縫能自由收縮 t30 一般靜載拉、壓 0.38較難復(fù)雜節(jié)點或已施加限制收縮變形的措施30t80 靜載且板厚方向受拉或間接動載 0.380

6、.45 難復(fù)雜節(jié)點或局部返修條件而使焊縫不能自由收縮t80 直接動載、抗震設(shè)防烈度大于8度 0.45 注：1按國際焊接學(xué)會（IIW）公式， （%）（適用于非調(diào)質(zhì)鋼）焊接難度焊接難度2. Q420焊接性試驗Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 2.2 熱影響區(qū)最高硬度試驗 熱影響區(qū)最高硬度試驗是以測定焊接熱影響區(qū)的淬硬傾向來評定鋼材的冷裂紋敏感性。試驗按照GB4675.5-84焊接熱影響區(qū)最高硬度試驗方法的規(guī)定進(jìn)行。2. Q420焊接性試驗Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 試樣檢測面經(jīng)打磨拋光后，用2%硝酸酒精溶液淺腐蝕后，參照GB4675.5如圖所示。2. Q420焊接性試驗Q420高強鋼

7、性能分析與焊接工藝評定實例：實例： 表 Q420角鋼熱影響區(qū)最高硬度試驗試件編號硬度HV0.2平均硬度HV1 1（不預(yù)熱）（不預(yù)熱）254254，268268，255255，261261，244244，254254，264264，276276276276，288288，280280，264264，291291，291291，2672672692692（預(yù)熱（預(yù)熱150 ）245245，264264，271271，262262，251251，267267，252252，251251257257，235235，238238，245245，255255，256256，2542542542542. Q

8、420焊接性試驗Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定2. Q420焊接性試驗Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定實例：實例：表 Q420角鋼斜Y坡口焊接裂紋試驗試件編號表面裂紋率斷面裂紋率1 1（不預(yù)熱）（不預(yù)熱）0 015.68%15.68%2 2（預(yù)熱（預(yù)熱150 150 ）0 00 0當(dāng)環(huán)境溫度低于5時，應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱150，以避免產(chǎn)生冷裂紋。 2. Q420焊接性試驗Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定2 .4 鋼材的韌脆轉(zhuǎn)變溫度鋼材的韌脆轉(zhuǎn)變溫度 以得到27J的V型夏比沖擊值所對應(yīng)的試驗溫度作為韌脆轉(zhuǎn)變溫度，測定Q420的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。測定方法如下：直接將角鋼加工成沖擊試樣,并分別在

9、20、0、-20和-40下進(jìn)行沖擊實驗,根據(jù)實驗結(jié)果推斷出沖擊值為27J時所對應(yīng)的溫度即為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。沖擊功值見下圖。 2. Q420焊接性試驗Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定實例：實例：結(jié)果表明：0時Q420角鋼的沖擊值大于27J, -5時沖擊值約在27J，因此Q420的韌脆轉(zhuǎn)變溫度約在-5。加工單位應(yīng)注意：在寒冷地帶施工時不要造成構(gòu)件的損傷，如缺口等。2. Q420焊接性試驗Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定3.焊接工藝評定的相關(guān)內(nèi)容 驗證擬定的焊接工藝方案是否正確 為制定焊接作業(yè)指導(dǎo)書提供可靠依據(jù) 選好規(guī)程事半功倍 Q420焊接工藝評定JGJ81-2002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程（

10、 ？） 目的目的依據(jù)依據(jù)Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定編制焊接工藝指導(dǎo)書加工及焊接試件理化試驗試驗結(jié)果評定編制焊接工藝評定報告焊接工藝文件YN焊接工藝評定程序焊接工藝評定程序3. 焊接工藝評定的相關(guān)內(nèi)容Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定某種鋼材或焊接方法的評定結(jié)果可以代替焊接生產(chǎn)不能代替重新進(jìn)行評定3. 焊接工藝評定的相關(guān)內(nèi)容Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 如何選擇焊接材料如何選擇焊接材料 怎樣確定焊接接頭性能指標(biāo)怎樣確定焊接接頭性能指標(biāo) 與Q420鋼材的化學(xué)成分及力學(xué)性能保持一致遵循同一原則遵循同一原則Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定表表 Q420鋼焊接接頭性能指標(biāo)鋼焊接接

11、頭性能指標(biāo)材料類別標(biāo)準(zhǔn)抗拉強度MPa屈服強度MPa延伸率%沖擊吸收功J母材JGJ815206804201834（20）評定指標(biāo)手工焊52042018焊縫34（20）HAZ34（20）埋弧焊52042018焊縫34（20）HAZ34（20）CO252042018焊縫34（20）HAZ34（20）4. Q420焊接工藝評定Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定焊接工藝評定焊接工藝評定 試樣試樣4. Q420焊接工藝評定拉伸試樣拉伸試樣沖擊試樣沖擊試樣側(cè)彎試樣側(cè)彎試樣T形接頭彎曲試樣形接頭彎曲試樣Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 1 焊工及無損檢測人員的資質(zhì) 2 焊接工藝技術(shù)文件是否齊全 （焊評焊

12、評 報告、指導(dǎo)書、記錄表、檢驗結(jié)果報告、指導(dǎo)書、記錄表、檢驗結(jié)果） 3 外觀檢查（未焊滿、根部收縮、咬邊、未焊滿、根部收縮、咬邊、表面氣孔、夾渣、裂紋、電弧擦傷表面氣孔、夾渣、裂紋、電弧擦傷） 4 無損檢測（磁粉、滲透、射線、超聲）（磁粉、滲透、射線、超聲）4. Q420焊接工藝評定按照焊接規(guī)程JGJ81（施工圖紙和技術(shù)文件）要求。Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 實現(xiàn)理想的焊接、要得到可靠的焊接結(jié)果，焊接必須在特定的工藝控制下完成；質(zhì)量檢驗是關(guān)鍵質(zhì)量檢驗是關(guān)鍵如何實現(xiàn)最為理想的焊接如何實現(xiàn)最為理想的焊接小結(jié)4. Q420焊接工藝評定Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定焊接接頭的常見缺陷

13、應(yīng)注意以下常見焊接缺陷： 焊瘤，亦稱滿溢。熔化金屬流淌到焊縫以外未熔化焊瘤，亦稱滿溢。熔化金屬流淌到焊縫以外未熔化的母材上，堆積形成焊瘤。在焊瘤處，常伴有局部未熔的母材上，堆積形成焊瘤。在焊瘤處，常伴有局部未熔合。焊瘤是由填充金屬過多引起的，與間隙和坡口尺寸合。焊瘤是由填充金屬過多引起的，與間隙和坡口尺寸大小、焊速高低有關(guān)。大小、焊速高低有關(guān)。4. Q420焊接工藝評定（1）焊瘤）焊瘤Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 沿著焊縫與母材交界部位燒熔形成凹陷或溝槽的現(xiàn)象，稱沿著焊縫與母材交界部位燒熔形成凹陷或溝槽的現(xiàn)象，稱之為咬邊。由于焊縫與母材交界處被熔去一定深度，而填充之為咬邊。由于焊縫與母

14、材交界處被熔去一定深度，而填充金屬又未能及時補充，即形成咬邊，如圖所示。焊接時電流金屬又未能及時補充，即形成咬邊，如圖所示。焊接時電流過大且焊速高時，以及焊條角度不當(dāng)時，都可能產(chǎn)生這種缺過大且焊速高時，以及焊條角度不當(dāng)時，都可能產(chǎn)生這種缺陷。陷。（2）咬邊）咬邊4. Q420焊接工藝評定Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定（3）燒穿）燒穿 燒穿是指部分熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔的現(xiàn)象。燒穿是指部分熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔的現(xiàn)象。這種缺陷在管壁較薄地鋼管相貫節(jié)點焊接時，最容易發(fā)生。當(dāng)這種缺陷在管壁較薄地鋼管相貫節(jié)點焊接時，最容易發(fā)生。當(dāng)焊接電流過大，焊速過慢或電弧在某處停過久或間隙

15、坡口尺寸焊接電流過大，焊速過慢或電弧在某處停過久或間隙坡口尺寸過大時，都有可能形成這種缺陷。過大時，都有可能形成這種缺陷。4. Q420焊接工藝評定Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定（4）弧坑 弧坑，是指在焊縫末端所形成的橢圓行凹坑。它是由弧坑，是指在焊縫末端所形成的橢圓行凹坑。它是由操作者在即將焊完收弧時，電弧突然撤離所造成。操作者在即將焊完收弧時，電弧突然撤離所造成。4. Q420焊接工藝評定Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定（5）未焊透 熔焊時，焊接接頭根部未完全焊透的現(xiàn)象，稱為未焊透，如熔焊時，焊接接頭根部未完全焊透的現(xiàn)象，稱為未焊透，如圖所示。未焊透意味著焊接接頭受力截面減少，嚴(yán)

16、重影響焊接接圖所示。未焊透意味著焊接接頭受力截面減少，嚴(yán)重影響焊接接頭，而且，它是應(yīng)力最容易集中的地方。在鋼管相貫節(jié)點焊縫中，頭，而且，它是應(yīng)力最容易集中的地方。在鋼管相貫節(jié)點焊縫中，是不允許有未焊透缺陷存在的。這種缺陷無法用肉眼發(fā)現(xiàn)，一般是不允許有未焊透缺陷存在的。這種缺陷無法用肉眼發(fā)現(xiàn)，一般要經(jīng)過要經(jīng)過X光、超聲波等探傷才能發(fā)現(xiàn)。形成未焊透的主要原因，光、超聲波等探傷才能發(fā)現(xiàn)。形成未焊透的主要原因，是焊接電流太小，焊速過高或坡口角度太小，鈍邊太厚以及焊條是焊接電流太小，焊速過高或坡口角度太小，鈍邊太厚以及焊條直徑過大等。直徑過大等。4. Q420焊接工藝評定Q420高強鋼性能分析與焊接工藝

17、評定（6）未熔合）未熔合 熔焊時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未能熔焊時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未能完全熔化的部分稱為未熔合。完全熔化的部分稱為未熔合。4. Q420焊接工藝評定Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定（7）夾渣）夾渣 殘留在焊縫中的熔渣和其它外來物即為夾渣。焊接時，殘留在焊縫中的熔渣和其它外來物即為夾渣。焊接時，電流過小，焊速過快，致使焊縫金屬冷卻太快，夾渣來電流過小，焊速過快，致使焊縫金屬冷卻太快，夾渣來不及浮出；運條不正確，熔渣不易浮出，多層焊時前層不及浮出；運條不正確，熔渣不易浮出，多層焊時前層焊縫的熔渣未清除干凈等都能造成夾渣。焊縫的熔渣未清除干凈等都能造成

18、夾渣。4. Q420焊接工藝評定Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定 氣孔是焊縫常見的工藝缺陷之一，按其在焊縫氣孔是焊縫常見的工藝缺陷之一，按其在焊縫的位置可分為表面氣孔和內(nèi)部氣孔。的位置可分為表面氣孔和內(nèi)部氣孔。（8）氣孔）氣孔4. Q420焊接工藝評定Q420高強鋼性能分析與焊接工藝評定（9）裂紋）裂紋 生產(chǎn)中由于各鋼種和焊接結(jié)構(gòu)本身特點的不同，可能出生產(chǎn)中由于各鋼種和焊接結(jié)構(gòu)本身特點的不同，可能出現(xiàn)各種裂紋，其中有焊縫的表面裂紋、內(nèi)部裂紋，有熱影響現(xiàn)各種裂紋，其中有焊縫的表面裂紋、內(nèi)部裂紋，有熱影響區(qū)的橫向裂紋、縱向裂紋，有焊道下的裂紋、弧坑處的裂紋區(qū)的橫向裂紋、縱向裂紋，有焊道下的裂紋、弧坑處的裂紋等。裂紋有時出現(xiàn)在焊接過程中，有時出現(xiàn)在放置