Q235的焊接工藝分析

1、鹽城市賽隆節(jié)能技術(shù)工程有限公司 Q235鋼焊接工藝材料簡(jiǎn)介Q235 是一種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其屈服強(qiáng)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(qiáng)度、塑性和焊接等性能有較好的配合，用途最為廣泛，大量應(yīng)用于建筑及工程結(jié)構(gòu)，以及一些對(duì)性能要求不太高的機(jī)械零件。焊接特點(diǎn)Q235的碳和其他合金元素含量較低，其塑性、韌性好，一般無(wú)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(shí)，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(duì)焊接電源沒(méi)有特殊要求，一般的交、直流弧焊機(jī)都可以焊接。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)工件的不同加工要

2、求，可選擇手工電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、埋弧焊等焊接方法。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(jiǎn)單，操作方便、靈活， 應(yīng)用較為廣泛。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(shí)，可搭配E43 系列焊條使用，一般多使用E4303 焊條。 當(dāng)其作為動(dòng)載荷或是復(fù)雜的厚板結(jié)構(gòu)時(shí)，一般選用E4315、 E4316、E5015、 E5016焊條。 其化學(xué)成分及力學(xué)性能見(jiàn)表3.1.1 。 焊條在使用前需進(jìn)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(hào)熔敷金屬含量%抗拉強(qiáng)度 MPa屈服強(qiáng)度 MPa伸長(zhǎng)率%MnSiSPNiCrMoVE43030.0350.0404203302

3、2E43151.250.900.300.200.300.08E4316E50151.600.75490400E5016焊前準(zhǔn)備焊接前，焊件按工藝要求選擇坡口形式，開(kāi)坡口并清除坡口、焊件對(duì)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(shí)也要保證焊條的表面清潔、無(wú)污物。當(dāng)環(huán)境溫度低于0，或者焊件較厚時(shí)，一般在100-150 下預(yù)熱。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(zhǎng)度來(lái)決定。因此，電弧長(zhǎng)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

4、焊接過(guò)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(duì)于厚度較大的焊件需采用多層焊。在多層焊接時(shí)第一層焊通常選用較小的焊接電流，一般用直徑3.2mm的焊條，焊層厚度最大不超過(guò)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(jiàn)下表。表 3.3.1 平對(duì)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(kāi)坡口3.03.290-1204.0-5.03.2100-1304.0160-2005.0200-260V 型坡口5.0-6.03.2100-1304.0160-2105.0200-260 6.04.0160-2105.0220-280X 型坡口

5、 124.0160-2105.0220-280表 3.3.2 立對(duì)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(kāi)坡口2.0-3.02.040-503.0-4.03.280-110V 型坡口5.0-6.03.290-120 7.03.290-1204.0120-160X 型坡口 123.290-1204.0120-160表 3.3.3 橫對(duì)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(kāi)坡口2.02.050-553.0-4.03.290-1204.0120-160V 型坡口 5.03.290-1204.0140-160X 型坡口 143.290-1204

6、.0140-160表 3.3.4 仰對(duì)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(kāi)坡口2.02.050-553.0-5.03.280-1104.0120-160V 型坡口 5.03.290-1204.0140-1605.0220-260X 型坡口 123.290-1204.0140-1605.0220-260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2.02.055-653.03.2100-1304.03.2100-1304.0160-200 5.04.0160-2005.0220-280立腳焊2.02.050-603.0-

7、4.03.290-120 5.03.290-1204.0120-160仰角焊2.02.055-603.0-4.03.290-120 5.04.0120-160CO2氣體保護(hù)焊接工藝CO2 氣體保護(hù)焊是一種高效節(jié)能的焊接方法，其焊接變形小，焊接質(zhì)量好，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制自動(dòng)化。焊絲選擇Q235 在 CO2氣體保護(hù)焊時(shí)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(jiàn)下表。表 4.1.1 ER49-1 及 ER50-6焊絲化學(xué)成分及力學(xué)性能焊絲型號(hào)熔敷金屬化學(xué)成分%抗拉強(qiáng)度MPa屈服強(qiáng)度MPa伸長(zhǎng)率%CSiMnSPER49-1 0.110.65-0.951.80

8、-2.10 0.03 0.03 490 372 20ER50-60.06-0.150.80-1.151.40-1.85 0.035 0.025 500 420 224.2 焊前準(zhǔn)備焊接用CO2氣體的純度應(yīng)該較高，一般不低于99.5%，有些優(yōu)質(zhì)接頭的焊接則要求CO2氣體的純度不低于99.8%，露點(diǎn)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(jī)械加工、氣體火焰切割和等離子切割等方法進(jìn)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(shí)根據(jù)板厚確定焊縫長(zhǎng)度和間距。一般薄板的定位焊縫應(yīng)該細(xì)而短，長(zhǎng)度為3-50mm， 間距為30-150mm； 中

9、厚板的定位焊縫長(zhǎng)度為15-50mm， 焊縫間距為100-150mm。焊接工藝參數(shù)CO2氣體保護(hù)焊在焊接時(shí)，采用細(xì)絲、短路過(guò)渡的方法，可以焊接薄板；采用粗絲、射滴過(guò)渡的方法，可以焊接中、厚板。從焊接位置上看，可以進(jìn)行全位置焊接，也可以進(jìn)行平焊、橫角焊及其他空間位置的焊接。在焊接時(shí)，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(duì)應(yīng)的焊接工藝參數(shù)見(jiàn)下表表 4.3.1 對(duì)接接頭焊接工藝參數(shù)板厚 /mm坡口 形式焊接 位置有無(wú) 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(dòng)焊焊速m/h1.0-2.0I型平無(wú)0.5-1

10、.20-0.535-12017-216-1218-35有0.5-1.20-1.040-15018-236-1218-30立無(wú)0.5-0.80-0.535-10016-198-15有0.5-1.00-1.035-10016-198-152.0-4.5I型平無(wú)0.8-1.20-2.0100-23020-2610-1520-30有0.8-1.60-2.5120-26021-2710-1520-30立無(wú)0.8-1.00-1.570-12017-2010-15有0.8-1.00-2.070-12017-2010-155.0-9.0I型平無(wú)1.2-1.61.0-2.0200-40023-4015-2020

11、-42有1.2-1.61.0-3.0250-42026-4115-2518-3510-12I型平無(wú)1.61.0-2.0350-45032-4320-2520-425-60V型平無(wú)1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0250-45026-4320-2518-35立無(wú)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(wú)1.2-1.640-500-2.00-5.0200-40023-401

12、5-25有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0250-40026-4020-255-60V型平無(wú)1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42有1.2-1.635-602.0-6.00-3.0250-45026-4320-2518-35立無(wú)0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-15有0.8-1.235-603.0-7.00-2.0100-15017-2110-1510-100K型平無(wú)1.2-1.640-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42立無(wú)0.8-1.245-600-2.

13、00-3.0100-15017-2110-15橫無(wú)1.2-1.645-600-3.00-5.0200-40023-4015-25X型平無(wú)1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42立無(wú)1.0-1.245-600-2.00-3.0100-15019-2110-1520-60U型平無(wú)1.2-1.610-120-2.02.0-5.08.0-10200-45023-4320-2520-4240-100雙 U型平無(wú)1.2-1.610-120-2.02.0-5.08.0-10200-45023-4320-2520-42表 4.3.2 T 型接頭焊接工藝參數(shù)板厚

14、/mm坡口 形式焊接 位置有無(wú) 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(dòng)焊焊速m/h1.0-2.0I 型平無(wú)0.5-1.2/0-0.5/40-12018-216-1218-35橫無(wú)0.5-1.240-12018-21立無(wú)0.5-0.835-10016-192.0-4.5I 型平無(wú)0.8-1.6/0-1.0/100-23020-2610-1520-30立無(wú)0.8-1.070-12017-20橫無(wú)0.8-1.6100-23020-265.0-6.0I型平無(wú)0.8-1.6/0-2.0/200-45023-4315-2520-42立無(wú)

15、0.8-1.2100-15017-2110-15橫無(wú)0.8-1.6200-45023-4315-255-60V 型平無(wú)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(wú)0.8-1.245-600-2.00-5.0100-15017-2110-15有0.8-1.235-504.0-7.00-2.0100-15017-2110-155-60V型橫無(wú)1.2-1.640-500-2.00-5.0200-40023-4015-25有1.2-1.630-504.0-7.0

16、0-3.0250-40026-4020-2510-100K 型平無(wú)1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42立無(wú)0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-15橫無(wú)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(wú) 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(dòng)焊焊速 m/h1-2I 型平無(wú)0.5-1.2/0-0.5/40-12018-216-1220-35

17、立無(wú)0.5-0.835-8016-18橫無(wú)0.5-1.240-12018-212-4.5I型平無(wú)0.8-1.6/0-1.5/100-23020-2610-1520-30立無(wú)0.8-1.070-12017-20橫無(wú)0.8-1.6100-23020-265-30I型平無(wú)0.8-1.6/0-2.0/200-45023-4320-2520-42立無(wú)0.8-1.20-1.0100-15017-2110-15橫無(wú)0.8-1.60-2.0200-40023-4015-255-60V型平無(wú)1.2-1.6 4-600-2.00-3.0200-45023-4315-2520-42有1.2-1.6 3-50 2.0

18、-7.0 0-3.0200-45026-4320-2518-35立無(wú)0.8-1.2 4-600-2.00-3.0100-15017-2110-15有0.8-1.2 3-50 4.0-7.0 0-2.0100-15017-2110-15橫無(wú)1.2-1.6 4-500-2.00-5.0200-40023-4015-25有1.2-1.6 3-50 2.0-7.0 0-3.0250-40026-4020-255-60V 型平無(wú)1.2-1.6 4-600-2.00-5.0200-45023-4015-2520-42有1.2-1.6 3-60 2.0-6.0 0-3.0250-45026-4320-251

19、8-35立無(wú)0.8-1.2 4-600-2.00-3.0100-15017-2110-15有0.8-1.2 3-60 3.0-7.0 0-2.0100-15017-2110-1510-100K 型平無(wú)1.2-1.6 4-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42立無(wú)0.8-1.2 4-600-2.00-3.0100-15017-2110-15橫無(wú)1.2-1.6 4-600-3.00-5.0200-40023-4015-25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(wú) 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

20、動(dòng)焊焊速m/h1-4.5I型橫無(wú)0.8-1.20-1.040-23017-268-1520-425-30I型橫無(wú)1.2-1.60-2.0200-40023-4015-2520-424.4 金屬飛濺金屬飛濺是CO2氣體保護(hù)焊的主要缺點(diǎn)。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(guò)渡時(shí)焊接電流處于小電流區(qū)，細(xì)顆粒過(guò)渡時(shí)電流處于大電流區(qū)。埋弧焊接工藝 自動(dòng)埋弧焊利用機(jī)械裝置自動(dòng)控制送絲、移動(dòng)電弧，自動(dòng)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。焊材選擇Q235 鋼 板 在 埋 弧 焊 接 時(shí) 按 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) GB/T14957-1944 熔 化 焊 用

21、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(jiàn)下表表 5.1.1 H08A 化學(xué)成分及力學(xué)性能化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）力學(xué)性能CMnSiSPCu b/MPa（ %）0.090.380.010.0120.0170.0853728HJ431 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(jiàn)下表。表 5.1.2 HJ431 焊劑化學(xué)成分MnOSiO2CaF2MgOCaOAl 2O3FeOSP34.5-3840-443-6.5

22、5-7.5 5.54 1.5 0.1 0.1焊前準(zhǔn)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324mm的鋼板可開(kāi)I 型坡口，間隙為04mm，偏厚者可雙面焊，也可開(kāi)帶鈍邊的單邊V形坡口或Y 形坡口。厚度2460mm的鋼板可開(kāi)雙Y形坡口或帶鈍邊V形坡口等；厚度50160mm的鋼板可開(kāi)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(jī)、銑邊機(jī)、氣割機(jī)或等離子弧切割機(jī)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(jì)要求或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 985-2008 埋弧焊的推薦坡口執(zhí)行。焊前應(yīng)清除坡口、對(duì)接面

23、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(zhǎng)度一般為30mm，間距為100-300mm。保證焊透、融合良好，無(wú)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(duì)于厚度超過(guò)70mm的焊件，焊前應(yīng)預(yù)熱至100-120 。對(duì)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(jìn)行。埋弧焊時(shí)，由于在焊接起始階段焊接參數(shù)不夠穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)定的焊縫厚度需要有

24、一個(gè)過(guò)程，而在焊縫收尾時(shí)，由于熔池冷卻收縮會(huì)出現(xiàn)弧坑。這兩種情況都會(huì)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(kāi)始時(shí)，在引弧板上起弧，結(jié)束時(shí)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(duì)接雙面埋弧焊時(shí)參見(jiàn)下表的工藝參數(shù)。表 5.3.1 對(duì)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300-3403036-4063.0正340-3603034-35反460-4803032-3384.0正530-5703030-31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)反590-6403130-31104.0正480-5203127-28反640-6803327-28124.0正620-6603524-25反680-7203524-25144.0正980-7203724-25反730-7704022-23165.0正800-85034-3637-38165.0反850-90036-3825-26185.0正850-90036-3835-36反900-95038-4023-24205.0正850-90036-3835-36反900-100038-4