沖擊鉆安全技術(shù)操作規(guī)程

焊接工藝規(guī)程焊接工藝規(guī)程一、材料介紹1.Q345化學(xué)成分如下表（%）：元素C≤MnSi≤P≤S≤Al≥VNbTi含量0.21.0-1.60.550.0350.0350.0150.02-0.150.015-0.060.02-0.2Q345C力學(xué)性能如下表（%）：機械性能指標(biāo)伸長率（%）試驗溫度0℃抗拉強度MPa屈服點MPa≥數(shù)值δ5≥22J≥34σb（470-650）σs（324-259）其中壁厚介于16-35mm時，σs≥325Mpa；壁厚介于35-50mm時，σs≥295Mpa2.Q345鋼的焊接特點2.1碳當(dāng)量(Ceq)的計算Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5計算Ceq=0.49%，大于0.45%，可見Q345鋼焊接性能不是很好，需要在焊接時制定嚴(yán)格的工藝措施。2.2Q345鋼在焊接時易出現(xiàn)的問題2.2.1熱影響區(qū)的淬硬傾向Q345鋼在焊接冷卻過程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結(jié)果導(dǎo)致焊后發(fā)生裂紋。2.2.2冷裂紋敏感性Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。二、焊接施工流程坡口準(zhǔn)備→點固焊→預(yù)熱→里口施焊→背部清根（碳弧氣刨）→外口施焊→里口施焊→自檢/專檢→焊后熱處理→無損檢驗（焊縫質(zhì)量一級合格）三、焊接工藝參數(shù)的選擇通過對Q345鋼的焊接性分析，制定措施如下：1.焊接材料的選用由于Q345鋼的冷裂紋傾向較大，應(yīng)選用低氫型的焊接材料，同時考慮到焊接接頭應(yīng)與母材等強的原則，選用E5015（J507）型電焊條。化學(xué)成分見下表（%）：元素CMnSiSPCrMoVTi含量0.0711.110.530.0090.0160.020.010.010.01力學(xué)性能見下表：機械性能指標(biāo)σb（Mpa）σs（Mpa）δ5（%）Ψ（%）AkvJ-30℃數(shù)值4405403179164114762.坡口形式：（根據(jù)圖紙和設(shè)備供貨）3.焊接方法：采用手工電弧焊（D）。4.焊接電流：為了避免焊縫組織粗大，造成沖擊韌性下降，必須采用小規(guī)范焊接。具體措施為：選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道的焊接工藝（焊接順序如圖一所示）。焊道的寬度不大于焊條的3倍，焊層厚度不大于5mm。第一層至第三層采用Ф3.2電焊條，焊接電流100-130A；第四層至第六層采用Ф4.0的電焊條，焊接電流120-180A。5.預(yù)熱溫度：由于Q345鋼的Ceq＞0.45%，在焊接前應(yīng)進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度T0=100-150℃，層間溫度Ti≤400℃。6.焊后熱處理參數(shù)：為了降低焊接殘余應(yīng)力，減小焊縫中的氫含量，改善焊縫的金屬組織和性能，在焊后應(yīng)對焊縫進行熱處理。熱處理溫度為：600-640℃，恒溫時間為2小時（板厚40mm時），升降溫速度為125℃/h。四、現(xiàn)場焊接順序：1.焊前預(yù)熱在翼緣板焊接前，首先對翼緣板進行預(yù)熱，恒溫30分鐘后開始焊接。焊接的預(yù)熱、層間溫度、熱處理由熱處理控溫柜自動控制，采用遠(yuǎn)紅外履帶式加熱爐片，微電腦自動設(shè)定曲線和記錄曲線，熱電偶測量溫度。預(yù)熱時熱電偶的測點距離坡口邊緣15mm-20mm。2.焊接2.1為了防止焊接變形，每個柱接頭采用二人對稱施焊，焊接方向由中間向兩邊施焊。在焊接里口時（里口為靠近腹板的坡口），第一層至第三層必須使用小規(guī)范操作，因為它的焊接是影響焊接變形的主要原因。在焊接一至三層結(jié)束后，背面進行清根。在使用碳弧氣刨清根結(jié)束后，必須對焊縫進行機械打磨，清理焊縫表面滲碳，露出金屬光澤，防止表層碳化嚴(yán)重造成裂紋。外口焊接應(yīng)一次焊完，最后再焊接里口的剩余部分。2.2當(dāng)焊接第二層時，焊接方向應(yīng)與第一層方向相反，以此類推。每層焊接接頭應(yīng)錯開15-20mm。2.3兩名焊工在焊接時的焊接電流、焊接速度和焊接層數(shù)應(yīng)保持一致。2.4在焊接中應(yīng)從引弧板開始施焊，收弧板上結(jié)束。焊接完成后割掉并打磨干凈。3.焊后熱處理：焊口焊接完成后應(yīng)在12小時內(nèi)進行熱處理。如不能及時進行熱處理應(yīng)采取保溫、緩冷措施。在進行熱處理時，應(yīng)采用兩根熱電偶測溫，熱電偶點焊在焊口的里外側(cè)。Q345鋼的焊接溫度曲線如下圖4.焊接檢驗根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》的要求，焊口采用超聲波探傷法進行檢驗，檢驗比例為100%。五、現(xiàn)場技術(shù)管理1.編制詳細(xì)的焊接施工作業(yè)指導(dǎo)書。2.全過程控制焊接工藝是確保質(zhì)量的核心。每個柱接頭的焊接時，應(yīng)有專人監(jiān)控焊接工藝，如焊工不按作業(yè)指導(dǎo)書施工應(yīng)立即終止焊接。在焊接過程中，熱處理人員應(yīng)全程監(jiān)控層間溫度，如超標(biāo)應(yīng)立即通知焊工暫停。3.提高施工人員質(zhì)量意識是貫徹焊接工藝的關(guān)鍵在施工前，進行全員交底，并且開取施工工藝卡。交底中詳細(xì)講解焊接工藝特點及嚴(yán)格控制現(xiàn)場焊接工藝的必要性和控制要點。六、結(jié)論按此焊接工藝措施施工，經(jīng)過實際施工的驗證，此焊接工藝措施不僅能在現(xiàn)場指導(dǎo)對Q345鋼的焊接，而且能夠保證焊接質(zhì)量。對Q345鋼，是一種可焊性很好的鋼材，采用埋弧焊絲H08MnA沒有問題。只是焊劑，所用的SJ301屬燒結(jié)焊劑，建議用熔煉焊劑HJ431完全滿足質(zhì)量要求，并且對焊劑的烘干要求也不是太高。q345鋼板也就是熱軋鋼16Mn，這種鋼的焊接性比較好，對焊接線能量的敏感性比正火鋼以及調(diào)質(zhì)鋼等小，在選擇焊接材料的時候除了要考慮強度匹配的問題，還要考慮熔合比和冷卻速度以及熱處理等方面因素。q345鋼板埋弧焊是采用H08MNA和H08A，要具體情況而定。當(dāng)不開坡口對接焊時，由于母材溶入量較多，用普通的低碳鋼焊絲H08A配合高硅高錳焊劑即能達(dá)到要求。如是大坡口對接焊時，由于母材熔入量減少，如再用H08A就使焊縫的強度偏低，因此要采用含Mn高的焊絲H08MNA或H10Mn2來補充焊縫中的含Mn量。另外不開坡口的角焊縫時，雖然母材的溶入量也不多，但是由于冷卻速度比對接焊接時大，因此在焊接的時候還是采用低碳鋼焊絲效果好些，如采用H08MNA或H10Mn2可能會引起焊縫強度偏高、塑性偏低的后果焊接Q345R對應(yīng)的焊絲為H10Mn2+SJ101或者H10MnSi+HJ431表7低合金高強鋼焊接材料的選用鋼號強度級別（MPa）手弧焊埋弧焊電渣焊CO2焊焊絲焊條焊劑焊絲焊劑焊絲09Mn209Mn2Si09MnV294E43HJ430HJ431SJ301H08AH08MnAH10MnSiH08Mn2SiH08Mn2SiA16Mn16MnCu14MnNb343E50SJ501薄板：H08AH08MnAHJ431HJ360H08MnMoAH08Mn2SiH08Mn2SiAYJ502-1YJ502-3YJ506-4HJ431HJ430中板開坡口對接開I形坡口對接SJ301H08MnAH10Mn2HJ350厚板深坡口H10Mn2H08MnMoA15MnV15MnVCu16MnNb392E50E55HJ430HJ431開I形坡口對接H08MnA中板開坡口對接H10Mn2H10MnSiHJ431HJ360H10MnMoH08Mn2MoVAH08Mn2SiH08Mn2SiAHJ250厚板深坡口HJ350SJ101H08MnMoA15MnVN15MnVNCu15MnVTiRe441E55E60SJ431H10Mn2HJ431HJ360H10MnMoH08Mn2MoVAH08Mn2SiH08Mn2SiAHJ350HJ250SJ101H08MnMoAH08Mn2MoA18MnMoNb14MnMoV14MnMoVCu490E60E70HJ250HJ350SJ101H08Mn2MoAH08Mn2MoVAH08Mn2NiMoHJ431HJ360H10Mn2MoAH10Mn2MoVAH10Mn2NiMoAH08Mn2SiMoA16Mn鋼的焊接工藝。16Mn鋼屬于碳錳鋼，碳當(dāng)量為0.345%～0.491%，屈服點等于343MPa（強度級別屬于343MPa級）。16Mn鋼的合金含量較少，焊接性良好，焊前一般不必預(yù)熱。但由于16Mn鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在低溫下（如冬季露天作業(yè)）或在大剛性、大厚度結(jié)構(gòu)上焊接時，為防止出現(xiàn)冷裂紋，需采取預(yù)熱措施。不同板厚及不同環(huán)境溫度下16Mn鋼的預(yù)熱溫度，見表8。16Mn鋼手弧焊時應(yīng)選用E50型焊條，如堿性焊條E5015、E5016，對于不重要的結(jié)構(gòu)，也可選用酸性焊條E5003、E5001。對厚度小、坡口窄的焊件，可選用E4315、E4316焊條。表8焊接16Mn鋼的預(yù)熱溫度焊件厚度（mm）不同氣溫下的預(yù)熱溫度計（℃）16以上16～2425～4040以上不低于－10℃不預(yù)熱，－10℃以下預(yù)熱100～150℃不低于－5℃不預(yù)熱，－5℃以下預(yù)熱100～150℃不低于0℃不預(yù)熱，0℃以下預(yù)熱100～150℃均預(yù)熱100～150℃16Mn鋼埋弧焊時H08MnA焊絲配合焊劑HJ431（開I形坡口對接）或H10Mn2焊絲配合焊劑HJ431（中板開坡口對接），當(dāng)需焊接厚板深坡口焊縫時，應(yīng)選用H08MnMoA焊絲配合焊劑HJ431。16Mn鋼是目前我國應(yīng)用最廣的低合金鋼，用于制造焊接結(jié)構(gòu)的16Mn鋼均為16MnR和16Mng鋼。低溫用鋼的焊接工藝。工作溫度等于或低于－20℃的低碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼稱為低溫用鋼，其牌號及成分，見表9。對低溫用鋼的主要要求是應(yīng)保證在使用溫度下具有足夠的塑性及抵抗脆性破壞的能力。表9低溫容器用鋼的牌號及成分鋼號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）CMnSiVTi16MnDR09MnTiCuREDR09Mn2VDR06MnNbDR≤0.20≤0.12≤0.121.20～1.601.40～1.701.40～0.20～0.60≤0.400.20～0.050.04～0.100.03～0.08≤0.071.701.20～1.600.17～0.37鋼號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）CuNbRESP≤16MnDR09MnTiCuREDR09Mn2VDR06MnNbDR0.20～0.400.02～0.050.15(加入量)0.0350.0350.0350.0300.0350.0350.0350.030低溫用鋼由于含碳量低,淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接性良好。焊接時，為避免焊縫金屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性，要求采用小的焊接線能量，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重?zé)嶙饔眉?xì)化晶粒，多道焊時要控制層間溫度不得過高，如焊接06MnNbDR低溫用鋼時，層間溫度不得大于300℃。焊接低溫用鋼的焊條，見表10。表10焊接低溫用鋼焊條焊條牌號焊條型號主要用途J506GJ507GRW707W707NiW907NiW107NiE5016GE5015GTW70-7CuE5515C1E5515C2TW10-7Cu焊接－40℃工作的16MnDR鋼焊接－70℃工作的09Mn2V及09MnTiCuRe鋼焊接－70℃工作的低溫鋼及2.5%Ni鋼焊接－90℃工作的3.5%Ni鋼焊接－100℃工作的06MnNb、06AINbCuN及3.5%Ni鋼低溫用鋼焊后可進行消除應(yīng)力熱處理，以降低焊接結(jié)構(gòu)的脆斷傾向。3）埋弧焊焊接材料的選配：鋼材焊劑型號，焊絲牌號牌號等級Q235A、B、CF4A0——H08ADF4A2——H08AQ345AF5004——H08A,F5004——H08MnA,F5004——H10Mn2BF50