CN101462190A - 一种铸钢件和低合金结构钢间低温焊接方法 - Google Patents

一种铸钢件和低合金结构钢间低温焊接方法 Download PDF

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蒋勇
霍薪雨
曹振田
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Abstract

本发明公开了一种铸钢件和低合金结构钢间低温焊接方法，它包括以下步骤：用烘干箱对焊接材料进行烘干处理，然后采用保温筒对焊接材料临时保温；分别在Q345D和ZG230－450H母材上开坡口；在温度为－5℃～－15℃的工作环境下将母材预热至110－130℃温度；依次在所述的母材间的坡口间进行定位焊、CO2气体保护打底焊、手工填充焊、手工罩面焊，每层焊层焊后温度为180－200℃；所述的焊接完成后进行焊后热处理；热处理完成后均匀加热母材，温度达到250℃－300℃后，对焊缝保温。本发明方法可防止接头脆化或由此面产生冷裂纹，使接头各区的冲击韧性都能达到母材的最低值，从而大大的缩短了施工工期。

Description

一种铸钢件和低合金结构钢间低温焊接方法
技术领域
本发明涉及一种低温焊接方法，尤其涉及一种铸钢件和低合金结构钢间低温焊接方法。
背景技术
根据低温焊接规范对材质要求，Q345D和铸钢件ZG230-450H焊接允许环境温度为0℃。在我国北方地区，日间最低温度可达到-15℃，而到目前为止，国内还没有成型的钢结构低温焊接技术。
钢结构低温焊接后接头的抗拉性能一般不会降低，冲击韧性却有可能下降，其原因是接头冷却速度加快导致脆性组织的产生，特别是从800至500℃之间的冷却速度影响较大，由于铸钢接头的侧冲击吸收功较低，低温下焊接后接头热影响区冲击韧性有可能更低并易于产生裂纹。目前还没有有效解决该问题的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可防止焊接接头脆化或由此面产生冷裂纹，使接头各区的冲击韧性都能达到母材的最低值的一种铸钢件和低合金结构钢间低温焊接方法。
本发明的一种铸钢件和低合金结构钢间低温焊接方法，它包括以下步骤：
(a)用烘干箱对焊接材料进行烘干处理以消除焊接材料自身水分，然后采用保温筒对所述的焊接材料临时保温，保温温度为80-100℃；
(b)分别在Q345D和ZG230-450H母材上开45°坡口；
(c)在温度为-5℃～-15℃的工作环境下将所述的母材预热至110-130℃温度，预热区在所述的坡口两侧，每侧宽度均大于所述的母材板厚的1.5倍以上，且不小于100mm；
(d)依次在所述的母材间的坡口间进行定位焊、CO2气体保护打底焊、手工填充焊、手工罩面焊，所述的每层焊层焊后温度为180-200℃，熔池保持水平状态，所述的填充焊和罩面焊的焊接材料为焊剂及碱性焊条的焊药；
(e)所述的焊接完成后，为消除焊接应力对焊缝进行焊后热处理；
(f)所述的热处理完成后在距离焊缝两侧各150-200mm范围内来回均匀加热母材，温度达到250℃—300℃后，采用不少于三层的石棉布将焊缝紧裹并用扎丝捆紧，保持预定保温时间后拆除。
本发明方法通过对焊前预热、焊后加热、保温处理等温度的控制，以及对每层焊层厚度的掌握、焊接材料的选择方面的控制，在过程施工过程中时时监控，可防止接头脆化或由此面产生冷裂纹，使接头各区的冲击韧性都能达到母材的最低值，从而大大的缩短了施工工期。
附图说明
附图为本发明的一种铸钢件和低合金结构钢间低温焊接方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明作以详细描述。
如图所示，本发明的一种铸钢件和低合金结构钢间低温焊接方法，它包括以下步骤：(a)用烘干箱对焊接材料进行烘干处理以消除焊接材料自身水分，然后采用保温筒对所述的焊接材料临时保温，保温温度为80-100℃，所述的焊接材料自身水分(水与焊接材料的质量百分比)满足不大于0.1％即可；(b)分别在Q345D和ZG230-450H母材上开坡口，坡口角度为45°；(c)在温度为-5℃—15℃的工作环境下将所述的母材预热至110-130℃温度，预热区在所述的坡口两侧，从两侧坡口上边沿计算每侧宽度均大于所述的母材板厚的1.5倍以上，且不小于100mm，所述的工作环境温度通常采用以下方法保证：采用防护棚内增设保温、加热设备的施工措施，低于-15℃严禁进行焊接施工。所述的母材预热可以采用烤枪加热。(d)依次在所述的母材间的坡口间进行定位焊、CO2气体保护打底焊、手工填充焊、手工罩面焊，所述的每层焊层焊后温度为180-200℃，熔池保持水平状态，所述的每种焊接可以采用的焊材及参数见表一；(e)所述的焊接完成后，为消除焊接应力对焊缝进行焊后热处理，所述的焊后热处理的方法通常为一般用二至三个烤枪在板厚的2-3倍范围内，使温度保持在250℃-300℃持续1-2小时。烘烤时必须均匀烘烤，不允许温度一次降下来。不得直接烘烤焊缝，一般离开焊缝5-7厘米距离。(f)所述的热处理完成后在距离焊缝两侧各150-200mm范围内来回均匀加热(即母材后热)，温度达到250℃—300℃后，采用不少于三层的石棉布将焊缝紧裹并用扎丝捆紧(即焊后保温)，保持预定保温时间后拆除，所述的预定保温时间为根据所述的焊件的板厚按每25mm板厚1小时确定。
表一
 
序号 位置(层数) 焊材类型 焊材规格(D)mm 焊接电流(A) 焊接电压(V) 气体流量(L/min) 电流极性
1 定位焊 E5015低合金焊条 3.2 90—120 28--32 / 直流反接
2 打底焊 H08Mn2Si 1.2 190—210 30--32 18—25 直流反接
3 填充焊 ER50-6 4.0 /
4 罩面焊 ER50-6 4.0 /
实施例1
在施工现场采用防护棚内增设保温、加热设备，在温度为-10℃的工作环境下施工。
用烘干箱对焊接材料Q345D和铸钢件ZG230-450H进行烘干处理以消除焊接材料自身水分，使水分不大于0.1％，然后采用保温筒对所述的焊接材料临时保温，保温温度为80℃；分别在铸钢件和低合金结构钢母材上开坡口，所述的坡口深度为30mm、宽度为30mm；在温度为-10℃的工作环境下将所述的母材预热至120℃温度，预热区在所述的坡口两侧，每侧宽度均大于所述的母材板厚的1.5倍以上，且不小于100mm；依次在所述的母材间的坡口间采用E5015焊材进行定位焊、采用H08Mn2Si焊材进行CO2气体保护打底焊、采用ER50-6焊材进行手工填充焊和手工罩面焊，所述的每层焊层焊后温度为190℃，熔池保持水平状态；所述的焊接完成后，为消除焊接应力对焊缝进行焊后热处理，本方法中采用二个烤枪在板厚的2-2.5倍范围内，离开焊缝5-6厘米距离，使温度保持在250℃-280℃持续1.5小时。所述的热处理完成后在距离焊缝两侧各180mm范围内来回均匀加热母材，温度达到250℃—270℃后，采用不少于三层的石棉布将焊缝紧裹并用扎丝捆紧，保持保温时间后拆除，保温时间1.2小时。
根据建筑钢结构焊接质量标准，经一级探伤检验，符合焊接质量要求。
实施例2
在施工现场采用防护棚内增设保温、加热设备，在温度为-5℃的工作环境下施工。
用烘干箱对焊接材料Q345D和铸钢件ZG230-450H进行烘干处理以消除焊接材料自身水分，使水分不大于0.1％，然后采用保温筒对所述的焊接材料临时保温，保温温度为90℃；分别在铸钢件和低合金结构钢母材上开坡口，所述的坡口深度为40mm、宽度为40mm；在温度为-5℃的工作环境下将所述的母材预热至130℃温度，预热区在所述的坡口两侧，每侧宽度均大于所述的母材板厚的1.5倍以上，且不小于100mm；依次在所述的母材间的坡口间采用E5015焊材进行定位焊、采用H08Mn2Si焊材进行CO2气体保护打底焊、采用ER50-6焊材进行手工填充焊和手工罩面焊，所述的每层焊层焊后温度为200℃，熔池保持水平状态；所述的焊接完成后，为消除焊接应力对焊缝进行焊后热处理，本方法中采用二个烤枪在板厚的2-3倍范围内，离开焊缝5-7厘米距离，使温度保持在270℃-300℃持续1小时。所述的热处理完成后在距离焊缝两侧各150mm范围内来回均匀加热母材，温度达到270℃—300℃后，采用不少于三层的石棉布将焊缝紧裹并用扎丝捆紧，保持保温时间后拆除，保温时间1.6小时。
根据建筑钢结构焊接质量标准，经一级探伤检验，符合焊接质量要求。
实施例3
在施工现场采用防护棚内增设保温、加热设备，在温度为—15℃的工作环境下施工。用烘干箱对焊接材料Q345D和铸钢件ZG230-450H进行烘干处理以消除焊接材料自身水分，使水分不大于0.1％，然后采用保温筒对所述的焊接材料临时保温，保温温度为100℃；分别在铸钢件和低合金结构钢母材上开坡口，所述的坡口深度为30mm、宽度为30mm；在温度为-15℃的工作环境下将所述的母材预热至110℃温度，预热区在所述的坡口两侧，每侧宽度均大于所述的母材板厚的1.5倍以上，且不小于100mm；依次在所述的母材间的坡口间采用E5015焊材进行定位焊、采用H08Mn2Si焊材进行CO2气体保护打底焊、采用ER50-6焊材进行手工填充焊和手工罩面焊，所述的每层焊层焊后温度为180℃，熔池保持水平状态；所述的焊接完成后，为消除焊接应力对焊缝进行焊后热处理，本方法中采用三个烤枪在板厚的2-3倍范围内，离开焊缝5-7厘米距离，使温度保持在250℃-260℃持续2小时。所述的热处理完成后在距离焊缝两侧各200mm范围内来回均匀加热母材，温度达到250℃—260℃后，采用不少于三层的石棉布将焊缝紧裹并用扎丝捆紧，保持保温时间后拆除，保温时间1.2小时。
根据建筑钢结构焊接质量标准，经一级探伤检验，符合焊接质量要求。

Claims (1)

1.一种铸钢件和低合金结构钢间低温焊接方法，其特征在于它包括以下步骤：
(a)用烘干箱对焊接材料进行烘干处理以消除焊接材料自身水分，然后采用保温筒对所述的焊接材料临时保温，保温温度为80-100℃；
(b)分别在Q345D和ZG230-450H母材上开450坡口；
(c)在温度为-5℃～-15℃的工作环境下将所述的母材预热至110-130℃温度，预热区在所述的坡口两侧，每侧宽度均大于所述的母材板厚的1.5倍以上，且不小于100mm；
(d)依次在所述的母材间的坡口间进行定位焊、CO2气体保护打底焊、手工填充焊、手工罩面焊，所述的每层焊层焊后温度为180-200℃，熔池保持水平状态，所述的填充焊和罩面焊的焊接材料为焊剂及碱性焊条的焊药；
(e)所述的焊接完成后，为消除焊接应力对焊缝进行焊后热处理；
(f)所述的热处理完成后在距离焊缝两侧各150-200mm范围内来回均匀加热母材，温度达到250℃—300℃后，采用不少于三层的石棉布将焊缝紧裹并用扎丝捆紧，保持预定保温时间后拆除。
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