CN105499770B - 一种建筑结构用钢q420gjc的埋弧自动焊焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明一种建筑结构用钢Q420GJC的埋弧自动焊焊接工艺，焊接材料：焊丝：MCJ55GJ，φ4.0mm，焊剂SJ101；焊接环境温度：≥‑10℃；预热温度100℃～150℃；多层多道焊焊接，层间温度不低于预热温度；打底焊缝：焊接电流520～530A，焊接电压28～30V，焊接速度34～35.5cm/min，热输入21.3～22.8KJ/cm；填充焊缝：焊接电流530～540A，焊接电压30～32V，焊接速度36～37cm/min，热输入22.5～23.8KJ/cm；盖面焊缝：焊接电流535～545A，焊接电压28～30V，焊接速度34～35cm/min，热输入22.4～23.8KJ/cm。上述焊接工艺可使焊缝获得与母材等同的力学性能，满足工程焊接质量要求。填补了Q420GJC钢埋弧自动焊焊接的空白。

Description

一种建筑结构用钢Q420GJC的埋弧自动焊焊接工艺
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种用于建筑结构用钢Q420GJC的埋弧自动焊焊接工艺。
背景技术
钢结构建筑自50年代从欧洲兴起，具有优越抗震性、绿色环保、施工效率高、空间利用率高等多方面特殊的优势，现已成为国际上建筑结构的发展方向。我国近年来建造了一大批钢结构建筑，钢结构建筑的安全性非常重要，对所用钢材有特殊的技术要求。
建筑结构用钢具有抗震、抗低温冲击等性能，与普碳和低合金钢相比，屈服强度设定了上限，抗拉强度有提高，对碳当量、屈强比指标有要求，具有较小的屈服强度波动范围。
应用建筑结构用钢可以极大地适应和支持建筑结构向高层化和大跨度发展的方向。如高层建筑、超高层建筑、大跨度体育场馆、机场、会展中心以及钢结构厂房等大型建筑工程。可以减轻结构重量、降低建造成本、降低钢结构用材的厚度、提高其制造可靠性。
但建筑结构用钢Q420 GJC强度高，焊接易产生裂纹，焊接难度增加，到目前为止没有成型的焊接工艺。焊缝质量是由坡口、预热温度、层间温度、焊接参数、热输入等共同作用的，需要做大量试验找出合理的匹配，最后研究出适用于Q420 GJC钢的焊接工艺，使得焊接接头获得与母材同等的力学性能，满足建筑使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑结构用钢Q420GJC的埋弧自动焊焊接工艺，应用于板厚大于等于10mm的建筑结构用钢Q420GJC的埋弧自动焊，保证焊接质量。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种建筑结构用钢Q420GJC的埋弧自动焊焊接工艺，具体工艺如下：
1)焊接材料：焊丝：MCJ55GJ，直径φ4.0mm，焊剂选用SJ101；
2)焊接前焊剂经300～350℃，2小时烘焙；
3)根据板厚选择X形或V形坡口，X形坡口，正面55°，反面60°，钝边3～4mm，根部间隙0～2mm；V形坡口50°～60°，钝边3～4mm，根部间隙0～2mm；
4)焊接环境温度：≥-10℃；
5)焊接前预热温度100℃～150℃；
6)采用多层多道焊焊接，层间温度不低于预热温度；
7)进行埋弧自动焊对接平焊时，焊接工艺还包括：
a)打底焊缝：焊接电流520～530A，焊接电压28～30V，焊接速度34～35.5cm/min，热输入21.3～22.8KJ/cm；
b)填充焊缝：焊接电流530～540A，焊接电压30～32V，焊接速度36～37cm/min，热输入22.5～23.8KJ/cm；
c)盖面焊缝：焊接电流535～545A，焊接电压28～30V，焊接速度34～35cm/min，热输入22.4～23.8KJ/cm。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
经试验证明，用上述焊接工艺进行Q420GJC钢焊接，焊接接头获得了与母材同等的力学性能，满足工程的焊接质量要求。本发明填补了Q420GJC钢的埋弧自动焊焊接的空白。
某公寓是超高层钢结构住宅，钢结构柱使用了建筑结构用钢Q420GJC，用本焊接工艺对厚度25mm钢板进行了对接平焊焊接，得到了满意效果。
附图说明
图1是X形坡口焊缝示意图。
图2是V形坡口焊缝示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方式进一步说明：
如图1-图2所示，一种建筑结构用钢Q420GJC的埋弧自动焊焊接工艺，具体工艺如下：
1)焊接材料：焊丝：MCJ55GJ，直径φ4.0mm，焊剂选用SJ101；
2)焊接前焊剂经300～350℃，2小时烘焙；
3)根据板厚选择X形或V形坡口，X形坡口，正面坡口角度R1＝55°，反面坡口角度R2＝60°，钝边H＝3～4mm，根部间隙L＝0～2mm，见图1；V形坡口角度R3＝50°～60°，钝边H＝3～4mm，根部间隙L＝0～2mm，见图2；
4)焊接环境温度：≥-10℃；
5)焊接前预热温度100℃～150℃；
6)采用多层多道焊焊接，层间温度不低于预热温度；
7)进行埋弧自动焊对接平焊时，焊接工艺还包括：
a)打底焊缝：焊接电流520～530A，焊接电压28～30V，焊接速度34～35.5cm/min，热输入21.3～22.8KJ/cm；
b)填充焊缝：焊接电流530～540A，焊接电压30～32V，焊接速度36～37cm/min，热输入22.5～23.8KJ/cm；
c)盖面焊缝：焊接电流535～545A，焊接电压28～30V，焊接速度34～35cm/min，热输入22.4～23.8KJ/cm。
实施例1：
母材是Q420GJC建筑结构用钢，厚度δ＝25mm钢板。选用2块相同母材的试板对接、平焊成一块焊接试板，焊接工艺如下：
1)采用V形坡口R3＝60°，如图2所示，钝边H＝4mm，根部间隙L＝0mm。
2)选用武汉铁锚焊接材料股份有限公司生产的焊材。
3)埋弧自动焊焊机：ZD5-1600。
4)焊接位置：对接平焊。
5)环境温度：-6.5℃。
6)预热温度150℃。
7)采用多层多道焊焊接：层间温度150～200℃。
8)焊接工艺参数见表1；
表1 δ＝25mmQ420 GJC建筑结构用钢埋弧自动焊焊接工艺参数
9)对上述焊接试板按《焊接接头拉伸试验方法》GB/T2651、《焊接接头弯曲试验方法》GB/T2653、《焊接接头冲击试验方法》GB/T2650规定机加工成试样，然后进行试验，试验结果见表2。
表2 试样试验结果
试验结果分析：由拉伸试验结果看出，断口位置都在母材上，焊缝强度均高于母材标准值，焊缝强度合格，屈强比＜0.85。侧弯试验结果均完好，无裂纹，焊缝接头的塑性良好。接头的冲击值远高于该钢技术条件规定的韧性要求，具有优良的强韧性能。
结论：实施例1的试验结果表明，焊接接头力学性能满足《建筑结构用钢板》(GB/T19879-2005)的力学性能要求，发明的埋弧自动焊焊接工艺满足Q420GJC建筑结构用钢焊接的要求。
如果板厚大于25mm时，可以采用图1所示的X型坡口。
在本发明揭露的技术范围内的变化或替代都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种建筑结构用钢Q420GJC的埋弧自动焊焊接工艺，具体工艺如下：
1)焊接材料：焊丝：MCJ55GJ，直径φ4.0mm，焊剂选用SJ101；
2)焊接前焊剂经300～350℃，2小时烘焙；
3)根据板厚选择X形或V形坡口，X形坡口，正面55°，反面60°，钝边3～4mm，根部间隙0～2mm；V形坡口50°～60°，钝边3～4mm，根部间隙0～2mm；
4)焊接环境温度：≥-10℃；
5)焊接前预热温度100℃～150℃；
6)采用多层多道焊焊接，层间温度不低于预热温度；
其特征在于，进行埋弧自动焊对接平焊时，焊接工艺还包括：
a)打底焊缝：焊接电流520～530A，焊接电压28～30V，焊接速度34～35.5cm/min，热输入21.3～22.8KJ/cm；
b)填充焊缝：焊接电流530～540A，焊接电压30～32V，焊接速度36～37cm/min，热输入22.5～23.8KJ/cm；
c)盖面焊缝：焊接电流535～545A，焊接电压28～30V，焊接速度34～35cm/min，热输入22.4～23.8KJ/cm；
建筑结构用钢Q420GJC作为超高层钢结构住宅的结构柱使用；
焊缝强度高于母材标准值，焊缝强度合格，屈强比＜0.85，侧弯试验结果完好，无裂纹，焊缝接头的塑性良好；接头的冲击值远高于该钢技术条件规定的韧性要求，具有优良的强韧性能。
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