CN106363281A - 一种建筑结构用钢q390gjc的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，焊接接头形式采用对接平焊、对接横焊、角对接平焊、T型角接横焊、T型角接船型非熔透平焊；采用埋弧自动焊、CO2气体保护焊焊接；焊前预热，预热温度为60℃；采用多层多道焊焊接，层间温度150～200℃。优点是：针对Q390GJC钢的成分范围及技术条件，解决了该种钢的焊接问题，具体包括：1)焊前预热温度，以避免接头部位产生冷裂纹；2)按接头形式、板厚，提出合理的坡口形式及焊接方法；3)针对接头形式、坡口形式和焊接方法选用合适的焊接材料；4)提出相应合适的焊接工艺参数。用本技术方案进行Q390GJC钢焊接，焊接接头获得了与母材同等的力学性能，满足工程的使用要求。

Description

一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法
技术领域
本发明属于建筑结构用钢焊接技术领域，尤其涉及一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法。
背景技术
建筑结构用钢具有抗震、抗低温冲击等性能，提高其制造可靠性。建筑结构用钢的使用，可以使建筑结构向高层化和大跨度的方向发展。如高层建筑、大跨度体育场馆、机场等大型建筑工程。
Q390GJC与通用的碳素钢、低合金钢的主要差异是规定了屈强比、屈服强度波动范围，规定了碳当量和焊接裂纹敏感性指数，降低了P、S含量。但Ni含量高，Ni易与许多元素形成低熔共晶，故易于产生裂纹，焊接难度增加，到目前为止没有成型的焊接方法及工艺。
综上所述，需要对Q390GJC进行焊接试验，来确定合理的焊接方法及工艺，使得焊接接头获得与母材同等的力学性能，满足工程使用要求。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种合理的建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，使得焊接接头获得与母材同等的力学性能，满足工程使用要求。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，焊接接头形式采用对接平焊、对接横焊、角对接平焊、T型角接横焊、T型角接船型非熔透平焊；采用埋弧自动焊、CO2气体保护焊焊接；焊前预热，预热温度为60℃；采用多层多道焊焊接，层间温度150～200℃。
对接平焊采用埋弧自动焊焊接时，选择V形或X形坡口；V形坡口60°，钝边4mm，根部间隙2mm；X形坡口，正面55°，反面60°，钝边4mm，间隙2mm，反面清焊根焊接；焊接电流520～550A，电压28～32V，焊接速度34～37cm/min，线能量21.3～25.5kJ/cm。
对接平焊采用CO2气体保护焊焊接时，选择V形或X形坡口；V形坡口60°，钝边0～2mm，根部间隙2mm；X形坡口，正面55°，反面60°，钝边0～2mm，间隙2mm，反面清焊根焊接；焊接电流240～320A，电压26～30V，焊接速度26～38cm/min，线能量9.4～15.5kJ/cm。
对接横焊采用CO2气体保护焊焊接时，选择单边V形或K形坡口；单边V形坡口45°，钝边2mm，根部间隙2mm；K形坡口，正面50°，反面50°，钝边2mm，间隙2mm，反面清焊根焊接；焊接电流260～300A，电压26～30V，焊接速度24～38cm/min，线能量8.5～14.7kJ/cm。
角对接平焊采用埋弧自动焊焊接时，选择V形坡口50°，钝边2mm，根部间隙10mm，背面衬钢衬垫；焊接电流530～555A，电压32～34V，焊接速度32～37cm/min，线能量22.7～28.8kJ/cm。
角对接平焊采用CO2气体保护焊焊接时，选择V形坡口50°，钝边2mm，根部间隙10mm，背面衬钢衬垫；焊接电流240～280A，电压28～30V，焊接速度30～36cm/min，线能量9.1～12.6kJ/cm。
T型角接横焊采用CO2气体保护焊焊接时，选择单边V形坡口45°，钝边2mm，根部间隙6mm；背面衬钢衬垫；焊接电流260～300A，电压26～30V，焊接速度24～38cm/min，线能量8.9～14.7kJ/cm。
T型角接船型非熔透平焊采用龙门埋弧焊时，开K形坡口45°，钝边8mm，间隙0～1mm；焊接电流620～650A，电压27～33V，焊接速度32～36cm/min，线能量23.9～32.3kJ/cm；龙门埋弧焊采用焊丝H10Mn2，φ5.0mm，焊剂采用SJ101；焊剂焊接前经300～350℃烘焙，时间2小时。
埋弧自动焊采用焊丝：H10Mn2，φ4.0mm，焊剂采用SJ101。
CO2气体保护焊采用实芯焊丝：ER50-6，φ1.2mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
针对Q390GJC钢的成分范围及技术条件，解决了该种钢的焊接问题，具体包括：1)焊前预热温度，以避免接头部位产生冷裂纹；2)按接头形式、板厚，提出合理的坡口形式及焊接方法；3)针对接头形式、坡口形式和焊接方法选用合适的焊接材料；4)提出相应合适的焊接工艺参数。用本技术方案进行Q390GJC钢焊接，焊接接头获得了与母材同等的力学性能，满足工程的使用要求。
附图说明
图1是第一、二实施例的接头和坡口形式示意图；
图2是第一实施例的焊道布置示意图；
图3是第二实施例的焊道布置示意图；
图4是第三实施例的接头和坡口形式示意图；
图5是第三实施例的焊道布置示意图；
图6是第四、五实施例的接头和坡口形式示意图；
图7是第四实施例的焊道布置示意图；
图8是第五实施例的焊道布置示意图；
图9是第六实施例的接头和坡口形式示意图；
图10是第六实施例的焊道布置示意图；
图11是第七实施例的接头和坡口形式示意图；
图12是第七实施例的焊道布置示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
建筑结构钢Q390GJC的化学成分见表1，力学性能见表2。
表1 Q390GJC建筑结构用钢化学成分(％)
表2 Q390GJC建筑结构用钢力学性能
建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法：
1焊接接头形式采用对接平焊、对接横焊、角对接平焊、T型角接横焊、T型角接船型非熔透平焊。
2焊接方法采用埋弧自动焊、CO2气体保护焊。
3焊前预热60℃。
4采用多层多道焊焊接，层间温度150～200℃。
5对接平焊根据板厚选择V形或X形坡口。V形坡口60°，钝边4mm，根部间隙2mm；X形坡口，正面55°，反面60°，钝边4mm，间隙2mm，反面清焊根焊接；采用埋弧自动焊焊接。
6对接平焊根据板厚选择V形或X形坡口。V形坡口60°，钝边0～2mm，根部间隙2mm；X形坡口，正面55°，反面60°，钝边0～2mm，间隙2mm，反面清焊根焊接；采用CO2气体保护焊焊接。
7对接横焊根据板厚选择单边V形或K形坡口。单边V形坡口45°，钝边2mm，根部间隙2mm；K形坡口，正面50°，反面50°，钝边2mm，间隙2mm，反面清焊根焊接；采用CO2气体保护焊焊接。
8角对接平焊选择V形坡口50°，钝边2mm，根部间隙10mm,背面衬钢衬垫；采用埋弧自动焊焊接。
9角对接平焊选择V形坡口50°，钝边2mm，根部间隙10mm,背面衬钢衬垫；采用CO2气体保护焊焊接。
10 T型角接横焊选择单边V形坡口45°，钝边2mm，根部间隙6mm；背面衬钢衬垫；采用CO2气体保护焊焊接。
11 T型角接船型非熔透平焊，开K形坡口45°，钝边8mm，间隙0～1mm，采用龙门埋弧焊接。
本发明根据钢结构常用的接头形式进行焊接作为实施例，具体如下：
1第一实施例为板厚25+25的对接平焊，采用埋弧自动焊焊接，两板尺寸均为25*300*610，具体接头和坡口形式示意图、焊道布置示意图分别如图1和图2所示。
2第二实施例为板厚25+25的对接平焊，采用实芯CO2气体保护焊焊接，两板尺寸均为25*300*610，具体接头和坡口形式示意图、焊道布置示意图分别如图1和图3所示。
3第三实施例为板厚25+25的对接横焊，采用实芯CO2气体保护焊焊接，两板尺寸均为25*300*610，具体接头和坡口形式示意图、焊道布置示意图分别如图4和图5所示。
4第四实施例为板厚25+25的角对接平焊，采用埋弧自动焊焊接，两板尺寸均为25*250*400，具体接头和坡口形式示意图、焊道布置示意图分别如图6和图7所示。
5第五实施例为板厚25+25的角对接平焊，采用实芯CO2气体保护焊焊接，两板尺寸均为25*250*400，具体接头和坡口形式示意图、焊道布置示意图分别如图6和图8所示。
6第六实施例为板厚25+25的T型角接横焊，采用实芯CO2气体保护焊焊接，两板尺寸均为25*250*400，具体接头和坡口形式示意图、焊道布置示意图分别如图9和图10所示。
7第七实施例为板厚25+25的T型角接船型非熔透平焊，采用龙门埋弧自动焊焊接，两板尺寸均为25*250*400，具体接头和坡口形式示意图、焊道布置示意图分别如图11和图12所示。
针对上述接头形式和焊接方法，按本发明的焊接技术方案进行施焊。其中接头形式、坡口形式、焊道布置和顺序分别见图1～图12。采用的焊接方法、焊接工艺参数，包括预热温度、线能量、道间温度、焊接电流、电弧电压和焊接速度等均列于表3。
表3
本发明涉及的焊接材料包括：
埋弧焊自动焊焊丝：H10Mn2，φ4.0mm，龙门埋弧焊焊丝H10Mn2，φ5.0mm，焊剂SJ101，CO2气体保护焊采用实芯焊丝：ER50-6，φ1.2mm。涉及的焊接设备：埋弧自动焊设备型号ZD5-1600，CO2气体保护焊设备型号YD-500KR，极性为直流反接。
其它施焊条件为焊剂使用前经300～350℃烘焙，时间2小时。施焊环境温度为14～25℃，环境湿度38～48％。对接平焊、横焊焊缝反面清焊根。
本发明实施效果如下：
焊缝外观检验：
1)用不小于5倍放大镜检查试件表面，没有裂纹、未焊满、未熔合、焊瘤、气孔夹渣等超标缺陷。
2)焊缝无咬边。符合GB50611的要求。
焊缝无损检测：在外观检验合格后进行，采用超声波探伤，焊缝质量符合标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345规定的BⅡ级。
试样加工：
1)拉伸试样按《焊接接头拉伸试验方法》GB/T2651规定进行加工。
2)弯曲试样按《焊接接头弯曲试验方法》GB/T2653规定进行加工。
3)冲击试样按《焊接接头冲击试验方法》GB/T2650规定进行加工。
4)宏观酸蚀试样加工，每块试样应取一个面进行检验。
试样检验：
1)拉伸试验按《焊接接头拉伸试验方法》GB/T2651规定进行。
2)弯曲试验按《焊接接头弯曲试验方法》GB/T2653规定进行，弯心直径为4δ(δ为弯曲试样厚度)，弯曲角度为180°，试样厚度10mm，宽度为25mm。
3)冲击试验按《焊接接头冲击试验方法》GB/T2650规定进行。
4)宏观酸蚀试验应符合现行国家标准《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》GB226的有关规定。
试验数据分析：
表3中，1)由拉伸试验结果看出，断口位置都在母材上，说明焊缝强度均高于母材标准值，焊缝强度合格，屈强比≤0.85。2)侧弯试验结果均完好，无裂纹，焊缝接头的塑性良好。3)接头的冲击值远高于该钢技术条件规定的≥34AKV/J要求，具有优良的强韧性能。采用本发明技术方案施焊的焊接接头力学性能完全满足《建筑结构用钢板》(GB/T19879-2005)的力学性能要求，焊接方法及工艺参数可以作为编制Q390GJC焊接工艺规程的依据。
有关焊接技术方案和相应的检验结果其代表性和适用性可以覆盖厚度范围：气体保护焊为3～50mm；埋弧自动焊为8～50mm。由此可见，本发明的焊接方法及工艺较全面地覆盖了Q390GJC的接头形式和厚度规格，且实施效果均符合现行相关标准的技术条件，可以实际运用于Q390GJC建筑结构用钢的工程焊接。

Claims (8)

1.一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，其特征在于，焊接接头形式采用对接平焊、对接横焊、角对接平焊、T型角接横焊、T型角接船型非熔透平焊；采用埋弧自动焊、CO2气体保护焊焊接；焊前预热，预热温度为60℃；采用多层多道焊焊接，层间温度150～200℃。
2.根据权利要求1所述的一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，其特征在于，
对接平焊采用埋弧自动焊焊接时，选择V形或X形坡口；V形坡口60°，钝边4mm，根部间隙2mm；X形坡口，正面55°，反面60°，钝边4mm，间隙2mm，反面清焊根焊接；焊接电流520～550A，电压28～32V，焊接速度34～37cm/min，线能量21.3～25.5kJ/cm；
对接平焊采用CO2气体保护焊焊接时，选择V形或X形坡口；V形坡口60°，钝边0～2mm，根部间隙2mm；X形坡口，正面55°，反面60°，钝边0～2mm，间隙2mm，反面清焊根焊接；焊接电流240～320A，电压26～30V，焊接速度26～38cm/min，线能量9.4～15.5kJ/cm。
3.根据权利要求1所述的一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，其特征在于，
对接横焊采用CO2气体保护焊焊接时，选择单边V形或K形坡口；单边V形坡口45°，钝边2mm，根部间隙2mm；K形坡口，正面50°，反面50°，钝边2mm，间隙2mm，反面清焊根焊接；焊接电流260～300A，电压26～30V，焊接速度24～38cm/min，线能量8.5～14.7kJ/cm。
4.根据权利要求1所述的一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，其特征在于，
角对接平焊采用埋弧自动焊焊接时，选择V形坡口50°，钝边2mm，根部间隙10mm，背面衬钢衬垫；焊接电流530～555A，电压32～34V，焊接速度32～37cm/min，线能量22.7～28.8kJ/cm；
角对接平焊采用CO2气体保护焊焊接时，选择V形坡口50°，钝边2mm，根部间隙10mm，背面衬钢衬垫；焊接电流240～280A，电压28～30V，焊接速度30～36cm/min，线能量9.1～12.6kJ/cm。
5.根据权利要求1所述的一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，其特征在于，
T型角接横焊采用CO2气体保护焊焊接时，选择单边V形坡口45°，钝边2mm，根部间隙6mm；背面衬钢衬垫；焊接电流260～300A，电压26～30V，焊接速度24～38cm/min，线能量8.9～14.7kJ/cm。
6.根据权利要求1所述的一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，其特征在于，
T型角接船型非熔透平焊采用龙门埋弧焊时，开K形坡口45°，钝边8mm，间隙0～1mm；焊接电流620～650A，电压27～33V，焊接速度32～36cm/min，线能量23.9～32.3kJ/cm；龙门埋弧焊采用焊丝H10Mn2，φ5.0mm，焊剂采用SJ101；焊剂焊接前经300～350℃烘焙，时间2小时。
7.根据权利要求1所述的一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，其特征在于，所述的埋弧自动焊采用焊丝：H10Mn2，φ4.0mm，焊剂采用SJ101。
8.根据权利要求1所述的一种建筑结构用钢Q390GJC的焊接方法，其特征在于，所述的CO2气体保护焊采用实芯焊丝：ER50-6，φ1.2mm。
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