CN110756951A

CN110756951A - 一种h型钢生产焊接工艺

Info

Publication number: CN110756951A
Application number: CN201911228797.XA
Authority: CN
Inventors: 程激泳; 王轩; 赵宝岩; 杜卫中; 冯晓磊
Original assignee: Eastern Heavy Industry Co ltd Zhuhai
Current assignee: Eastern Heavy Industry Co ltd Zhuhai
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2020-02-07

Abstract

本发明提供一种H型钢生产焊接工艺，涉及H型钢生产技术领域，包括以下步骤：制备钢材、组装、主焊接、焊接后变形矫正、焊缝热处理，其中，采用自动埋弧焊的方式对H型钢进行主焊接，焊接电流为630‑710A，焊丝直径为5‑6mm，焊接电压为33‑36V，焊接速度为30‑60cm/min，焊剂牌号为HJ431，焊接结束后，割掉引弧板、收弧板，并打磨干净，得到焊接后的H型钢初品，该工艺制备出的H型钢产品性能均匀，焊缝质量高，H型钢综合性能更好。

Description

一种H型钢生产焊接工艺

技术领域

本发明涉及H型钢生产技术领域，具体涉及一种H型钢生产焊接工艺。

背景技术

H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名，又叫万能钢梁、宽缘(边)工字钢或平行翼缘工字钢。H型钢的横断面通常包括腹板和翼缘板两部分，又称为腰部和边部。由于H型钢的各个部位均以直角排布，H型钢的截面模数、惯性矩及相应的强度均明显优于同样单重的普通工字钢。用在不同要求的金属结构中，不论是承受弯曲力矩、压力负荷、偏心负荷都显示出它的优越性能，可较普通工字钢大大提高承载能力，节约金属10%～40%。H型钢的翼缘宽、腹板薄、规格多、使用灵活，用于各种桁架结构中可节约金属15%～20%。由于其翼缘内外侧平行，缘端呈直角，便于拼装组合成各种构件，从而可节约焊接、铆接工作量25%左右，能大大加快工程的建设速度，缩短工期。因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用。

H型钢可用焊接或轧制两种方法生产。焊接H型钢是将厚度合适的带钢裁成合适的宽度，在连续式焊接机组上将翼缘和腹板焊接在一起。目前，在使用焊接工艺生产H型钢时，存在产品性能不均匀、焊缝质量较差等缺点。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种H型钢生产焊接工艺，使得制备出的H型钢产品性能均匀，焊缝质量高，H型钢综合性能更好。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种H型钢生产焊接工艺，包括以下步骤：

1）制备钢材：该钢材原料组分的百分含量如下：C 0.08-0.2%、Mn 1.1-1.5%、Si 0.32-0.54%、P≤0.02、S≤0.02、Al 0.02-0.04%、V 0.05-0.12%、Nb 0.03-0.05%、Ti 0.09-0.18%，余量为Fe及不可避免的杂质；将按比例取得的原料经熔炼、精炼、浇注以及热处理后得到钢材，将钢材分别制成翼缘板和腹板；

2）组装：将步骤1）制得的一块翼缘板和腹板H型钢组装，用夹紧机构将翼缘板和腹板初步夹紧定位，并进行自动点固焊；将点固成型的T型钢翻转90̊̊，将另一块翼缘板与T型钢用夹紧机构将翼缘板和腹板初步夹紧定位，并进行自动点固焊，组装成H型钢，在H型钢两端设置引弧板、收弧板；

3）主焊接：采用自动埋弧焊的方式对H型钢进行主焊接，其中焊接电流为630-710A，焊丝直径为5-6mm，焊接电压为33-36V，焊接速度为30-60cm/min，焊剂牌号为HJ431，焊接结束后，割掉引弧板、收弧板，并打磨干净，得到焊接后的H型钢初品；

4）焊接后变形矫正：在H型钢初品拱起的一侧用火焰加热至800-920℃，在翼缘板上进行条形加热，在腹板上进行三角形区加热，三角形夹角为30̊̊，加热后用冷水进行跟踪冷却，冷却后角变形消失；

5）焊缝热处理：对经过变形矫正后的H型钢初品的焊缝进行热处理，具体操作为将温度匀速升至660-680℃，保温2-4h后匀速降温，得H型钢成品。

进一步的，步骤1）中，钢材原料组分的百分含量如下：C 0.12%、Mn 1.3%、Si0.38%、P≤0.02、S≤0.02、Al 0.03%、V 0.08%、Nb 0.04%、Ti 0.12%，余量为Fe及不可避免的杂质。

进一步的，步骤2）中，两块翼缘板与腹板的组装间隙小于1mm。

进一步的，步骤2）中，引弧板、收弧板材质与钢材材质相同，且引弧板、收弧板宽度大于90mm，长度为板厚的2倍，且不小于110mm，厚度与钢材相同。

进一步的，步骤3）中，焊丝牌号为H08MnA或H08A。

进一步的，步骤5）中，匀速升降温速度均为90-120℃/h。

（三）有益效果

本发明提供了一种一种H型钢生产焊接工艺，其有益效果如下：

1、本发明制备的钢材低温性能、冷冲压性能、焊接性能、可切削性能均很好，具有非常优异的综合性能。

2、自动埋弧焊中，焊接参数比如焊接电流、电弧电压、焊接速度以及焊丝直径等对焊缝质量影响较大，以至于对最终焊接成型后的H型钢的品质有重要影响。在本发明中，焊接电流、电弧电压、焊接速度以及焊丝直径的适当选择以搭配使得焊缝厚度、宽度适中，有效避免了出现未焊透的现象，造成咬边、气孔等缺陷。

3、本发明在焊接成型后对H型钢进行变形矫正以及对焊缝进行热处理，可降低焊接残余应力，减小焊缝中的氢含量，改善焊缝的金属组织和性能，提高焊接质量。

4、经过本发明焊接工艺制备出的H型钢产品性能均匀，焊缝质量高，H型钢综合性能优异。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种H型钢生产焊接工艺，包括以下步骤：

1）制备钢材：该钢材原料组分的百分含量如下：C 0.09%、Mn 1.2%、Si 0.47%、P≤0.02、S≤0.02、Al 0.03%、V 0.06%、Nb 0.04%、Ti 0.17%，余量为Fe及不可避免的杂质；将按比例取得的原料经熔炼、精炼、浇注以及热处理后得到钢材，将钢材分别制成翼缘板和腹板；

2）组装：将步骤1）制得的一块翼缘板和腹板H型钢组装，用夹紧机构将翼缘板和腹板初步夹紧定位，并进行自动点固焊；将点固成型的T型钢翻转90̊̊，将另一块翼缘板与T型钢用夹紧机构将翼缘板和腹板初步夹紧定位，并进行自动点固焊，组装成H型钢，其中，两块翼缘板与腹板的组装间隙小于1mm，在H型钢两端设置引弧板、收弧板，引弧板、收弧板材质与钢材材质相同，且引弧板、收弧板宽度大于90mm，长度为板厚的2倍，且不小于110mm，厚度与钢材相同；

3）主焊接：采用自动埋弧焊的方式对H型钢进行主焊接，其中焊接电流为650A，焊丝牌号为H08MnA，焊丝直径为6mm，焊接电压为35V，焊接速度为45cm/min，焊剂牌号为HJ431，焊接结束后，割掉引弧板、收弧板，并打磨干净，得到焊接后的H型钢初品；

4）焊接后变形矫正：在H型钢初品拱起的一侧用火焰加热至850℃，在翼缘板上进行条形加热，在腹板上进行三角形区加热，三角形夹角为30̊̊，加热后用冷水进行跟踪冷却，冷却后角变形消失；

5）焊缝热处理：对经过变形矫正后的H型钢初品的焊缝进行热处理，具体操作为将温度匀速升至670℃，保温3h后匀速降温，其中，匀速升降温速度均为100℃/h，得H型钢成品。

实施例2：

一种H型钢生产焊接工艺，包括以下步骤：

1）制备钢材：该钢材原料组分的百分含量如下：C 0.16%、Mn 1.1%、Si 0.41%、P≤0.02、S≤0.02、Al 0.02%、V 0.1%、Nb 0.03%、Ti 0.16%，余量为Fe及不可避免的杂质；将按比例取得的原料经熔炼、精炼、浇注以及热处理后得到钢材，将钢材分别制成翼缘板和腹板；

3）主焊接：采用自动埋弧焊的方式对H型钢进行主焊接，其中焊接电流为690A，焊丝牌号为H08A，焊丝直径为5mm，焊接电压为33V，焊接速度为60cm/min，焊剂牌号为HJ431，焊接结束后，割掉引弧板、收弧板，并打磨干净，得到焊接后的H型钢初品；

4）焊接后变形矫正：在H型钢初品拱起的一侧用火焰加热至920℃，在翼缘板上进行条形加热，在腹板上进行三角形区加热，三角形夹角为30̊̊，加热后用冷水进行跟踪冷却，冷却后角变形消失；

5）焊缝热处理：对经过变形矫正后的H型钢初品的焊缝进行热处理，具体操作为将温度匀速升至680℃，保温2h后匀速降温，其中，匀速升降温速度均为90℃/h，得H型钢成品。

实施例3：

一种H型钢生产焊接工艺，包括以下步骤：

1）制备钢材：钢材原料组分的百分含量如下：C 0.12%、Mn 1.3%、Si 0.38%、P≤0.02、S≤0.02、Al 0.03%、V 0.08%、Nb 0.04%、Ti 0.12%，余量为Fe及不可避免的杂质；将按比例取得的原料经熔炼、精炼、浇注以及热处理后得到钢材，将钢材分别制成翼缘板和腹板；

3）主焊接：采用自动埋弧焊的方式对H型钢进行主焊接，其中焊接电流为630A，焊丝牌号为H08A，焊丝直径为6mm，焊接电压为36V，焊接速度为40cm/min，焊剂牌号为HJ431，焊接结束后，割掉引弧板、收弧板，并打磨干净，得到焊接后的H型钢初品；

4）焊接后变形矫正：在H型钢初品拱起的一侧用火焰加热至800℃，在翼缘板上进行条形加热，在腹板上进行三角形区加热，三角形夹角为30̊̊，加热后用冷水进行跟踪冷却，冷却后角变形消失；

5）焊缝热处理：对经过变形矫正后的H型钢初品的焊缝进行热处理，具体操作为将温度匀速升至660℃，保温4h后匀速降温，其中，匀速升降温速度均为120℃/h，得H型钢成品。

实施例4：

一种H型钢生产焊接工艺，包括以下步骤：

1）制备钢材：该钢材原料组分的百分含量如下：C 0.2%、Mn 1.2%、Si 0.54%、P≤0.02、S≤0.02、Al 0.02%、V 0.12%、Nb 0.04%、Ti 0.18%，余量为Fe及不可避免的杂质；将按比例取得的原料经熔炼、精炼、浇注以及热处理后得到钢材，将钢材分别制成翼缘板和腹板；

3）主焊接：采用自动埋弧焊的方式对H型钢进行主焊接，其中焊接电流为710A，焊丝牌号为H08MnA，焊丝直径为5，焊接电压为34V，焊接速度为40cm/min，焊剂牌号为HJ431，焊接结束后，割掉引弧板、收弧板，并打磨干净，得到焊接后的H型钢初品；

4）焊接后变形矫正：在H型钢初品拱起的一侧用火焰加热至830℃，在翼缘板上进行条形加热，在腹板上进行三角形区加热，三角形夹角为30̊̊，加热后用冷水进行跟踪冷却，冷却后角变形消失；

5）焊缝热处理：对经过变形矫正后的H型钢初品的焊缝进行热处理，具体操作为将温度匀速升至670℃，保温3h后匀速降温，其中，匀速升降温速度均为110℃/h，得H型钢成品。

对本发明实施例1-4生产的H型钢根据《钢结构工程施工及验收规范的要求》，焊口采用超声波探伤法进行检验，合格率达到100%。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种H型钢生产焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：

制备钢材：该钢材原料组分的百分含量如下：C 0.08-0.2%、Mn 1.1-1.5%、Si 0.32-0.54%、P≤0.02、S≤0.02、Al 0.02-0.04%、V 0.05-0.12%、Nb 0.03-0.05%、Ti 0.09-0.18%，余量为Fe及不可避免的杂质；将按比例取得的原料经熔炼、精炼、浇注以及热处理后得到钢材，将钢材分别制成翼缘板和腹板；

组装：将步骤1）制得的一块翼缘板和腹板H型钢组装，用夹紧机构将翼缘板和腹板初步夹紧定位，并进行自动点固焊；将点固成型的T型钢翻转90̊̊，将另一块翼缘板与T型钢用夹紧机构将翼缘板和腹板初步夹紧定位，并进行自动点固焊，组装成H型钢，在H型钢两端设置引弧板、收弧板；

主焊接：采用自动埋弧焊的方式对H型钢进行主焊接，其中焊接电流为630-710A，焊丝直径为5-6mm，焊接电压为33-36V，焊接速度为30-60cm/min，焊剂牌号为HJ431，焊接结束后，割掉引弧板、收弧板，并打磨干净，得到焊接后的H型钢初品；

焊接后变形矫正：在H型钢初品拱起的一侧用火焰加热至800-920℃，在翼缘板上进行条形加热，在腹板上进行三角形区加热，三角形夹角为30̊̊，加热后用冷水进行跟踪冷却，冷却后角变形消失；

焊缝热处理：对经过变形矫正后的H型钢初品的焊缝进行热处理，具体操作为将温度匀速升至660-680℃，保温2-4h后匀速降温，得H型钢成品。

2.如权利要求1所述的H型钢生产焊接工艺，其特征在于，步骤1）中，钢材原料组分的百分含量如下：C 0.12%、Mn 1.3%、Si 0.38%、P≤0.02、S≤0.02、Al 0.03%、V 0.08%、Nb0.04%、Ti 0.12%，余量为Fe及不可避免的杂质。

3.如权利要求1所述的H型钢生产焊接工艺，其特征在于，步骤2）中，两块翼缘板与腹板的组装间隙小于1mm。

4.如权利要求1所述的H型钢生产焊接工艺，其特征在于，步骤2）中，引弧板、收弧板材质与钢材材质相同，且引弧板、收弧板宽度大于90mm，长度为板厚的2倍，且不小于110mm，厚度与钢材相同。

5.如权利要求1所述的H型钢生产焊接工艺，其特征在于，步骤3）中，焊丝牌号为H08MnA或H08A。

6.如权利要求1所述的H型钢生产焊接工艺，其特征在于，步骤5）中，匀速升降温速度均为90-120℃/h。