CN114672752A - 用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法 - Google Patents

用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法 Download PDF

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Abstract

用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法,属于焊管改性技术领域,解决盘扣式脚手架立杆用Q355B高强直缝焊管(镀锌前)强度、硬度高,弯曲时容易开裂的技术问题。本发明通过在线调整热镀锌工艺参数,即镀前预热时间、锌浴温度、浸镀时间、镀后空冷时间,焊缝金相组织由M+少量B+少量F转化为S回火+F+少量B,实现焊缝金相组织回火索氏体化,焊缝硬度下降到310 HV5/10左右,弯曲试验焊缝良好,无裂纹及开裂现象,明显改善Q355B高强直缝焊管的焊缝质量,省去了焊管热处理所需的时间和成本。

Description

用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法
技术领域
本发明属焊管改性技术领域,具体涉及的是一种用于改善盘扣式脚手架用Q355B高强直缝焊管焊缝质量的方法。
背景技术
脚手架是建筑施工中非常重要的临时性支撑构件。盘扣式脚手架是传统扣件式脚手架、碗扣式脚手架的升级换代产品。因其具有连接牢固、承载力强、安全可靠、拆装便捷等明显优势,近年来,在我国建筑业得到快速推广应用。
盘扣式脚手架主要由立杆、水平杆、斜拉杆、可调托撑等部件组成。其中立杆采用Q355B材质制作,强度高,承载能力强,为主要受力构件。Q355B为低合金高强度结构钢,因C、Si、Mn含量相对较高,焊接性能较差。采用传统直缝焊管机组生产盘扣式脚手架立杆用Q355B高强直缝焊管,焊缝金相组织主要为M+B+F,强度、硬度(约490 HV5/10)均较高。若不进行热处理,焊管弯曲试验易发生弯曲裂纹及开裂;若进行热处理,生产效率较低,成本明显提高,无法满足正常的市场竞争。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中的不足,解决盘扣式脚手架立杆用Q355B高强直缝焊管强度、硬度高,弯曲时容易开裂的技术问题,本发明提供一种用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法。本发明通过在线调整热镀锌工艺参数,即镀前预热时间、锌浴温度、浸镀时间、镀后空冷时间,通过后续热镀锌工艺实现焊缝金相组织回火索氏体化,彻底解决Q355B高强直缝焊管弯曲过程中开裂问题,更重要的是省去了焊管热处理所需的时间和成本,提高焊管质量,明显增强市场竞争力。
本发明为解决背景技术中存在的技术问题而采取的技术方案是:
用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法,包括以下步骤:
S1、酸洗:使用盐酸溶液对高强直缝焊管进行酸洗,盐酸溶液的质量百分浓度为14%~18%,酸洗温度为20~25℃,酸洗时间为25~35min;
S2、减量(减量工序实质上是快速酸洗):使用盐酸溶液对步骤S1酸洗后的高强直缝焊管进行减量,盐酸溶液的质量百分浓度为15%~20%,减量温度为20~25℃,减量时间为5-20s;
S3、水洗:将步骤S2减量后的高强直缝焊管进行水洗,清除高强直缝焊管表面的盐酸溶液;
S4、助镀:采用ZnCl2溶液与NH4Cl溶液的混合液作为助镀液,助镀液的pH值为2.5~4.0,对步骤S3水洗后的强直缝焊管进行助镀,助镀液温度为50~70℃,助镀时间为30~90s;所述ZnCl2溶液的浓度为100~140g/L,NH4Cl溶液的浓度为120~180 g/L;
S5、镀锌:采用吊镀的方法对步骤S4助镀后的高强直缝焊管进行镀锌,镀液中Al元素的含量为0.05~0.07%,Ni元素的含量为0.01~0.02%,其余为Zn;
镀锌包括以下步骤:
(1)镀前预热时间:50~80s;
(2)锌浴温度:435~455℃;
(3)浸镀时间:100~180s;
(4)镀后空冷时间:100~140s;
S6、冷却:依次采用空冷+水冷对步骤S5镀锌后的高强直缝焊管进行冷却;所述空冷为空气中自然冷却,冷却至200℃以下;所述水冷过程中冷却水的温度为30-50℃;
S7、将步骤S6冷却后的镀锌高强直缝焊管进行钝化,制得盘扣式脚手架,盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝性能得到明显改善。
进一步的,在所述步骤S4中,助镀液中FeCl2的浓度≤1g/L。
进一步的,在所述步骤S5中,高强直缝焊管镀前在锌锅上方进行表面预热。
进一步的,在所述步骤S6中,冷却水的水质为低硬度、低色度水,并且冷却水的钙镁离子计硬度≤10mmol/L。
进一步的,所述高强直缝焊管的材质为Q355B低合金高强度结构钢。
与现有技术相比本发明的有益效果为:
本发明通过在线调整热镀锌镀前预热时间、锌浴温度、浸镀时间和镀后空冷时间来实现焊缝金相组织回火索氏体化。在不影响生产效率的前提下,无需资金投入,解决了盘扣式脚手架用Q355B高强直缝焊管焊缝弯曲开裂的问题,省去了焊管热处理投入,明显降低了生产成本,使产品市场竞争力增强。
按照本发明制备处理的Q355B高强直缝焊管,焊缝金相组织由M+少量B+少量F转化为S回火+F+少量B,焊缝硬度下降到310 HV5/10左右,弯曲试验焊缝良好,无裂纹及开裂现象;酸洗去除锌层后观察无裂纹,效果明显。
附图说明
图1为Q355B高强直缝焊管弯曲开裂位置处焊缝部位金相组织(M+AR+少量B+少量F)微观形貌图;
图2为实施例2制得的Q355B高强直缝焊管弯曲位置处焊缝部位金相组织(S回火+F+少量B)形貌图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法,高强直缝焊管为Q355B低合金高强度结构钢,包括以下步骤:
S1、酸洗:使用盐酸溶液对高强直缝焊管进行酸洗,盐酸溶液的质量百分浓度为14%,酸洗温度为20℃,酸洗时间为25min;
S2、减量:使用盐酸溶液对步骤S1酸洗后的高强直缝焊管进行减量,盐酸溶液的质量百分浓度为15%,减量温度为20℃,减量时间为5s;
S3水洗:将步骤S2减量后的高强直缝焊管进行水洗,清除高强直缝焊管表面的盐酸溶液;
S4、助镀:采用ZnCl2溶液与NH4Cl溶液的混合液作为助镀液,助镀液的pH值为2.5,助镀液中FeCl2的浓度≤1g/L,对步骤S3水洗后的高强直缝焊管进行助镀,助镀液温度为50℃,助镀时间为30s;所述ZnCl2溶液的浓度为100g/L,NH4Cl溶液的浓度为120g/L;
S5、镀锌:采用吊镀的方法对步骤S4助镀后的高强直缝焊管进行镀锌,镀液中Al元素的含量为0.05%,Ni元素的含量为0.01%,其余为Zn;
镀锌包括以下步骤:
(1)高强直缝焊管镀前在锌锅上方进行表面预热,镀前预热时间:50s;
(2)锌浴温度:435℃;
(3)浸镀时间:100s;
(4)镀后空冷时间:100s;
S6、冷却:依次采用空冷+水冷对步骤S5镀锌后的高强直缝焊管进行冷却;所述空冷为空气中自然冷却,冷却至200℃以下;所述水冷过程中冷却水的温度为30℃,冷却水的水质为低硬度、低色度水,并且冷却水的钙镁离子计硬度≤10mmol/L;
S7、将步骤S6冷却后的镀锌高强直缝焊管进行钝化,制得盘扣式脚手架,盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝性能得到明显改善。
实施例2
用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法,高强直缝焊管为Q355B低合金高强度结构钢,包括以下步骤:
S1、酸洗:使用盐酸溶液对高强直缝焊管进行酸洗,盐酸溶液的质量百分浓度为16%,酸洗温度为23℃,酸洗时间为30min;
S2、减量:使用盐酸溶液对步骤S1酸洗后的高强直缝焊管进行减量,盐酸溶液的质量百分浓度为18%,减量温度为23℃,减量时间为10s;
S3水洗:将步骤S2减量后的高强直缝焊管进行水洗,清除高强直缝焊管表面的盐酸溶液;
S4、助镀:采用ZnCl2溶液与NH4Cl溶液的混合液作为助镀液,助镀液的pH值为3.0,助镀液中FeCl2的浓度≤1g/L,对步骤S3水洗后的强直缝焊管进行助镀,助镀液温度为60℃,助镀时间为60s;所述ZnCl2溶液的浓度为120g/L,NH4Cl溶液的浓度为150 g/L;
S5、镀锌:采用热浸吊镀的方法对步骤S4助镀后的高强直缝焊管进行镀锌,镀液中Al元素的含量为0.06%,Ni元素的含量为0.01%,其余为Zn;
镀锌包括以下步骤:
(1)高强直缝焊管镀前在锌锅中进行表面预热,镀前预热时间:60s;
(2)锌浴温度:445℃;
(3)浸镀时间:140s;
(4)镀后空冷时间:130s;
S6、冷却:依次采用空冷+水冷对步骤S5镀锌后的高强直缝焊管进行冷却;所述空冷为空气中自然冷却,冷却至200℃以下;所述水冷过程中冷却水的温度为40℃,冷却水的水质为低硬度、低色度水,并且冷却水的钙镁离子计硬度≤10mmol/L;
S7、将步骤S6冷却后的镀锌高强直缝焊管进行钝化,制得盘扣式脚手架,盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝性能得到明显改善。
制得的Q355B盘扣式脚手架用高强直缝焊管弯曲位置处焊缝部位金相组织(S回火+F+少量B)形貌图如图2所示。
实施例3
用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法,高强直缝焊管为Q355B低合金高强度结构钢,包括以下步骤:
S1、酸洗:使用盐酸溶液对高强直缝焊管进行酸洗,盐酸溶液的质量百分浓度为18%,酸洗温度为25℃,酸洗时间为35min;
S2、减量:使用盐酸溶液对步骤S1酸洗后的高强直缝焊管进行减量,盐酸溶液的质量百分浓度为20%,减量温度为25℃,减量时间为20s;
S3水洗:将步骤S2减量后的高强直缝焊管进行水洗,清除高强直缝焊管表面的盐酸溶液;
S4、助镀:采用ZnCl2溶液与NH4Cl溶液的混合液作为助镀液,助镀液的pH值为4.0,助镀液中FeCl2的浓度≤1g/L,对步骤S3水洗后的强直缝焊管进行助镀,助镀液温度为70℃,助镀时间为90s;所述ZnCl2溶液的浓度为140g/L,NH4Cl溶液的浓度为180 g/L;
S5、镀锌:采用热浸吊镀的方法对步骤S4助镀后的高强直缝焊管进行镀锌,镀液中Al元素的含量为0.07%,Ni元素的含量为0.02%,其余为Zn;
镀锌包括以下步骤:
(1)高强直缝焊管镀前在锌锅中进行表面预热,镀前预热时间:80s;
(2)锌浴温度:455℃;
(3)浸镀时间:180s;
(4)镀后空冷时间:140s;
S6、冷却:依次采用空冷+水冷对步骤S5镀锌后的高强直缝焊管进行冷却;所述空冷为空气中自然冷却,冷却至200℃以下;所述水冷过程中冷却水的温度为50℃,冷却水的水质为低硬度、低色度水,并且冷却水的钙镁离子计硬度≤10mmol/L;
S7、将步骤S6冷却后的镀锌高强直缝焊管进行钝化,制得盘扣式脚手架,盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝性能得到明显改善。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法,其特征在于包括以下步骤:
S1、酸洗:使用盐酸溶液对高强直缝焊管进行酸洗,盐酸溶液的质量百分浓度为14%~18%,酸洗温度为20~25℃,酸洗时间为25~35min;
S2、减量:使用盐酸溶液对步骤S1酸洗后的高强直缝焊管进行减量,盐酸溶液的质量百分浓度为15%~20%,减量温度为20~25℃,减量时间为5-20s;
S3、水洗:将步骤S2减量后的高强直缝焊管进行水洗,清除高强直缝焊管表面残留的盐酸溶液;
S4、 助镀:采用ZnCl2溶液与NH4Cl溶液的混合液作为助镀液,助镀液的pH值为2.5~4.0,对步骤S3水洗后的高强直缝焊管进行助镀,助镀液温度为50~70℃,助镀时间为30~90s;所述ZnCl2溶液的浓度为100~140g/L,NH4Cl溶液的浓度为120~180 g/L;
S5、镀锌:采用热浸吊镀的方法对步骤S4助镀后的高强直缝焊管进行镀锌,镀液中Al元素的含量为0.05~0.07%,Ni元素的含量为0.01~0.02%,其余为Zn;
镀锌包括以下步骤:
(1)镀前预热时间:50~80s;
(2)锌浴温度:435~455℃;
(3)浸镀时间:100~180s;
(4)镀后空冷时间:100~140s;
S6、冷却:依次采用空冷+水冷对步骤S5镀锌后的高强直缝焊管进行冷却;所述空冷为空气中自然冷却,冷却至200℃以下;所述水冷过程中冷却水的温度为30-50℃;
S7、将步骤S6冷却后的镀锌高强直缝焊管进行钝化,制得盘扣式脚手架。
2.根据权利要求1所述的用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法,其特征在于:在所述步骤S4中,助镀液中FeCl2的浓度≤1g/L。
3.根据权利要求1所述的用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法,其特征在于:在所述步骤S5中,高强直缝焊管镀前在锌锅上方进行表面预热。
4.根据权利要求1所述的用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法,其特征在于:在所述步骤S6中,冷却水的水质为低硬度、低色度水,并且冷却水的钙镁离子计硬度≤10mmol/L。
5.根据权利要求1所述的用于改善盘扣式脚手架用高强直缝焊管焊缝质量的方法,其特征在于:所述高强直缝焊管的材质为Q355B低合金高强度结构钢。
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