CN115178839B - 一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法，包括优化QStE钢板成分、加工坡口、调整保护气氛、优化焊丝成分、实施焊接、检验弯曲性能等步骤。本发明通过控制钢材中Mn、S含量、优化焊丝成分等技术手段，解决了QStE钢板焊接接头弯曲性能低的问题，且成分设计简单、适应性较强，焊接接头弯曲性能优良，焊缝弯曲角度可达到180°。

Description

一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法。
背景技术
材料转化为产品的过程离不开加工，加工过程是一个增值过程，这个增值过程也是各个企业生存和盈利的基础。如何保证在加工的过程中实现高效率、低成本的同时还能及时满足市场的需求是个永恒的话题。任何新材料如果不能实现高质量的连接，其应用也一定大幅度地受限制，新材料也肯定不可能会有广泛的应用。在汽车车身制造过程中，每一个汽车制造企业都离不开焊接，焊接接头质量直接决定着汽车的稳定性和安全性能，特别是在结构件中，不仅要求焊接接头具有高强度，还要求焊接接头具有一定的塑性，特别是后续的成形加工过程对焊缝弯曲性能要求较高，提高焊接接头弯曲性能是汽车结构件及其他零部件装配生产中一个急待解决的技术难题。
公开号为CN105424502A的发明专利公开了一种大变形管道环焊缝弯曲试验机及其方法，包括：导轨设置在基座的中央位置，在基座的两侧固定设置固定台，矫正压头和弯曲压头设置在导轨中，丝杠的一端与弯曲压头固定连接，另一端与矫正压头连接，在弯曲压头的外侧与液压推进器的推进杆固定相连，在弯曲试验机上设置由声发射传感器、信号放大器和声发射数据采集卡组成的声发射系统。与现有技术相比，该发明既可以实现对弯曲试验中力学信号、形变信号，还可以针对声信号进行采集和分析。
公开号为CN113418803A的发明专利公开了一种管板焊接接头堵头冲击韧性的测试方法与装置，该方法利用下端面与管板焊接接头堵头截面仿形的落锤冲击堵头，当失效发生在堵头与管子界面时，通过测量落锤下落前的高度与撞击刚完成时速度计算堵头与管子界面的动能，以消耗的动能除以环形焊缝面积即为管板焊接接头堵头的冲击韧性值。典型装置包括门型工作平台，垂直于门型平台的两根落锤导向杆，分别固定于门型平台顶面与侧面提升和释放落锤的起吊链与铰轮；固定于门型工作平台侧面的量尺以及用于测试撞击后落锤速度的速度传感器，套在导向杆上弹簧；位于门型工作平台中央与落锤下端面正对的样品固定工装及测试样品。该方法解决了管板焊接接头堵头冲击韧性的难以评价的难题。
综上，目前关于焊缝弯曲性能方面的现有技术大都集中在性能检测方向，而提升焊接接头弯曲性能的技术方案鲜有报道，在改善焊接接头弯曲性能方面还具有进一步提升和完善的空间。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法，通过优化钢材化学成分的方式，提高钢板焊接接头弯曲性能，降低焊接接头开裂比例。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所提出的一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法，包括以下步骤
S1：加工试板；对待焊接QStE钢板加工坡口，单面15-20°；
S2：保护气氛；采用二氧化碳气体保护焊进行焊接，保护气氛为70-80％CO2+20-30％Ar；
S3：优化焊丝成分；焊丝成分包括以下质量百分比的化学成分：C：0.05-0.08％；Si：0.3-0.5％；Mn：1.8-2.5％；P：≤0.08％；S：0.008％；Cr：0.08-0.15％；Ti：0.15-0.45％；B：≤0.02％；
S4：实施焊接；
S5：检验焊接接头弯曲性能。
优选的，所述步骤S4中，焊接工艺参数为：焊接电流：100-132A；焊接电压：20-25V；焊接速度10-18cm/min；气体流量：15-18L/min。
优选的，所述QStE钢板包括以下质量百分比的化学成分：C：0.035-0.07％，Si：0.04-0.12％，Mn：1.45-1.65％，P≤0.025％，S≤0.008％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、降低结晶区间温度差，起到提高焊接过程中液态金属流动性的效果，有利于焊缝成形；
2、有效降低焊接过程中生成硫化锰夹杂的几率，有利于控制焊接接头夹杂物，避免因夹杂物造成焊接接头塑韧性及弯曲性能下降；
3、拓宽材料焊接工艺范围。
附图说明
图1为焊缝区显微组织结构示意图；
图2为热影响区显微组织结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
当前QStE钢板由以下质量百分比的化学成分构成：C：0.035-0.07％，Si：0.04-0.12％，Mn：1.6-2.0％，P≤0.025％，S≤0.018％；当前二氧化碳气体保护焊焊接工艺如下：焊接电流：110-130A，焊接电压：21-23V，焊接速度15-18cm/min，气体流量：13-15L/min。
本发明所提出的一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法，所述方法包括以下步骤：
S1：加工试板；对待焊接QStE钢板加工坡口，单面15-20°；其中，所述QStE钢板包括以下质量百分比的化学成分：C：0.035-0.07％，Si：0.04-0.12％，Mn：1.45-1.65％，P≤0.025％，S≤0.008％，即在现有QStE钢板化学成分的基础上，降低了锰、硫的含量。
S2：保护气氛；采用二氧化碳气体保护焊进行焊接，保护气氛为70-80％CO2+20-30％Ar；
S3：优化焊丝成分；焊丝成分包括以下质量百分比的化学成分：C：0.05-0.08％；Si：0.3-0.5％；Mn：1.8-2.5％；P：≤0.08％；S：0.008％；Cr：0.08-0.15％；Ti：0.15-0.45％；B：≤0.02％；优化后的焊丝添加了成分Ti和B，Ti、B元素在焊接过程中能够起到细化焊缝区域晶粒尺寸的作用，从而提高焊接接头的塑性，进而提高其弯曲性能。
S4：实施焊接；焊接工艺参数为：焊接电流：100-132A；焊接电压：20-25V；焊接速度10-18cm/min；气体流量：15-18L/min。
S5：检验焊接接头弯曲性能；根据GB/T2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》进行弯曲试验。
实施例1：采用表2中的焊接工艺参数对表1中相关成分的QStE钢板施焊，根据GB/T2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》进行弯曲试验，180°弯曲试验后(面弯与背弯)，试样未开裂，弯曲性能优良。
实施例2：采用表2中的焊接工艺参数对表1中相关成分的QStE钢板施焊，根据GB/T2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》进行弯曲试验，180°弯曲试验后(面弯与背弯)，试样未开裂，弯曲性能优良。
实施例3：采用表2中的焊接工艺参数对表1中相关成分的QStE钢板施焊，根据GB/T2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》进行弯曲试验，180°弯曲试验后(面弯与背弯)，试样未开裂，弯曲性能优良。
对比例1：采用表2中的焊接工艺参数对表1中相关成分的QStE钢板施焊，根据GB/T2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》进行弯曲试验，180°弯曲试验后(面弯与背弯)，试样在热影响区开裂，弯曲性能不好。
对比例2：采用表2中的焊接工艺参数对表1中相关成分的QStE钢板施焊，根据GB/T2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》进行弯曲试验，180°弯曲试验后(面弯与背弯)，试样在热影响区开裂，弯曲性能不好。
对比例3：采用表2中的焊接工艺参数对表1中相关成分的QStE钢板施焊，根据GB/T2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》进行弯曲试验，180°弯曲试验后(面弯与背弯)，试样在热影响区开裂，弯曲性能不好。
表1 QStE钢板中Mn、S元素含量
Mn S
实施例1 1.48 0.006
实施例2 1.53 0.005
实施例3 1.64 0.007
对比例1 1.38 0.015
对比例2 1.89 0.017
对比例3 1.86 0.019
表2焊接工艺参数
本发明未尽事宜为公知技术。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：加工试板；对待焊接QStE钢板加工坡口，单面15-20°；
S2：保护气氛；采用二氧化碳气体保护焊进行焊接，保护气氛为70-80％CO2+20-30％Ar；
S3：优化焊丝成分；焊丝成分包括以下质量百分比的化学成分：C：0.05-0.08％；Si：0.3-0.5％；Mn：1.8-2.5％；P：≤0.08％；S：0.008％；Cr：0.08-0.15％；Ti：0.15-0.45％；B：≤0.02％；
S4：实施焊接；
S5：检验焊接接头弯曲性能；
所述QStE钢板包括以下质量百分比的化学成分：C：0.035-0.07％，Si：0.04-0.12％，Mn：1.45-1.65％，P≤0.025％，S≤0.008％。
2.根据权利要求1所述的一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法：其特征在于：所述步骤S4中，焊接工艺参数为：焊接电流：100-132A；焊接电压：20-25V；焊接速度10-18cm/min；气体流量：15-18L/min。
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