Q235的焊接工藝分析

1、焊條型號熔敷金屬含量%MnSiSPNiE43030.0350.040E43151.250.900.30E4316E50151.600.75E5016抗拉強(qiáng)度MPa屈服強(qiáng)度MPa伸長率%CrMoV420330220.200.300.08490400Q235鋼焊接工藝1.材料簡介Q235是一種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其屈服強(qiáng)度約為235MPa隨著材質(zhì)厚度的增加屈服值減小。由于 Q235鋼含碳量適中，因此其綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能有 較好的配合，用途最為廣泛，大量應(yīng)用于建筑及工程結(jié)構(gòu)，以及一些對性能要求不太高 的機(jī)械零件。2.焊接特點(diǎn)Q235的碳和其他合金元素含量較低，其塑性、韌性好，一般無淬硬

2、傾向，不易產(chǎn)生 焊接裂紋等傾向，焊接性能優(yōu)良。Q235焊接時(shí)，一般不需要預(yù)熱和焊后熱處理等特殊的工藝措施，也不需選用復(fù)雜和特殊的設(shè)備。對焊接電源沒有特殊要求，一般的交、直流弧焊機(jī)都可以焊接。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)工件的不同加工要求，可選擇手工電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、埋弧焊等焊接方法。3.手工電弧焊手工電弧焊是一種基本的焊接方法，其設(shè)備簡單，操作方便、靈活，應(yīng)用較為廣泛。3.1 焊材選擇Q235是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，當(dāng)作為一般結(jié)構(gòu)焊接時(shí)，可搭配E43系列焊條使用，一般多使用E4303焊條。當(dāng)其作為動載荷或是復(fù)雜的厚板結(jié)構(gòu)時(shí)，一般選用E4315、E4316、E5015、E5016焊條。其化學(xué)成分及力學(xué)性

3、能見表 3.1.1。焊條在使用前需進(jìn)行烘干處理。表3.1.1焊條化學(xué)成分及力學(xué)性能3.2焊前準(zhǔn)備焊接前，焊件按工藝要求選擇坡口形式，開坡口并清除坡口、焊件對接面及周圍的 銹蝕、油污等有害物質(zhì)，避免產(chǎn)生焊接缺陷。同時(shí)也要保證焊條的表面清潔、無污物。當(dāng)環(huán)境溫度低于0C,或者焊件較厚時(shí)，一般在100-150 C下預(yù)熱。3.3焊接工藝參數(shù)手工電弧焊一般分為平焊、橫焊、立焊、仰焊四種形式。焊接電流的選擇主要取決 于焊條直徑和焊縫位置，其次是焊件厚度、接頭類型、焊道層次等。而電弧電壓主要由 電弧長度來決定。因此，電弧長度要適中，以保證電弧燃燒穩(wěn)定，防止出現(xiàn)咬邊、未焊透、外觀成型不良等缺陷。在焊接過程中，焊

4、接速度要適當(dāng)，既要保證焊透、融合良好，又要保證不燒穿。對 于厚度較大的焊件需采用多層焊。在多層焊接時(shí)第一層焊通常選用較小的焊接電流，一 般用直徑3.2mm的焊條，焊層厚度最大不超過5mm蓋面層要保證焊縫寬度和高度符合要求。各種位置焊縫的焊接工藝參數(shù)見下表。表3.3.1平對接焊縫焊接工藝參數(shù)坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A3.03.290-1203.2100-1304.0160-200不開坡口4.0-5.05.0200-2603.2100-1304.0160-2105.0-6.05.0200-2604.0160-210V型坡口 6.05.0220-2804.0160-210X型坡口

5、125.0220-280表332立對接焊縫焊接工藝參數(shù)坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A2.0-3.02.040-50不開坡口3.0-4.03.280-1105.0-6.03.290-1203.290-120V型坡口 7.04.0120-1603.290-120X型坡口 124.0120-160表3.3.3橫對接焊縫焊接工藝參數(shù)坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A2.02.050-553.290-120不開坡口3.0-4.04.0120-1603.290-120V型坡口 5.04.0140-1603.290-120X型坡口 144.0140-160表3.3.4仰對接焊縫焊接工

6、藝參數(shù)坡口形式板厚/mm焊條直徑/mm焊接電流/A2.02.050-553.280-110不開坡口3.0-5.04.0120-1603.290-1204.0140-160V型坡口 5.05.0220-2603.290-1204.0140-160X型坡口 125.0220-260I*.切如io呃鹽城市賽隆節(jié)能技術(shù)工程有限公司表335角接縫焊接工藝參數(shù)焊縫類別焊腳高度/mm焊絲直徑/mm焊接電流/A2.02.055-653.03.2100-1303.2100-1304.04.0160-2004.0160-200平角焊 5.05.0220-2802.02.050-603.0-4.03.290-120

7、3.290-120立腳焊 5.04.0120-1602.02.055-603.0-4.03.290-120仰角焊 5.04.0120-1604. C氣體保護(hù)焊接工藝CO氣體保護(hù)焊是一種高效節(jié)能的焊接方法，其焊接變形小，焊接質(zhì)量好，易于實(shí)現(xiàn)過程控制自動化。4.1焊絲選擇Q235 在CO氣體保護(hù)焊時(shí)通常選用ER49-1( H08Mn2SiA和ER50-6焊絲。其化學(xué)成分及力學(xué)性能見下表。表4.1.1 ER49-1及ER50-6焊絲化學(xué)成分及力學(xué)性能熔敷金屬化學(xué)成分%焊絲型號CSiMnSP抗拉強(qiáng)度MPa屈服強(qiáng)度MPa伸長率%ER49-1 490 372 20ER50-60.06-0.150.80-1

8、.151.40-1.85w 0.035w 0.025 500 420 224.2焊前準(zhǔn)備焊接用CQ氣體的純度應(yīng)該較高，一般不低于99.5%，有些優(yōu)質(zhì)接頭的焊接則要求CO氣體的純度不低于 99.8%，露點(diǎn)低于-40 C。坡口加工的精度是保證融合良好和焊縫美觀的重要因素之一，可采用機(jī)械加工、氣體火焰切割和等離子切割等方法進(jìn)行。焊接前，應(yīng)清理坡口及坡口兩側(cè)20m m以內(nèi)的油污、銹跡和氧化皮等污物。定位焊時(shí)根據(jù)板厚確定焊縫長度和間距。一般薄板的定位焊縫應(yīng)該細(xì)而短，長度為3-50mm,間距為30-150mm；中厚板的定位焊縫長度為15-50mm,焊縫間距為100-150mmt 4.3焊接工藝參數(shù)CO氣體

9、保護(hù)焊在焊接時(shí)，采用細(xì)絲、短路過渡的方法，可以焊接薄板；采用粗絲、 射滴過渡的方法，可以焊接中、厚板。從焊接位置上看，可以進(jìn)行全位置焊接，也可以 進(jìn)行平焊、橫角焊及其他空間位置的焊接。在焊接時(shí)，要選擇正確的工藝參數(shù)，以保證 焊件的焊接質(zhì)量。不同接頭形式對應(yīng)的焊接工藝參數(shù)見下表表431對接接頭焊接工藝參數(shù)板厚/mm坡口 形式焊接 位置有無墊板焊絲直徑/mm坡口 角度。根部間隙/mm鈍邊/mm根部半徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流量L/min自動焊焊速m/h無0.5-1.20-0.535-12017-216-1218-35平有0.5-1.20-1.040-15018-236-1218-30無

10、0.5-0.80-0.535-10016-198-151.0-2.0I型立有0.5-1.00-1.035-10016-198-15無0.8-1.20-2.0100-23020-2610-1520-30平有0.8-1.60-2.5120-26021-2710-1520-30無0.8-1.00-1.570-12017-2010-152.0-4.5I型立有0.8-1.00-2.070-12017-2010-15無1.2-1.61.0-2.0200-40023-4015-2020-425.0-9.0I型平有1.2-1.61.0-3.0250-42026-4115-2518-3510-12I型平無1.6

11、1.0-2.0350-45032-4320-2520-42無1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42平有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0250-45026-4320-2518-35無0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-15立有0.8-1.235-504.0-7.00-2.0100-15017-2110-15無1.2-1.640-500-2.00-5.0200-40023-4015-255-60V型橫有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0250-40026-4020-25無1.2-1

12、.645-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42平有1.2-1.635-602.0-6.00-3.0250-45026-4320-2518-35無0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-155-60V型立有0.8-1.235-603.0-7.00-2.0100-15017-2110-15平無1.2-1.640-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42立無0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-15K型橫無1.2-1.645-600-3.00-5.0200-40023-4

13、015-25平無1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-4210-100X型立無1.0-1.245-600-2.00-3.0100-15019-2110-1520-60U型平無1.2-1.610-120-2.02.0-5.08.0-10200-45023-4320-2520-4240-100雙U型平無1.2-1.610-120-2.02.0-5.08.0-10200-45023-4320-2520-42表432 T 型接頭焊接工藝參數(shù)板厚/mm坡口 形式焊接 位置有無墊板焊絲直徑/mm坡口角度( )根部間隙/mm鈍邊/mm焊接電流/A電弧電壓N氣體流

14、里L(fēng)/min自動焊焊速m/h平無0.5-1.240-12018-2118-35橫無0.5-1.240-12018-211.0-2.0I型立 無0.5-0.8/0-0.5/35-10016-196-12平無0.8-1.6100-23020-2620-30立 無0.8-1.070-12017-202.0-4.5I型橫無0.8-1.6/0-1.0/100-23020-2610-15平無0.8-1.6200-45023-4315-2520-42立 無0.8-1.2100-15017-2110-155.0-6.0I型橫無0.8-1.6/0-2.0/200-45023-4315-25無1.2-1.640-

15、600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42平有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0250-45026-4320-2518-35無0.8-1.245-600-2.00-5.0100-15017-2110-155-60V型立有0.8-1.235-504.0-7.00-2.0100-15017-2110-15無1.2-1.640-500-2.00-5.0200-40023-4015-255-60V型橫有1.2-1.630-504.0-7.00-3.0250-40026-4020-25平無1.2-1.645-600-2.00-5.0200-45023-4315-2

16、520-42立 無0.8-1.245-600-2.00-3.0100-15017-2110-1510-100K型橫無1.2-1.645-600-3.00-5.0200-40023-4015-20表433角接接頭焊接工藝參數(shù)板厚/mm坡口 形式焊接 位置有無墊板焊絲直徑/mm坡口角度( )根部間隙/mm鈍邊/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流里L(fēng)/min自動焊焊速m/h平無0.5-1.240-12018-2120-35立無0.5-0.835-8016-181-2I型橫無0.5-1.2/0-0.5/40-12018-216-12平無0.8-1.6100-23020-2620-30立無0.8-1.0

17、70-12017-202-4.5I型橫無0.8-1.6/0-1.5/100-23020-2610-15平無0.8-1.60-2.0200-45023-4320-2520-42立無0.8-1.20-1.0100-15017-2110-155-30I型橫無0.8-1.6/0-2.0/200-40023-4015-25無:1.2-1.6 4-)-600-2.00-3.0200-45023-4315-2520-42平有1.2-1.6 3()-50 2.0- 7.0 0-3.0200-45026-4320-2518-35無0.8-1.2 4-)-600-2.00-3.0100-15017-2110-15

18、立有0.8-1.2 3-)-50 4.0- 7.0 0-2.0100-15017-2110-15無;1.2-1.6 4()-500-2.00-5.0200-40023-4015-255-60V型橫有1.2-1.6 3()-50 2.0- 7.0 0-3.0250-40026-4020-25無1.2-1.6 4-)-600-2.00-5.0200-45023-4015-2520-42平有1.2-1.6 3-)-60 2.0- 6.0 0-3.0250-45026-4320-2518-35無0.8-1.2 4-)-600-2.00-3.0100-15017-2110-155-60V型立有0.8-1

19、.2 3-)-60 3.0- 7.0 0-2.0100-15017-2110-15平無1.2-1.6 4()-600-2.00-5.0200-45023-4315-2520-42立無0.8-1.2 4()-600-2.00-3.0100-15017-2110-1510-100K型橫無1.2-1.6 4()-600-3.00-5.0200-40023-4015-25表434搭接接頭焊接工藝參數(shù)板厚/mm坡口 形式焊接位置有無墊板焊絲直徑/mm根部間隙/mm焊接電流/A電弧電壓/V氣體流量L/min自動焊焊速m/h1-4.5I型橫無0.8-1.20-1.040-23017-268-1520-425

20、-30I型橫無1.2-1.60-2.0200-40023-4015-2520-424.4金屬飛濺金屬飛濺是 CO氣體保護(hù)焊的主要缺點(diǎn)。為了減少飛濺，要選擇合適的焊接電流、電弧電壓和焊槍角度。一般短路過渡時(shí)焊接電流處于小電流區(qū)，細(xì)顆粒過渡時(shí)電流處于 大電流區(qū)。5.埋弧焊接工藝自動埋弧焊利用機(jī)械裝置自動控制送絲、移動電弧，自動化程度高，生產(chǎn)效率高， 焊縫成形美觀，化學(xué)成分穩(wěn)定，焊縫質(zhì)量較高。5.1 焊材選擇Q235鋼板在埋弧焊接時(shí)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14957-1944熔化焊用鋼絲及GB/T4241-1984焊接用不銹鋼盤條規(guī)定，常選用 HJ431型焊劑，配合 H08A H08MnA 焊絲。鍍銅焊絲

21、H08A化學(xué)成分和力學(xué)性能見下表表5.1.1 H08A化學(xué)成分及力學(xué)性能化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%力學(xué)性能CMnSiSPCu(T b/MPa8 (%0.090.380.010.0120.0170.0853728HJ431焊劑屬于高錳、高硅、低氟型焊劑，電弧穩(wěn)定、焊波美觀，但抗銹能力一般。 在使用前需在250 C下烘干1-2h。其化學(xué)成分見下表。表5.1.2 HJ431 焊劑化學(xué)成分MnOSiO2Ca甩MgOCaOAl 2C3FeOSP34.5-3840-443-6.55-7.5w 5.5w 4w 1.5w 0.1w 0.15.2 焊前準(zhǔn)備埋弧焊接前應(yīng)選擇合適的坡口形式。由于埋弧焊可使用大電流焊接，

22、故厚度為324mm勺鋼板可開I型坡口，間隙為 04mm偏厚者可雙面焊，也可開帶鈍邊的單邊V形坡口或Y形坡口。厚度 2460mm的鋼板可開雙 Y形坡口或帶鈍邊 V形坡口等；厚度 50160mm的鋼板可開帶鈍邊的雙U形或UV形坡口等。V形或Y形坡口角度一般為60 80,單V形坡口角度為20 40o坡口可用刨邊機(jī)、銃邊機(jī)、氣割機(jī)或等離子 弧切割機(jī)等設(shè)備加工，加工后坡口邊緣要求平直。具體形式及尺寸按設(shè)計(jì)要求或國家標(biāo) 準(zhǔn)GB/T 985-2008埋弧焊的推薦坡口執(zhí)行。焊前應(yīng)清除坡口、對接面及焊接部位兩側(cè)20-30mm范圍內(nèi)的表面銹蝕、油污、氧化皮及水分等有害物質(zhì)。也應(yīng)保證焊劑清潔、粒度均勻。清除焊絲表面

23、的銹斑和油漬等 污物。焊件裝配必須保證間隙均勻、高低平整。定位焊一般采用焊條電弧焊，使用E4303焊條，焊條直徑 4mno焊縫長度一般為 30mm間距為100-300mmo保證焊透、融合良好， 無焊接缺陷。Q235在埋弧焊前，一般不需預(yù)熱。如果焊接環(huán)境低于0C,則應(yīng)將焊件預(yù)熱至30-35 C。對于厚度超過 70mm的焊件，焊前應(yīng)預(yù)熱至100-120 C。對于壓力容器，焊后應(yīng)作消除應(yīng)力處理，可選擇在550-650 C下進(jìn)行。埋弧焊時(shí)，由于在焊接起始階段焊接參數(shù)不夠穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)定的焊縫厚度需要有一個(gè)過程，而在焊縫收尾時(shí)，由于熔池冷卻收縮會出現(xiàn)弧坑。這兩種情況都會影響焊接質(zhì)量，甚至產(chǎn)生缺陷。因此，在

24、試板兩端分別焊上一塊引弧板和引出板。焊接開始時(shí)，在引弧板上起弧，結(jié)束時(shí)在引出板上收弧。焊接結(jié)束后，用氣割將兩塊板割除。5.3焊接參數(shù)采用對接雙面埋弧焊時(shí)參見下表的工藝參數(shù)。表5.3.1對接雙面埋弧焊工藝參數(shù)焊件厚度/mm焊絲直徑/mm焊接順序焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/(m/h)正240-2603036-4042.0反300-3403036-40正340-3603034-3563.0反460-4803032-3384.0正530-5703030-31焊件厚度/mm焊絲直徑/mm焊接順序焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/(m/h)反590-6403130-31正480-5203127-28104.0反640-6803327-28正620-6603524-25124.0反680-7203524-25正980-7203724-25144.0反730-7704022-23165.0正800-85034-3637-38165.0反850-90036-3825-26正850-90036-3835-36185.0反900-95038-4023-24正850-90036-3835-36205.0反900-100038-4023