CN102632328A - 一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法 - Google Patents

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吴元良
祝岚
冯俊莲
刘钊
向俊
骆强
江寅
李曼
黄鑫
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Abstract

本发明一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法，属焊接方法领域，本方法通过对处于环境温度为0～-15℃的Q370qE钢的焊接全过程温度条件进行以下控制：即焊前进行母材除湿预热，焊条、焊剂的烘干和保温，焊接完成后，对焊区保温、缓冷，特别是焊接过程中利用通电加热的履带式陶瓷电加热器铺盖于焊缝及两侧100～150mm，使焊缝层、道温度控制为160～200℃，而履带式陶瓷电加热器可以手动调节控温，控制焊缝层道间温度简单方便，焊接全过程经过如此有序的温度控制后，使焊接过程尽可能避免低温环境的影响，减缓焊接过程焊缝的冷却速度，从而降低焊缝的冷裂硬脆倾向，有效保证Q370qE钢埋弧自动焊焊接接头低温冲击韧性，增强了桥梁钢结构冲击动载的性能，提高了桥梁使用寿命。

Description

一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法
技术领域
本发明一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法，属焊接方法领域。
背景技术
根据现行的低温焊接规范对焊接材质的要求，Q370qE钢允许的最低环境温度为0℃。无论在北方还是南方，冬季常低于0℃，北方地区甚至达到-15℃。
桥梁钢结构一般承受车辆运行的冲击动载，所以对构成桥梁用钢Q370qE钢焊接接头的低温冲击韧性有很高的要求。埋弧自动焊作为桥梁钢结构制造中最常用的一种焊接方法之一，当低温环境焊接时，焊接接头的冷却速度加快，容易产生脆性组织，导致焊接接头的低温冲击韧性下降，影响其使用性能。
埋弧自动焊多在开阔的车间或野外空地上焊接，受环境温度影响大。目前桥梁钢结构埋弧自动焊接时，尚没有相应的避免低温环境的影响，减缓焊接过程焊缝的冷却速度的方法或措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法，以有效保证Q370qE钢焊接接头满足低温冲击韧性要求，增强桥梁钢结构的抗冲击动载性能，提高了桥梁使用寿命。
本发明一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法，是当环境温度为0～-15℃时，通过对焊接全过程温度条件的控制，尽可能避免低温环境的影响，减缓焊接过程焊缝的冷却速度，从而来降低焊缝的冷裂硬脆倾向，有效提高Q370qE钢埋弧自动焊焊接接头低温冲击韧性，其具体控制条件如下：母材除湿预热，预热温度范围为80～120℃；定位焊采用焊条电弧焊，打底层焊接采用富氩混合气体保护焊，填充层、盖面层焊接采用埋弧自动焊；焊条、焊剂的烘干和保温，烘干温度为300～350℃，烘干时间为2小时，在保温箱中保存的温度为100～150℃；焊接过程中利用履带式陶瓷电加热器通电加热，铺盖于焊缝及两侧，使焊缝层、道间温度控制为160～200℃，以对焊缝进行保温、缓冷；焊接完成后，对焊区保温、缓冷，直至冷却至环境温度。
上述为对焊缝进行保温、缓冷，铺盖于焊缝及两侧的履带式陶瓷电加热器宽度为100～150mm。
上述焊接完成后，对焊区保温、缓冷采用石棉布包裹。
本发明的一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法，它包括以下步骤：
(a)用烘箱对焊接材料进行烘干处理，焊条、焊剂的烘干温度为300～350℃，烘干时间2h。然后在保温箱中保存，保存温度为100～150℃；
(b)组装焊接工件，形成待焊坡口；
(c)焊接平台进行除湿、预热，对焊接平台用烤枪烘烤除湿、预热，预热温度为100～120℃；
(d)当环境温度为0～-15℃时，将母材预热至80～120℃，预热范围为待焊坡口两侧100～150mm；
(e)焊条电弧焊进行定位焊，富氩混合气体保护焊进行打底层焊接；
(f)埋弧自动焊进行焊缝填充、盖面层的焊接，控制焊缝层道间温度，温度为160～200℃。每焊完一道焊缝，用通电加热的履带式陶瓷电加热器，铺盖于焊缝及两侧150～200mm，进行保温缓冷；
(g)焊接完成后，立即用石棉布包裹焊接工件，使其缓冷。
本发明对处于环境温度为0～-15℃的Q370qE钢实施埋弧自动焊焊接，在焊接前期，焊接材料的烘干、保温；焊接平台的除湿、预热，焊接工件的除湿、预热；在焊接完成后及时用石棉布包裹保温、缓冷；关键性保温是焊接过程中对焊缝层道间温度的控制，其控制方法是利用通电加热的履带式陶瓷电加热器铺盖于焊缝及两侧100～150mm，进行保温缓冷，焊缝层、道间温度控制为160～200℃，履带式陶瓷电加热器可以手动调节控温，控制焊缝层道间温度简单方便。按本发明，当环境温度为0～-15℃时，通过对焊接全过程中温度条件的控制，尽可能避免低温环境的影响，减缓焊接过程焊缝的冷却速度，从而来降低焊缝的冷裂硬脆倾向，有效保证了Q370qE钢埋弧自动焊焊接接头低温冲击韧性，增强了桥梁钢结构冲击动载的性能，提高了桥梁使用寿命。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
现结合实施例和附图对本发明方法和工艺作进一步说明。
本发明为一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法，它包括以下步骤：(a)用烘箱对焊接材料进行烘干处理，焊条、焊剂的烘干温度为300～350℃，烘干时间2h，在保温箱中保存温度为100～150℃；(b)在焊接平台上，组装焊接工件，形成待焊坡口；(c)用烤枪对焊接平台烘烤除湿、预热，温度范围为100～120℃，用远红外测温仪进行适时测温；(d)当环境温度为0～-15℃，将母材预热至80～120℃，预热范围为待焊坡口两侧100～150mm；(e)焊条电弧焊进行定位焊，富氩混合气体保护焊进行打底层焊接。焊条为低氢型焊条，富氩混合气体保护焊焊丝为镀铜低锰实芯焊丝；(f)采用埋弧自动焊，进行焊缝填充层、盖面层的焊接。每焊完一道焊缝，用通电加热的履带式陶瓷电加热器通电加热铺盖铺盖于焊缝及两侧150～200mm，使焊缝保温、缓冷。焊缝层道、间温度控制为160～200℃，达到此温度范围方可进入下一道埋弧自动焊焊接，如此往复直到焊接完成；(g)焊接完成后，立即用石棉布包裹焊接工件，使其缓慢冷却。
实施案例1
温度0℃的工作环境下，进行Q370qE钢埋弧自动焊焊接。
用火焰精密切割焊接工件坡口，焊接工件坡口深度为14mm，组装焊接工件形成待焊坡口；按要求烘干焊接材料，烘干温度为300℃，烘干时间为2小时，保温箱中保存温度100℃；对焊接平台进行除湿、预热，预热温度为100℃；用烤枪预热焊接工件，预热温度为80℃，预热范围为坡口及两侧各100mm，采用E5015(直径4.0mm)焊条进行定位焊，采用实芯焊丝ER50-3(直径1.2mm)，富氩混合气体保护焊，进行打底层焊接；采用实芯焊丝H10Mn2(直径5.0mm)配合焊剂SJ101进行埋弧自动焊填充层、盖面层的焊接。埋弧自动焊，每焊完一道焊缝，用已通电加热的履带式陶瓷电加热器铺盖于焊缝及两侧100mm，对焊缝进行保温、缓冷，用远红外测温仪适时测温，焊缝层、道间温度控制在160～180℃，当温度在此范围后，撤去履带式陶瓷电加热器，进入下一道埋弧自动焊焊接，如此往复直到完成焊接；立即用石棉布包裹焊接工件，使其缓冷。
对焊缝进行探伤，质量均合格。对焊接接头进行低温冲击试验，试验结果满足标准要求(焊接接头低温冲击功不小于47J)，且数值较高，表明焊接接头具有较好的低温冲击韧性。
低温冲击试验结果见附件《低温环境焊接工件低温冲击试验报告》，工件编号DJ01。
实施案例2
温度-15℃的工作环境下，进行Q370qE钢的埋弧自动焊。
用火焰精密切割焊接工件坡口，焊接坡口深度为36mm，组装焊接工件形成待焊坡口；按要求烘干焊接材料，烘干温度为350℃，烘干时间为2小时，保存温度150℃；对焊接平台进行除湿、预热，预热温度为120℃；在焊接平台即焊接工件坡口底侧均匀铺盖石棉；用烤枪预热焊接工件，预热温度为120℃，预热范围为坡口及两侧150mm，采用E5015(直径4.0mm)焊条进行定位焊，采用实芯焊丝ER50-3(直径1.2mm)，富氩混合气体保护焊打底焊接，采用实芯焊丝H10Mn2(直径5.0mm)配合焊剂SJ101，进行埋弧自动焊填充层、盖面层焊接。埋弧自动焊，每焊完一道焊缝，用通电加热的履带式陶瓷电加热器铺盖于焊缝及两侧150mm范围，对焊缝进行保温缓冷，用远红外测温仪进行测温，焊缝层、道间温度控制在180～200℃，当温度在此范围后，进入下一道埋弧自动焊焊接，如此往复，直至焊接完成整条焊缝。焊接完成后，立即用石棉布包裹焊接工件，使其缓冷。
对焊缝进行探伤，质量合格。对焊接接头进行低温冲击试验，试验结果满足标准要求(焊接接头低温冲击功不小于47J)，数值较好，表明焊接接头具有较好的低温冲击韧性。
低温冲击试验结果见附件低温冲击试验结果见附件《低温环境焊接工件低温冲击试验报告》，工件编号DJ02。

Claims (3)

1.一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法，其特征在于当环境温度为0～-15℃时，通过对焊接全过程温度条件的控制，尽可能避免低温环境的影响，减缓焊接过程焊缝的冷却速度，从而来降低焊缝的冷裂硬脆倾向，有效提高Q370qE钢埋弧自动焊焊接接头低温冲击韧性，其具体控制条件如下：母材除湿预热，预热温度范围为80～120℃；定位焊采用焊条电弧焊，打底层焊接采用富氩混合气体保护焊，填充层、盖面层焊接采用埋弧自动焊；焊条、焊剂的烘干和保温，烘干温度为300～350℃，烘干时间为2小时，在保温箱中保存的温度为100～150℃；焊接过程中利用履带式陶瓷电加热器通电加热，铺盖于焊缝及两侧，使焊缝层、道间温度控制为160～200℃，以对焊缝进行保温、缓冷；焊接完成后，对焊区保温、缓冷，直至冷却至环境温度。
2.根据权利要求1所述的一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法，其特征在于为对焊缝进行保温、缓冷，铺盖于焊缝及两侧的履带式陶瓷电加热器宽度为100～150mm。
3.根据权利要求1所述的一种Q370qE钢埋弧自动焊低温焊接方法，其特征在于焊接完成后，对焊区保温、缓冷采用石棉布包裹。
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