Q235的焊接工艺
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Q235钢焊接工艺
1. 材料简介
Q235是一种一般碳素结构钢，其屈服强度约为235MPa，随着材质厚度的增加屈服值减小。由于Q235钢含碳量适中，因此其综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能有较好的配合，用途最为普遍，大量应用于建筑及工程结构，和一些对性能要求不太高的机械零件。
2. 焊接特点
Q235的碳和其他合金元素含量较低，其塑性、韧性好，一样无淬硬偏向，不易产生焊接裂纹等偏向，焊接性能优良。
Q235焊接时，一样不需要预热和焊后热处置等特殊的工艺方法，也不需选用复杂和特殊的设备。对焊接电源没有特殊要求，一样的交、直流弧焊机都能够焊接。
在实际生产中，依照工件的不同加工要求，可选择手工电弧焊、CO2气体爱惜焊、埋弧焊等焊接方式。
3. 手工电弧焊
手工电弧焊是一种大体的焊接方式，其设备简单，操作方便、灵活，应用较为普遍。 焊材选择
Q235是一般碳素结构钢，看成为一样结构焊接时，可搭配E43系列焊条利用，一样多利用 E4303焊条。当其作为动载荷或是复杂的厚板结构时，一样选用E4315、E4316、E501五、E5016焊条。其化学成份及力学性能见表3.1.1。焊条在利用前需进行烘干处置。
表3.1.1 焊条化学成份及力学性能
焊条型号 熔敷金属含量% 抗拉强度MPa 屈服强度MPa 伸长率% Mn Si S P Ni Cr Mo V
E4303 —— ——
—— —— —— ——
420 330
22 E4315
E4316
E5015
490 400
E5016
焊前预备
焊接前，焊件按工艺要求选择坡口形式，开坡口并清除坡口、焊件对接面及周围的锈蚀、油污等有害物质，幸免产生焊接缺点。同时也要保证焊条的表面清洁、无污物。
当环境温度低于0℃，或焊件较厚时，一样在100-150℃下预热。
焊接工艺参数 手工电弧焊一样分为平焊、横焊、立焊、仰焊四种形式。焊接电流的选择要紧取决于焊条直径和焊缝位置，第二是焊件厚度、接头类型、焊道层次等。而电弧电压要紧由电弧长度来决定。因此，电弧长度要适中，以保证电弧燃烧稳固 ，避免显现咬边、未焊透、外观成型不良等缺点。
在焊接进程中，焊接速度要适当，既要保证焊透、融合良好，又要保证不烧穿。关于厚度较大的焊件需采纳多层焊。在多层焊接时第一层焊通常选用较小的焊接电流，一样用直径3.2mm的焊条，焊层厚度最大不超过5mm。盖面层要保证焊缝宽度和高度符合要求。
各类位置焊缝的焊接工艺参数见下表。
表3.3.1平对接焊缝焊接工艺参数
坡口形式 板厚/mm 焊条直径/mm 焊接电流/A
不开坡口 90-120
型坡口
型坡口 ≥12 160-210
220-280
表3.3.2 立对接焊缝焊接工艺参数
坡口形式 板厚/mm 焊条直径/mm 焊接电流/A
不开坡口
型坡口
型坡口 ≥12 90-120 120-160
表3.3.3 横对接焊缝焊接工艺参数
坡口形式 板厚/mm 焊条直径/mm 焊接电流/A
不开坡口 50-55
型坡口 ≥ 90-120
140-160
X型坡口 ≥14 90-120
140-160
表3.3.4 仰对接焊缝焊接工艺参数
坡口形式 板厚/mm 焊条直径/mm 焊接电流/A
不开坡口 50-55
型坡口 ≥ 90-120
140-160
220-260
X型坡口 ≥12 90-120
140-160
220-260
表3.3.5 角接缝焊接工艺参数
焊缝类别 焊脚高度/mm 焊丝直径/mm 焊接电流/A
平角焊 55-65
100-130
100-130
160-200
≥ 160-200 220-280
立脚焊 50-60
仰角焊 55-60
4. 气体爱惜焊接工艺
CO2气体爱惜焊是一种高效节能的焊接方式，其焊接变形小，焊接质量好，易于实现进程操纵自动化。
焊丝选择
Q235在CO2气体爱惜焊时通常选用ER49-1（H08Mn2SiA）和ER50-6焊丝。其化学成份及力学性能见下表。
表4.1.1 ER49-1及ER50-6焊丝化学成份及力学性能
焊丝型号 熔敷金属化学成分% 抗拉强度MPa 屈服强度MPa 伸长率%
C Si Mn S P
ER49-1 ≤
焊前预备
焊接用CO2气体的纯度应该较高，一样不低于%，有些优质接头的焊接那么要求CO2气体的纯度不低于%，露点低于-40℃。
坡口加工的精度是保证融合良好和焊缝美观的重要因素之一，可采纳机械加工、气体火焰切割和等离子切割等方式进行。焊接前，应清理坡口及坡口双侧20mm之内的油污、锈迹和氧化皮等污物。
定位焊时依照板厚确信焊缝长度和间距。一样薄板的定位焊缝应该细而短，长度为3-50mm，间距为30-150mm；中厚板的定位焊缝长度为15-50mm，焊缝间距为100-150mm。
焊接工艺参数
CO2气体爱惜焊在焊接时，采纳细丝、短途经渡的方式，能够焊接薄板；采纳粗丝、射滴过渡的方式，能够焊接中、厚板。从焊接位置上看，能够进行全位置焊接，也能够进行平焊、横角焊及其他空间位置的焊接。在焊接时，要选择正确的工艺参数，以保证焊件的焊接质量。
不同接头形式对应的焊接工艺参数见下表
表4.3.1 对接接头焊接工艺参数
板厚/mm 坡口 焊接 有无 焊丝 坡口 根部 钝边 根部 焊接 形式 位置 垫板 直径/mm 角度° 间隙/mm /mm 半径/mm 电流/A 电弧电压/V 气体流量L/min 自动焊焊速m/h
型 平 无
有
立 无
有
型 平 无
有
立 无
有
型 平 无
有
型 平 无
型 平 无
有
立 无
有
横 无
有
型 平 无
有
立 无
有
型 平 无
立 无
横 无
型 平 无
立 无
型 平 无
双U型 平 无
表4.3.2 T型接头焊接工艺参数 板厚/mm 焊丝 钝边 坡口形式 焊接位置 有无垫板 直径/mm 坡口角度(°) 根部间隙/mm /mm 焊接电流/A 电弧电压/V 气体流量L/min 自动焊焊速m/h
型 平 无
横 无
立 无
型 平 无
立 无
横 无
型 平 无
立 无
横 无
型 平 无
有
立 无
有
型 横 无
有
型 平 无
立 无
横 无
表4.3.3 角接接头焊接工艺参数
板厚/mm 坡口形式 焊接位置 有无垫板 焊丝直径/mm 坡口角度(°) 根部间隙/mm 钝边/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 气体流量L/min 自动焊焊速m/h
1-2 I型 平 无
立 无
横 无
型 平 无
立 无
横 无
型 平 无
立 无 横 无 型 平 无
有
立 无
有
横 无
有
型 平 无
有
立 无
有
型 平 无
立 无
横 无
表4.3.4 搭接接头焊接工艺参数
板厚
/mm 坡口
形式 焊接
位置 有无
垫板 焊丝直径/mm 根部间隙/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 气体流量L/min 自动焊
焊速m/h
I型 横 无
型 横 无
金属飞溅
金属飞溅是CO2气体爱惜焊的要紧缺点。为了减少飞溅，要选择适合的焊接电流、电弧电压和焊枪角度。一样短途经渡时焊接电流处于小电流区，细颗粒过渡时电流处于大电流区。
5. 埋弧焊接工艺
自动埋弧焊利用机械装置自动操纵送丝、移动电弧，自动化程度高，生产效率高，焊缝成形美观，化学成份稳固，焊缝质量较高。
焊材选择
Q235钢板在埋弧焊接时按国家标准GB/T14957-1944《熔化焊用钢丝》及GB/T4241-1984《焊接用不锈钢盘条》规定，常选用HJ431型焊剂，配合H08A、H08MnA焊丝。
镀铜焊丝H08A化学成份和力学性能见下表
表5.1.1 H08A化学成份及力学性能
化学成分（质量分数，%） 力学性能 C Mn Si S P Cu σb/MPa δ（%）
537 28
HJ431焊剂属于高锰、高硅、低氟型焊剂，电弧稳固、焊波美观，但抗锈能力一样。在利用前需在250℃下烘干1-2h。其化学成份见下表。
表5.1.2 HJ431焊剂化学成份
MnO SiO2 CaF2 MgO CaO Al2O3 FeO S P
40-44 ≤ ≤4 ≤ ≤ ≤
焊前预备
埋弧焊接前应选择适合的坡口形式。由于埋弧焊可利用大电流焊接，故厚度为3~24mm的钢板可开I型坡口，间隙为0~4mm，偏厚者可双面焊，也可开带钝边的单边V形坡口或Y形坡口。厚度24~60mm的钢板可开双Y形坡口或带钝边V形坡口等；厚度50~160mm的钢板可开带钝边的双U形或UV形坡口等。V形或Y形坡口角度一样为60°~80°，单V形坡口角度为20°~40°。坡口可用刨边机、铣边机、气割机或等离子弧切割机等设备加工，加工后坡口边缘要求平直。具体形式及尺寸按设计要求或国家标准GB/T 985-2020《埋弧焊的推荐坡口》执行。
焊前应清除坡口、对接面及焊接部位双侧20-30mm范围内的表面锈蚀、油污、氧化皮及水分等有害物质。也应保证焊剂清洁、粒度均匀。清除焊丝表面的锈斑和油渍等污物。
焊件装配必需保证间隙均匀、高低平整。定位焊一样采纳焊条电弧焊，利用E4303焊条，焊条直径4mm。焊缝长度一样为30mm，间距为100-300mm。保证焊透、融合良好，无焊接缺点。
Q235在埋弧焊前，一样不需预热。若是焊接环境低于0℃，那么应将焊件预热至30-35℃。关于厚度超过70mm的焊件，焊前应预热至100-120℃。关于压力容器，焊后应作排除应力处置，可选择在550-650℃下进行。
埋弧焊时，由于在焊接起始时期焊接参数不够稳固，达到预定的焊缝厚度需要有一个进程，而在焊缝扫尾时，由于熔池冷却收缩会显现弧坑。这两种情形都会阻碍焊接质量，乃至产生缺点。因此，在试板两头别离焊上一块引弧板和引出板。焊接开始时，在引弧板上起弧，终止时在引出板上收弧。焊接终止后，用气割将两块板割除。
