Q550钢板焊接工艺分析

液压支架结构用Q550低合金高强度钢板焊接工艺研究液压支架结构用Q550低合金高强度钢板焊接工艺研究1.引言长期以来，我国液压支架一直广泛采用16Mn、27SiMn等普通钢板。

随着高产高效矿井建设的不断发展，对综采设备的生产能力和可靠性要求越来越高，支架向着大配套、大工作阻力、高可靠性方向发展。

支架结构制造所用材料的升级换代已势在必行。

目前主要材料将以65＝450~700MPa级的不同等级低合金钢逐步取代16Mn。

同时，对焊接材料、制造工艺也有更高要求。

而且，支架多为焊接结构件，所选材料除了具有较高的强度外，还应具备较好的焊接工艺。

由于高强钢存在缺口敏感性，表现为焊接件易出现断裂、开焊等缺点，采用怎样的焊接工艺才能保证支架的强度，我们对此结合我厂情况从母材分析、焊前准备、焊接材料、焊接工艺及焊后热处理等方面进行分析探讨。

决定试用Q550低合金高强度钢代替16Mn、27SiMn。

2.Q550低合金高强度钢的材料性能Q550低合金高强度钢是一种可焊接的低碳工程结构用钢。

其含碳量通常小于0.25％，在碳钢的基础上，改善钢的性能，在冶炼时加入一些合金元素Mn、Si、Ni、Ti、V、Al、Nb等元素，Mn、Si 提高了钢的强度，Al、Ti、V、Nb细化了晶粒，增加了钢的韧性。

比普通碳素结构钢有较高的屈服点σs或屈服强度σ0.2(30～80kgf/mm2)和屈强比σs/σb(0.65～0.95),较好的冷热加工成型性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性，以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。

其合金元素含量较低,一般在2.5％以下，在热轧状态或经简单的热处理(非调质状态)后使用；因此这类钢能大量生产、广泛使用。

各发达工业国家的低合金高强度钢产量约占钢产量的10％。

3.焊接性能分析Q550为低合金高强度结构钢，其含碳常量小于0.25%，易于热加工焊接。

可以改善焊接性能，提高焊接质量和焊接强度。

常温焊接时有明显的淬硬倾向，热影响区容易形成硬而脆的马氏体组织，塑性和韧性下降，耐应力性能恶化，泠裂纹倾向增加，同时为防止产生裂纹，焊接过程中应严格保持低氢条件，为此焊接材料应严格脱脂，采用气体保护焊，如气体含有水分过多，则应进行干燥处理。

Q550D卷板贝氏体高强钢与Q550D薄板焊接随着工程机械技术的发展目前大多采用抗拉强度在600MPa以上的高强钢或者超高强钢来作结构材料。

近年来高强钢和超高强钢的国产化进程逐渐加快。

安钢集团也开发了屈服强度大于550MPa的低碳调质高强钢—Q550D卷板贝氏体钢，其抗拉强度大于640MPa采用控轧控冷加离线调质工艺生产，基体组织为贝氏体，集高强度、高韧性和优异焊接性于一体，可满足GB／T 16270—2009高强度结构用调质钢板》标准的要求。

气体保护焊是大批量生产常用的焊接方法，尤其是混合气体保护焊具有生产效率高、焊接质量好、操作简单灵活、焊缝韧性高等优点，因此Q550D卷板钢板也多采用此方法焊接。

焊接接头强度是焊接结构承载能力的基本保证，其中焊缝与母材强度匹配对焊接接头性能有重要影响，对此也存在两种不同的观点，其一是在保证焊缝金属塑性、韧性的前提下，应适当选用屈服点较高的焊缝金属，即高强匹配观点；其二是重点保证焊缝韧性或塑性的基础上，其强度与母材相比可适当降低，即低强匹配。

开展接头强度匹配的研究对于焊接构件的强韧性设计和安全评定具有重要的理论和实际意义。

为此，采用混合气体保护焊和两种不同焊丝对该钢进行低强匹配和高强匹配焊接，研究了强度匹配对焊接接头性能的影响，以期为该钢种在不同应用场合下焊接材料的选择和焊接工艺优化提供参考依据。

Q550D卷板钢化学成分a、型材及棒材P、S含量可提高0。

005%,其中A级钢上限可为0。

045%。

b、当细化晶粒元素组合加入时,20(Nb+V+Ti)W0。

22%,20(Mo+Cr)V0。

30%。

Q550D卷板钢力学性能a、当屈服不明显时,可测量RpO。

2代替下屈服强度。

b、宽度不小于600 mm扁平材，拉伸试验取横向试样，宽度小于600 mm的扁平材、型材及棒材取纵向试样,断后伸长率最小值相应提高1%（值）,厚度＞250 mm~400 mm的数值适用于扁平材。

结论（1）、采用气体保护焊焊接Q550D钢板时，用低强匹配的GHS-60焊丝无需预热即可得到无冷裂纹的焊接接头；而用高强匹配的GHS-70焊丝需要，预热温度到80℃以上才可避免冷裂纹的产生。

Q550GJC焊接H形钢柱截面宽厚比限值分析* 摘要：为研究屈服强度为550 MPa及以上的钢构件的局部屈曲,考虑到构件局部屈曲与其截面的板件宽厚比有密切联系，借助ANSYS有限元分析软件，对Q550GJC高强度焊接H形钢柱截面板件在地震作用下的宽厚比限值进行分析。

通过考虑构件的材料非线性、儿何非线性、初始儿何缺陷和焊接残余应力等影响，对钢柱进行压弯滞回计算，得到构件的骨架曲线，并从中计算出构件的延性系数。

结果表明：得到的Q550GJC焊接H 形钢柱截面板件在地震作用下的宽厚比限值符合GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》的规定。

关键词：高强度钢材；有限元；宽厚比限值；残余应力；滞回曲线；延性系数0引言近些年来，随着钢材生产工艺的发展与创新，高强度钢材（名义屈服强度大于460 MPa）的质量己经有所保证，与此同时，与高强度钢材相配套的，具有足够强度、良好韧性和延性的焊接材料也取得了较大的研究进展。

这些材料方面的发展与进步使得高强度钢材已经在国内外多个工程实际中得以应用[1-4] o在多、高层钢结构中，钢柱同时承受轴心压力和弯矩作用，理想模型为压弯构件。

钢结构中的受力构件，通常是由宽而薄的板件组成，因此可以将钢构件的受压、受弯作用归结为板件的受力问题。

为了保证钢结构在罕遇地震作用下不倒塌，要求其构成板件在经历较大塑性变形后仍具有一定的强度和变形能力，这就要求结构构件局部屈曲不早于整体屈曲出现。

为了满足这一设计目的，国内外现行的钢结构设计规范普遍对板件宽厚比限值做出规定，但试验分析与理论研究结果均是在普通强度钢材的基础上得到。

基于高强度钢材和普通强度钢材在力学性能上的差别，对高强钢板件宽厚比限值进行研究十分必要。

根据延性地震理论[5],目前结构影响系数即地震作用调整系数的研究大多采用基于杆件层面的位移延性系数，而杆件的延性是建立在截面的延性基础上的，截面延性是确定截面板件宽厚比的重要因素。

根据截面承载能力、塑性转动变形能力的不同，我国正在修订的GB 50017-2003《钢结构设计规范》（征求意见稿）增加了截面分类的相关条文，将设计截面分为A、B、C、D、E五级。

Q550D室温焊接实验报告实验：山东鲁南装备制造2021年3月一实验目的验证Q550D钢板室温焊接抗拉强度、伸长率是不是合格、30倍显微镜观看有无微观焊接裂纹二实验标准（1）《GB/T 2651-2020 焊接接头拉伸实验方式》（2）《GB/T228-2002金属材料室温拉伸实验方式》（3）《GB 4675.1-1984 焊接性实验斜Y型坡口焊接裂纹实验方式》三实验参数及实验结果1.母材：Q550D δ=30低合金高强度结构钢；交货状态：淬火+回火；炉号：14T-004272-03 30*3000*113002.焊机：DX-600G CO2/MAG焊机3.焊丝：JL-70M Ø1.2金属粉芯焊丝4.焊工：熟练焊工操作5.温度：10℃；湿度：50%6.焊接方式：多层多道焊（拉伸实验）；单道焊（焊接裂纹实验）；焊后530℃+50min回火（1）第一组：富氩气爱惜焊（80%Ar+20%CO2）室温焊接拉伸实验结果（表1）表1 富氩气爱惜焊（80%Ar+20%CO2）室温焊接拉伸实验结果（2）第二组：CO2气爱惜焊室温拉伸焊接实验结果（表2）表2 CO2气爱惜焊室温焊接拉伸实验结果（3）第三组：斜Y型坡口焊接裂纹实验结果表3 斜Y型坡口焊接裂纹实验结果四实验结论（1）该Q550D钢板采纳富氩气室温焊接抗拉强度与伸长率合格，能够不预热焊接，但要焊后回火（2）该Q550D钢板采纳二氧化碳气室温焊接抗拉强度与伸长率合格，能够不预热焊接，但要焊后回火（3）二者对斜Y型坡口焊接裂纹实验式样切片30倍放大显微镜下观看均无焊接微观裂纹（4）富氩气焊接抗拉强度高于二氧化碳气焊接抗拉强度35MPa，性能更优。

Q550钢板焊接工艺分析近年来国家在矿山工程建筑中对Q550钢的应用越来越多，那么我们对它的技术要求也就需要更加细致的研究。

以下就是我们对Q550钢板的一系列实验分析，而且制定出了相应的焊接工艺。

标签：Q550钢；实验分析；焊接1 对钢材的力学性能和化学成分进行分析通过收集整理资料我们得到了试验室选用的Q550D钢的化学成分和力学性质，而后作成表格如表1和表2：从上面表格中我就可以看出Q550系列刚的化学成分中有很多微量元素，且占得比例还是相当可观的。

2 实验时采用的焊接材料按照国家标准规定《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》中ER69-1，直径1.2.的实心焊丝，可以保证焊接时焊缝的高强度和良好的机械性能。

通过查阅资料得出了所用焊丝的化学成分和拉伸试验要求。

如表3、表4：通过以上表格，我们就可以清晰的看到焊丝中的化学成分及其拉伸要求，这样就能根据要求制定出相应的焊接方法。

3 焊接的方式方法（1）对坡口形式的焊接。

根据以前的实验研究，钢板的焊接口会有很多种形式，但是具体情况具体分析，我们根据所采用的保护气体的特点来选择相应的焊接口形式。

通过讨论研究，大家一致认为这种情况采用单边的V型破口进行焊接是最合适的，与此同时就需要制定相应的焊接措施；（2）坡形焊接口的工艺参数。

按照国家标准，再通过查阅相关资料得到了所需的工艺参数：对焊接速度的要求是22-26cm/min，对焊接电压的要求是30-32V，对填充盖面的要求是240-260A的电流，进行打底焊接的电流是230A-250A，二氧化碳的流量是15-20L/min。

通过以前对焊接的学习可知道，手工焊接形式有平焊、点焊、斜焊等，这几种情况都可以使用于坡口形式的焊接中。

在焊接时先进行加热，对焊接口加热到一定程度在进行焊接，焊接完后进行有效的保温措施会得到很好的焊接质量的，如还有更高要求的可以进行退火或者调制热处理等措施，会有更加好的效果；（3）焊接的装置。