Q345对接工艺.doc

Q345B材质钢结构现场焊接工艺的实施及质量控制方案
Q345B属低合金高强结构钢，在现场施焊时，对其质量要求较高。
一、材料介绍
1. 材料特性：
Q345B化学成分如下表（%）：
元素
C≤
Mn
Si≤
P≤
S≤
Al≥
V
Nb
Ti
含量
0.2
1.0-1.6
0.55
0.040
0.040
0.015
0.02-0.15
0.015-0.06
0.02-0.2
　　 Q345B力学性能如下表（%）：
机械性能指标
伸长率（%）
试验温度0℃
抗拉强度MPa
屈服点MPa
数值
δ5≥21
J≥34
σb（470-630）
σs≥345
　　其中壁厚介于16-35mm时，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm时，σs≥295Mpa
　　2. Q345钢的焊接特点
　　2.1 碳当量(Ceq)的计算
　　Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
　　计算Ceq=0.49%，大于0.45%，可见Q345钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。
　　2.2 Q345钢在焊接时易出现的问题
　　2.2.1 热影响区的淬硬倾向 
　　Q345钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。
　　2.2.2 冷裂纹敏感性
　　Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。在厚板焊接接头，扩散氢含量较高时，与拘束应力共同作用可能导致冷裂纹的产生。
二、焊接施工流程
坡口准备→点固焊→预热→焊道施焊→焊道清理→焊后热处理→自检/专检→无损检验
三、焊接工艺参数的选择
通过对Q345钢的焊接性分析，制定措施如下：
　　1. 焊接材料的选用
采用CO2气体保护焊时,焊丝牌号选用的是JM-56(GB ER50-6)，其材质为H08Mn2Si。　　
JM-56 熔敷金属化学成分见下表（%）：
元素
C
Mn
Si
S
P
含量
0.09
1.13
0.59
0.012
0.010
JM-56熔敷金属力学性能见下表：
机械性能指标
σb（Mpa）
σs（Mpa）
δ5（%）
AkvJ-30℃（J）
数值
589
491
29
66
焊条手工电弧焊，选用低氢型碱性焊条E5015 （J507）或E5016(J506)型电焊条。
手工电弧焊电焊条性能见下表：
焊条牌号
熔敷金属化学成分（%）
熔敷金属力学性能

C
Mn
Si
S
P
δb(Mpa)
δs(Mpa)
δ5(%)
Akv-30℃(J)
J506
0.07
1.44
0.40
0.006
0.016
510
400
31
180
J507
0.082
1.22
0.32
0.012
0.015
520
430
30
120
2．焊条的烘干：低氢型焊条烘干温度应为350~380℃，保温时间应为1.5~2小时，烘干后缓冷放置于110~120℃的保温箱中存放待用，焊条重复烘干次数不宜超过两次。
3． 坡口形式：（根据图纸和设备供货）
柱与柱对接翼缘对接破口及梁柱连接翼缘对接破口形式：：

坡口形式
板厚（mm）
焊接位置
坡口尺寸
允许偏差
MC-BL-B1
GC-BL-B1
≥6
横向焊缝
水平焊缝
b=6~10
p=0~2
α1=45°
-0,+1.5
-0,+1.5
-0°,+10°
柱与柱对接腹板对接破口形式：
坡口形式
板厚（mm）
焊接位置
坡口尺寸
允许偏差
MC-BK-2
GC-BK-2
≥16
横向焊缝
b=0~3
p=0~3
α1 =45°
α2 =45°
-0,+1.5
-0,+1.5
-0°,+10°
-0°,+10°
MP-BL-2
GP-BK-2
≥6
横向焊缝
b=0
H1≥2√δ
P=δ- H1
α1 =45°
-0,+1.5
-0，+3

-5°,+10°
4． 焊接方法：采用手工CO2气体保护焊，手工电弧焊。
5． 焊接电流：为了避免焊缝组织粗大，造成冲击韧性下降，必须采用小规范焊接。对于CO2气体保护焊，具体措施为：
焊丝直径（mm）
焊接电流（A）

短路过渡（16-22 V）
细滴过渡（35-45V）
1.2
100-175
200-300
对于焊条手工电弧焊，焊条直径与电流要匹配，建议参数如下：
焊条直径(mm)
3.2
4.0
5.0
电流（A）
100~130
160~210
200~270
6．焊接电压：电弧电压取决于弧长，弧长长短对焊缝质量影响很大。在焊接过程中，弧长不宜过大。焊缝宽度主要决定于电弧电压。
7． 预热温度：由于Q345钢的Ceq＞0.45%，淬硬倾向稍大，因此当结构刚性较大或低温下施工时，应适当预热。预热条件给预热温度参照下表：
Q345钢的预热条件
板厚/mm
不同气温下的预热温度/℃
16以下
16~24
25~40
40以上
-10℃以上不预热；-10℃以下100~150
-5℃以上不预热；-5℃以下100~150
0℃以上不预热；0℃以下100~150
一律预热100~150
8． 焊后热处理参数：为了降低焊接残余应力，减小焊缝中的氢含量，改善焊缝的金属组织和性能，在焊后应对焊缝进行热处理。
四、现场焊接顺序：
　　1. 焊前预热 
　　在翼缘板焊接前，首先对翼缘板进行预热，恒温30分钟后开始焊接。 焊接的预热、层间温度、热处理由表面测温仪测定温度。预热时的加热区域应在焊接坡口两侧，宽度各为焊件处厚度的2倍以上，且不小于100mm。测温时间应在火焰加热器移开以后。测温点应在离电弧经过前的焊接点处个方向至少75mm处。必要时应在焊件反面测温。
　　2. 焊接
2.1 为了防止焊接变形，第一层至第三层必须使用小规范操作，因为它的焊接是影响焊接变形的主要原因。坡口第一层焊缝使用的焊条直径为3.2~4mm。如果是不加垫板的熔透焊，在焊接一至三层结束后，背面进行清根。在使用碳弧气刨清根结束后，必须对焊缝进行机械打磨，清理焊缝表面渗碳，露出金属光泽，防止表层碳化严重造成裂纹。
2.2 当焊接第二层时，焊接方向应与第一层方向相反，以此类推。每层焊接接头应错开15-20mm。
　　2.4 在焊接中应从引弧板开始施焊，收弧板上结束。焊接完成后割掉并打磨干净。
3. 焊后热处理：焊口焊接完成后应在12小时内进行热处理。用火焰加热，温度达到：600-640℃，然后用石棉被包裹保温。在进行热处理时，
　　Q345钢的焊接温度曲线如下图

　　4. 焊接检验
　　根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求，无损检验采用超声波探伤法进行检验，检验比例为100%。 
五、现场技术管理
　　1. 编制详细的焊接施工作业指导书。
　　2. 全过程控制焊接工艺是确保质量的核心。
每个柱接头的焊接时，应有专人监控焊接工艺，如焊工不按作业指导书施工应立即终止焊接。
3. 提高施工人员质量意识是贯彻焊接工艺的关键
　　在施工前，进行全员交底。交底中详细讲解焊接工艺特点及严格控制现场焊接工艺的必要性和控制要点。
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