專利名稱：一種電網(wǎng)鐵塔用q420鋼焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼材焊接方法，尤其是一種同時(shí)適用于車間生產(chǎn)和施工現(xiàn)場作業(yè) 的電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著我國電網(wǎng)的迅速發(fā)展建設(shè)，以Q420鋼為代表的新型高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在電 網(wǎng)鐵塔生產(chǎn)、建設(shè)中大量應(yīng)用。具體的，Q420鋼在電網(wǎng)鐵塔生產(chǎn)中主要應(yīng)用于鐵塔結(jié)構(gòu)件的 制作，因此，對Q420鋼的焊接作業(yè)成為電網(wǎng)鐵塔生產(chǎn)、建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。但是，目前，尚 未有針對其的專門研究，各生產(chǎn)、建設(shè)單位根據(jù)各自的人員、設(shè)備等條件采用常規(guī)焊接方法 進(jìn)行作業(yè)，焊接工藝隨意性很強(qiáng)，不僅耗時(shí)、耗力、耗能、勞動輕度大，同時(shí)焊接質(zhì)量參差不 齊，焊接接頭各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)難于達(dá)到相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，無法滿足電網(wǎng)鐵塔生產(chǎn)建設(shè)的優(yōu)質(zhì)、 高效要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，針對電網(wǎng)鐵 塔用Q420鋼材的特質(zhì)對焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，工藝整體省時(shí)、省力、節(jié)能，焊接接頭的各 項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)均超出國家標(biāo)準(zhǔn)，為電網(wǎng)鐵塔的生產(chǎn)和建設(shè)提供技術(shù)保障為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，用于12mm或16mm厚度Q420鋼板的焊接，適用 于對接接頭形式，其工藝為采用80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝進(jìn) 行焊接；采用多層焊法，第一層采用橫焊位進(jìn)行焊接，背面清根后，其它層均采用平焊位進(jìn) 行焊接；對接接頭采用不對稱的K形坡口，兩側(cè)坡口角度分別為45-50°和58-62°，坡口鈍 邊寬度0 2. 5mm,焊接對口間隙0 4mm。作為此焊接方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混 合氣體保護(hù)焊工藝中，焊機(jī)為NBC-350型，焊材為大西洋牌J557 Φ 3. 2型焊條或大西洋牌 J557 Φ 4.0型焊條、或大西洋牌ER55-G型焊絲。作為此焊接方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混 合氣體保護(hù)焊工藝中，在0°c以上施焊不進(jìn)行預(yù)熱；在0°C下施焊，先預(yù)熱到150°C。作為此焊接方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混 合氣體保護(hù)焊工藝中，焊接速度=12 29cm/分鐘，熱輸入=123 296kj/分鐘。一種電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，用于12mm或16mm厚度Q420鋼板的焊接，適用 于全焊透的T形接頭形式，其工藝為采用80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù) 焊工藝進(jìn)行焊接；采用多層焊法，第一層采用橫焊位進(jìn)行焊接，背面清根后，其它層均采用 平焊位進(jìn)行焊接；全焊透的T形接頭采用不對稱的K形坡口，兩側(cè)坡口角度分別為45-50° 和58-62°，坡口鈍邊寬度0 3_，焊接對口間隙0 3_。作為第二種焊接方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，焊機(jī)為NBC-350型，焊材為大西洋牌J 557 Φ 3. 2型焊條或大西 洋牌J 557 Φ 4. 0型焊條、或大西洋牌ER55-G型焊絲。。作為第二種焊接方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊 絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，在0°c以上施焊不進(jìn)行預(yù)熱；在0°C下施焊，先預(yù)熱到150°C。作為第二種焊接方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊 絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，焊接速度=16 44cm/分鐘，熱輸入=148 385kj/分鐘。作為第二種焊接方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊 絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，角焊縫表面的凹度控制在O 1. 5mm。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明采用80% Ar+20% CO2半自動 實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝對電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼進(jìn)行焊接，不僅省時(shí)、省力、節(jié)能，同時(shí) 焊接過程飛濺小、成形美觀、易于操作，依據(jù)《焊接接頭拉伸試驗(yàn)方法》(GB/T2651-2008)、 《焊接接頭彎曲及壓扁試驗(yàn)方法》(GB/T2653-2008)、《T形焊接接頭彎曲試驗(yàn)方法》 (GB7032-86)、《焊接接頭沖擊試驗(yàn)方法》(GB/T2650-2008)、《焊接接頭及堆焊金屬硬度試驗(yàn) 方法》(GB/T2654-2008)等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對本發(fā)明焊接試件進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示焊接接頭各 項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(即國家標(biāo)準(zhǔn)JGJ 81-2002)的要求，該焊接 工藝在車間生產(chǎn)和施工現(xiàn)場均具有很強(qiáng)的實(shí)用性；現(xiàn)有多層焊法工藝中，第一層直接采用平焊位焊接，造成背面清根十分困難，且非 常容易出現(xiàn)層間未熔合缺陷；本發(fā)明第一層采用橫焊位進(jìn)行焊接，背面清根后，其它層采 用平焊位進(jìn)行焊接，此種組合方法既可以提高生產(chǎn)效率又可大大降低層間未熔合缺陷的出 現(xiàn)；本發(fā)明的多層焊法，避免了過大的焊接熱輸入量，降低了焊接應(yīng)力，提高了焊接接 頭的韌性，適應(yīng)了 Q420鋼用于電網(wǎng)鐵塔結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用要求；參看附圖9、10，在焊接全焊透的T形接頭形式時(shí)，如果角焊縫表面焊成平面或凸 形時(shí)，因應(yīng)力集中，在彎曲試驗(yàn)中易出現(xiàn)裂紋，因此本發(fā)明將角焊縫表面的凹度控制在0 1. 5mm，使得焊趾與母材平滑過渡，彎曲試驗(yàn)全部合格。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是對接接頭不對稱的K形坡口示意圖；圖2是全焊透的T形接頭不對稱的K形坡口示意圖；圖3是拉伸試驗(yàn)試樣實(shí)例的照片；圖4、5是對接接頭彎曲試驗(yàn)試樣實(shí)例照片；圖6、7是全焊透的T形接頭彎曲試驗(yàn)試樣實(shí)例照片；圖8是沖擊試驗(yàn)試樣實(shí)例照片；圖9是角焊縫表面焊成平面或凸形時(shí)全焊透的T形接頭彎曲試驗(yàn)結(jié)果；圖10是角焊縫表面焊成凹形時(shí)全焊透的T形接頭彎曲試驗(yàn)結(jié)果。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，用于12mm或16mm厚度Q420鋼板的焊接，適 用于對接接頭形式的焊接，其工藝為利用能同時(shí)提供CO2和Ar焊焊接電源的NBC-350 型焊機(jī)，焊材采用大西洋牌J557 Φ 3. 2型焊條或大西洋牌J557 Φ 4. 0型焊條、或大西洋牌 ER55-G型焊絲，采用80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝在室溫下施焊， 不進(jìn)行預(yù)熱，參看附圖1，對接接頭采用不對稱的K形坡口，兩側(cè)坡口角度分別為45-50°和 58-62°，坡口鈍邊寬度0 2. 5mm，焊接對口間隙0 4mm，焊接過程采用平焊、立焊、橫焊 三個(gè)空間位置，焊接速度=12 29cm/分鐘，熱輸入=123 296kj/分鐘。實(shí)施例2一種電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，用于12mm或16mm厚度Q420鋼板的焊接，適 用于全焊透的T形接頭形式的焊接，其工藝為利用能同時(shí)提供CO2和Ar焊焊接電源的 NBC-350型焊機(jī)，焊材采用大西洋牌J557(i)3. 2型焊條或大西洋牌J557 Φ 4. 0型焊條、或大 西洋牌ER55-G型焊絲，采用80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝在0°C 下施焊，施焊前Q420鋼先預(yù)熱到150°C，參看附圖2，金焊透的T形接頭采用不對稱的K形 坡口，兩側(cè)坡口角度分別為45-50°和58-62°，坡口鈍邊寬度0 3mm，焊接對口間隙0 3mm，焊接過程采用平焊、立焊、橫焊三個(gè)空間位置，焊接速度=16 44cm/分鐘，熱輸入= 148 385kj/分鐘，角焊縫表面的凹度控制在0 1. 5mm。依據(jù)《焊接接頭拉伸試驗(yàn)方法》(GB/T2651-2008)、《焊接接頭彎曲及壓扁試驗(yàn)方 法》(GB/T2653-2008)、《T形焊接接頭彎曲試驗(yàn)方法》(GB7032-86)、《焊接接頭沖擊試驗(yàn)方 法》(GB/T2650-2008)、《焊接接頭及堆焊金屬硬度試驗(yàn)方法》(GB/T2654-2008)等相關(guān)國家 標(biāo)準(zhǔn)對本發(fā)明上述實(shí)施例1和實(shí)施例2的焊接試件進(jìn)行檢測，檢測所用工具及儀器均由國 家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門定期校驗(yàn)合格，以保證檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，檢測設(shè)備的具體采用情況 如表1所示表1.檢測試驗(yàn)用工具、儀器 檢測結(jié)果顯示本發(fā)明的焊接接頭各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī) 程》(即國家標(biāo)準(zhǔn)JGJ81-2002)的要求，證明該焊接工藝在車間生產(chǎn)和施工現(xiàn)場均具有很強(qiáng) 的實(shí)用性；各項(xiàng)檢測具體如下①外觀檢查，兩實(shí)施例試件的焊接接頭在施焊24h后進(jìn)行外觀檢查，結(jié)果顯示其 均符合國標(biāo)JGJ81-2002中一級焊縫質(zhì)量的規(guī)定，詳見本發(fā)明的附件《Q420焊接工藝試件焊 縫外觀評定表》；②無損檢測，兩實(shí)施例試件焊接接頭的無損檢測在外觀檢查合格后進(jìn)行，采用射線探傷進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示其均符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分 級》(GB/T3323-2005)的規(guī)定，詳見本發(fā)明的附件《X射線探傷報(bào)告》(編號RT B2010-001) 和《X射線探傷報(bào)告》(編號=RT B2010-002)；③拉伸試驗(yàn)，依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《焊接接頭拉伸試驗(yàn)方法》(GB/T2651-2008)對兩 實(shí)施例的試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，結(jié)果顯示其均符合《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(即國家標(biāo)準(zhǔn) JGJ81-2002)的要求，拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見本發(fā)明的附件《拉伸試驗(yàn)報(bào)告》，附圖3是拉伸試驗(yàn) 試樣實(shí)例；④彎曲試驗(yàn)，對接接頭彎曲試驗(yàn)依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《焊接接頭彎曲及壓扁試驗(yàn)方法》(GB/ T2653-2008)的規(guī)定進(jìn)行，結(jié)果為全部合格，具體數(shù)據(jù)見本發(fā)明的附件《彎曲試驗(yàn)報(bào)告》，附 圖4、5是對接接頭彎曲試驗(yàn)試樣實(shí)例；全焊透的T形接頭彎曲試驗(yàn)依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《T形角焊接頭彎曲試驗(yàn)方法》 (GB7032-86)的規(guī)定進(jìn)行，結(jié)果為全部合格，附圖6、7是全焊透的T形接頭彎曲試驗(yàn)試樣實(shí) 例；⑤沖擊試驗(yàn)，依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《焊接接頭沖擊試驗(yàn)方法》(GB/T2650-2008)的規(guī) 定進(jìn)行，結(jié)果為全部合格，具體數(shù)據(jù)見本發(fā)明的附件《沖擊試驗(yàn)報(bào)告》，附圖8是沖擊試驗(yàn)試 樣實(shí)例。上述描述僅作為本發(fā)明可實(shí)施的技術(shù)方案提出，不作為對其技術(shù)方案本身的單一 限制條件。
權(quán)利要求
一種電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，用于12mm或16mm厚度Q420鋼板的焊接，適用于對接接頭形式，其特征在于采用80％Ar+20％CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝進(jìn)行焊接；采用多層焊法，第一層采用橫焊位進(jìn)行焊接，背面清根后，其它層均采用平焊位進(jìn)行焊接；對接接頭采用不對稱的K形坡口，兩側(cè)坡口角度分別為45 50°和58 62°，坡口鈍邊寬度0～2.5mm，焊接對口間隙0～4mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，其特征在于所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，焊機(jī)為NBC-350型，焊材為大西洋牌 J557 Φ 3. 2型焊條或大西洋牌J557 Φ 4. 0型焊條、或大西洋牌ER55-G型焊絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，其特征在于所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，在0°C以上施焊不進(jìn)行預(yù)熱；在0°C下 施焊，先預(yù)熱到150°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，其特征在于所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，焊接速度=12 29cm/分鐘，熱輸入 =123 296kj/ 分鐘。
5.一種電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，用于12mm或16mm厚度Q420鋼板的焊接，適用于 全焊透的T形接頭形式，其特征在于采用80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù) 焊工藝進(jìn)行焊接；采用多層焊法，第一層采用橫焊位進(jìn)行焊接，背面清根后，其它層均采用 平焊位進(jìn)行焊接；全焊透的T形接頭采用不對稱的K形坡口，兩側(cè)坡口角度分別為45-50° 和58-62°，坡口鈍邊寬度0 3_，焊接對口間隙0 3_。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，其特征在于所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，焊機(jī)為NBC-350型，焊材為大西洋牌J 557 Φ 3. 2型焊條或大西洋牌J 557 Φ 4. 0型焊條、或大西洋牌ER55-G型焊絲。。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，其特征在于所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，在0°C以上施焊不進(jìn)行預(yù)熱；在0°C下 施焊，先預(yù)熱到150°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，其特征在于所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，焊接速度=16 44cm/分鐘，熱輸入 =148 385kj/ 分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，其特征在于所述80% Ar+20% CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝中，角焊縫表面的凹度控制在0 1. 5mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼焊接方法，用于12mm或16mm厚度Q420鋼板的焊接，適用于對接接頭和全焊透的T形接頭兩種接頭形式，其工藝為采用80％Ar+20％CO2半自動實(shí)芯焊絲混合氣體保護(hù)焊工藝進(jìn)行焊接；采用多層焊法，第一層采用橫焊位進(jìn)行焊接，背面清根后，其它層均采用平焊位進(jìn)行焊接；所述對接接頭形式采用不對稱的K形坡口，兩側(cè)坡口角度分別為45-50°和58-62°，坡口鈍邊寬度0～2.5mm，焊接對口間隙0～4mm；所述全焊透的T形接頭形式采用不對稱的K形坡口，兩側(cè)坡口角度分別為45-50°和58-62°，坡口鈍邊寬度0～3mm，焊接對口間隙0～3mm。本發(fā)明針對電網(wǎng)鐵塔用Q420鋼材的特質(zhì)對焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，工藝整體省時(shí)、省力、節(jié)能，焊接接頭的各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)均超出國家標(biāo)準(zhǔn)，為電網(wǎng)鐵塔的生產(chǎn)和建設(shè)提供技術(shù)保障。
文檔編號B23K9/095GK101913017SQ201010248030
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者何生貴, 孫芳, 焦榮格, 王寶才, 王志偉, 王迎軍, 蘇馬, 郝彥琴 申請人:河北省電力公司職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)中心