Q 4 6 0 E-Z 3 5與G S 2 0 M n 5 V異種鋼焊接

孫開(kāi)敏，賈寶華

(1.淮北華星工貿(mào)有限責(zé)任公司，安徽 淮北 235025；2.浙江精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司，浙江 紹興 312030)

Q 4 6 0 E-Z 3 5與G S 2 0 M n 5 V異種鋼焊接

孫開(kāi)敏1，賈寶華2

(1.淮北華星工貿(mào)有限責(zé)任公司，安徽 淮北 235025；2.浙江精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司，浙江 紹興 312030)

在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程中，鋼材是焊接的第一對(duì)象，所有的焊接工藝必須從鋼材的特性，特別是焊接性考慮。國(guó)家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)焊接工程采用Q460E-Z35鋼，引起了我國(guó)技術(shù)界的高度重視。針對(duì)Q460E-Z35與GS20Mn5V異種鋼焊接，從理論上闡述異種鋼焊接的技術(shù)特點(diǎn)，剖析焊接技術(shù)難點(diǎn)，并提出相關(guān)的解決辦法。保證了焊接質(zhì)量，提高了焊接技術(shù)水平，并為建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接提供了重要的參考價(jià)值。

Q460E-Z35；GS20Mn5V；碳當(dāng)量；預(yù)熱

0 前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備層出不窮，新材料和新工藝的應(yīng)用日益廣泛，現(xiàn)代動(dòng)力機(jī)械、化工、石油設(shè)備的許多零部件要求特殊材料，單獨(dú)一種材料很難同時(shí)滿足上述各種要求。為了節(jié)約大量?jī)?yōu)質(zhì)貴重的材料，降低成本，簡(jiǎn)化制造工藝，保證在不同的工作條件下使用不同的材料，充分發(fā)揮不同材料的性能優(yōu)勢(shì)，異種材料焊接結(jié)構(gòu)將越來(lái)越多。

根據(jù)目前焊接技術(shù)應(yīng)用理論的觀點(diǎn)，常見(jiàn)的異種鋼材焊接分為兩大類；

(1)α類鋼——能發(fā)生相變的鋼，包括：鐵素體為基礎(chǔ)的鋼、C鋼、低合金鋼、Cr-Mo耐熱鋼、高合金鐵素體鋼及馬氏體鋼等。

(2)γ類鋼——不能發(fā)生相變的奧氏體鋼，包括18-8型、18-12Mo型、25-20型鋼等。

異種鋼焊接分三種情況：α+γ、γ1+γ2、α1+α2。

在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中常見(jiàn)的異種鋼焊接為α1+α2，一般為碳素鋼與低合金高強(qiáng)度鋼、碳素鋼與鑄鋼、低合金高強(qiáng)度鋼與鑄鋼，難度最大的是低合金高強(qiáng)度鋼與鑄鋼的焊接。

精工鋼構(gòu)公司根據(jù)《國(guó)家體育場(chǎng)工程Q460EZ35鋼熱加工、焊接性方案》，在前期Q460E-Z35鋼焊接性試驗(yàn)取得的階段性成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行剛性接頭焊接試驗(yàn)。為了使試驗(yàn)結(jié)果具有針對(duì)性，結(jié)合實(shí)際構(gòu)件中異種鋼的焊接方式進(jìn)行剛性接頭試件的焊接，并進(jìn)行了相關(guān)的力學(xué)性能試驗(yàn)，目的是得出該鋼種在不同焊接方法、不同線能量和剛性固定條件下的綜合力學(xué)性能，并綜合評(píng)定其焊接性，從而形成可靠的焊接工藝。

1 異種鋼焊接的技術(shù)特點(diǎn)和問(wèn)題

異種材料的焊接與同種材料焊接相比有著較大的不同，一般要比同種材料的焊接困難。異種鋼的焊接性主要取決于兩種材料的冶金相容性、物理性能、表面狀態(tài)等，兩種材料的差異越大，焊接性越差。

相同金相組織的異種鋼焊接時(shí)，對(duì)焊接性影響不大。不同金相組織的異種鋼焊接比同種鋼焊接困難得多。因?yàn)閮煞N不同金相組織的鋼材存在結(jié)晶化學(xué)性(晶格參數(shù)、晶格類型、原子半徑等)差異、物理性能(熔點(diǎn)、線膨脹系數(shù)、熱傳導(dǎo)系數(shù)、電阻比等)差異、力學(xué)性能差異、表面狀態(tài)差異，以及焊縫稀釋、熔合區(qū)形成過(guò)渡層和擴(kuò)散層等，導(dǎo)致金相組織變化或產(chǎn)生新組織，影響焊接熱循環(huán)過(guò)程和結(jié)晶條件，使接頭性能變差，熔合區(qū)和焊接熱影響區(qū)的力學(xué)性能尤其是塑性下降，以及增大焊接殘余應(yīng)力和產(chǎn)生裂紋。

1.1 冶金相容性的差異

晶格類型、晶格參數(shù)、原子半徑等的差異也就是通常說(shuō)的“冶金相容性的差異”。

兩種金屬材料在冶金學(xué)上是否相容，取決于它們?cè)谝簯B(tài)和固態(tài)的互溶性以及在焊接過(guò)程中是否可以產(chǎn)生金屬間化合物(脆性相)，只有在液態(tài)和固態(tài)下都具有良好互溶性的金屬或合金才能在熔焊時(shí)形成良好的接頭。當(dāng)兩種金屬的晶格類型相同，晶格常數(shù)、原子半徑及其負(fù)電性均比較相近時(shí)，其溶質(zhì)原子能夠連續(xù)固溶于溶劑；否則易形成金屬化合物，大幅度降低焊縫性能。能夠形成連續(xù)固溶體的異種材料具有良好的焊接性。

為了改善異種金屬焊接性能，對(duì)不能形成無(wú)限固溶的異種金屬，可在兩種被焊金屬之間加入過(guò)渡層。選擇的過(guò)渡層金屬與兩種金屬均能形成無(wú)限固溶體。

1.2 物理性能的差異

兩種材料的物理性能差異主要是指熔化溫度、線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)系數(shù)電阻系數(shù)等差異，它們將直接影響焊接的熱循環(huán)過(guò)程、結(jié)晶條件和接頭質(zhì)量。當(dāng)異種材料熱性能的差異大時(shí)會(huì)使熔化情況不一致，給焊接造成困難；線膨脹系數(shù)相差較大時(shí)，會(huì)造成接頭較大的殘余應(yīng)力和變形，易使焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋；異種材料電磁性相差較大時(shí)，而使焊接電弧不穩(wěn)定、焊縫成形不好甚至形成不了焊縫。

1.3 表面狀態(tài)的差異

材料表面狀態(tài)復(fù)雜，如表面氧化層(氧化膜)、結(jié)晶表面層、吸附的氧離子和空氣分子、水、油污、雜質(zhì)等狀態(tài)，將直接影響異種材料的焊接性，必須給予充分重視。

此外，在焊接異種材料時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一層成分、組織及性能與母材不同的過(guò)渡層，過(guò)渡層的性能給焊接接頭的整體性能帶來(lái)了重大的影響，處理好異種材料的過(guò)渡層對(duì)于獲得滿意的焊接質(zhì)量至關(guān)重要，過(guò)大的熔合比會(huì)增大焊縫金屬的稀釋率，使過(guò)渡層更為明顯；焊縫金屬與母材的化學(xué)性能相差越大，熔池金屬越不容易充分混合，過(guò)渡層越明顯；熔池金屬存在時(shí)間越長(zhǎng)，越容易混合均勻。

2 Q460E-Z35與GS-20Mn5V可焊性分析和焊接難點(diǎn)

2.1 可焊性分析

(1)碳當(dāng)量計(jì)算。

Q460E-Z35和GS-20Mn5V化學(xué)成分分別見(jiàn)

表2 鑄鋼GS-20Mn5V化學(xué)成分(鋼號(hào)DIN 17182-85)%

則Ceq＝0.543%。

計(jì)算GS-20Mn5V碳當(dāng)量時(shí)，其化學(xué)成分均取上限，實(shí)際GS-20Mn5V碳當(dāng)量控制在0.50%。

碳當(dāng)量數(shù)值越大，被焊金屬的淬硬傾向越大，熱影響區(qū)越容易產(chǎn)生冷裂紋。

碳當(dāng)量Ceq＜0.4%時(shí)，淬硬傾向不大，焊接性良好；當(dāng)碳當(dāng)量Ceq＝0.4%～0.6%時(shí)，鋼材易淬硬，說(shuō)明焊接性已變差，焊接時(shí)需預(yù)熱，隨著板厚的增大，預(yù)熱溫度也需適當(dāng)提高。Q460E-Z35碳當(dāng)量為0.49%，GS-20Mn5V碳當(dāng)量也約為0.50%，遠(yuǎn)大于0.4%，所以淬硬傾向大，抗裂性能差，焊接性也較差。

2.2 Q460E-Z35與GS-20Mn5V焊接難點(diǎn)

(1)化學(xué)成分、力學(xué)性能及物理性能的差異。

由于鑄鋼與低合金鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能和物理性能不同，焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多缺陷，例如氣孔、裂紋等，給焊接帶來(lái)很大困難。

(2)兩種材料稀釋率差異。

GS20Mn5V+Q460E-Z35的焊接，稀釋率更是人們所關(guān)心的問(wèn)題，此時(shí)有可能由兩種材料產(chǎn)生不希望得到的有害化合物。例如采用具有墊板的對(duì)接接頭時(shí)應(yīng)注意墊板的成分，因?yàn)樗挠泻Τ煞謱?duì)接頭的稀釋有可能導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。

建筑鋼結(jié)構(gòu)厚板焊縫大多采用單V型帶襯板的坡口型式，V型坡口的根部肯定是稀釋率最大的地方，同時(shí)也是應(yīng)力最集中的地方，在打底焊接結(jié)束后，每一層的焊肉全都對(duì)焊縫根部加載，致使根部質(zhì)量極不穩(wěn)定。所以降低稀釋率是保證厚板焊縫質(zhì)量的重要措施。

(3)供貨狀態(tài)的差異。

GS20Mn5V供貨狀態(tài)為調(diào)質(zhì)鋼，Q460E-Z35的供貨狀態(tài)為正火鋼。由于兩者供貨狀態(tài)的不同，各材料焊接特點(diǎn)不同，焊接難度加大。

a.正火鋼的焊接特點(diǎn)。

正火鋼焊接熱輸入的確定主要依據(jù)防止過(guò)熱區(qū)脆化和焊接裂紋兩個(gè)方面。由于各種正火鋼的脆化傾向和冷裂傾向不同，因此對(duì)熱輸入的要求也不同。

對(duì)于含釩、鈮、鈦等強(qiáng)度級(jí)別較低的正火鋼，如Q420等，為了防止沉淀相溶入和晶粒長(zhǎng)大引起的脆化，宜選擇偏小的焊接熱輸入。

正火鋼對(duì)許多焊接方法都適應(yīng)，選擇時(shí)主要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、板厚、性能要求和生產(chǎn)條件等因素，其中最為常用的是焊條電弧焊、埋弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊。鎢極氬弧焊通常用于薄板或要求全焊透的薄壁管和厚壁管道等工件的封底焊。

b.調(diào)質(zhì)鋼(淬火+高溫回火)的焊接特點(diǎn)。

調(diào)質(zhì)鋼焊接不宜采用大直徑的焊條或焊絲。盡量采用多層多道焊工藝，最好采用窄焊道而不用橫向擺動(dòng)的運(yùn)條技術(shù)。這樣不僅使焊接熱影響區(qū)和焊縫金屬有較好的韌性，還可以減少焊接變形。雙面施焊的焊縫，背面焊道應(yīng)采用碳弧氣刨清理焊根并打磨氣刨表面后再進(jìn)行施焊。如果采用大電流埋弧焊和電渣焊工藝，由于焊接能量大，焊接區(qū)加熱時(shí)間長(zhǎng)，冷卻緩慢，焊接熱影響區(qū)韌性急劇下降，因此調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼在經(jīng)過(guò)大電流埋弧焊和電渣焊后必須進(jìn)行淬火+回火處理。

調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)為了防止冷裂紋產(chǎn)生，有時(shí)需要采用預(yù)熱和焊后熱處理。

綜上所述，GS20Mn5V+Q460E-Z35的焊接為調(diào)質(zhì)鋼與正火鋼的焊接，兩種鋼材在焊接工藝上存在差異，導(dǎo)致焊接難度增加。

3 焊接方法的選擇

選擇焊接方法主要根據(jù)能否獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭、接頭形式、母材性能構(gòu)件工作條件和生產(chǎn)批量等因素。還應(yīng)考慮使母材金屬熔化量降到最小限度，即盡可能降低熔合比，防止在焊縫過(guò)渡區(qū)出現(xiàn)脆性的淬火組織和裂紋等缺陷。

采用焊條電弧焊，工藝較靈活，熔合?。宦窕『干a(chǎn)效率高；二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊具有廣泛的實(shí)用性。

比較SMAW、GMAW、FCAW-G后確認(rèn)，SMAW稀釋率為最小。由于GS20Mn5V+Q460E-Z35焊接是現(xiàn)場(chǎng)焊接，焊接位置和焊接操作上存在一定難度，為提高焊接速度，保證焊接質(zhì)量，仰焊采用焊條電弧焊(SMAW)，其他位置采用焊條電弧焊(SMAW)打底，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊(GMAW)填充的工藝。發(fā)揮了各項(xiàng)技術(shù)的特長(zhǎng)，不僅焊縫成形良好，而且一次合格率高。

采用焊條電弧焊打底的目的是降低焊縫稀釋率；降低因兩側(cè)金屬稀釋率不同而使焊縫產(chǎn)生裂紋的可能性，從而提高焊接質(zhì)量。

4 焊接材料的選擇

4.1 異種鋼焊接材料的選用原則

(1)保證焊接接頭的使用性能，即保證焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)具有良好的力學(xué)性能和綜合性能。

(2)保證焊縫金屬具有一定的致密性，即沒(méi)有氣孔、夾渣或氣孔，夾渣的數(shù)量、尺寸形狀不超過(guò)允許標(biāo)準(zhǔn)。

(3)能防止在焊接接頭內(nèi)產(chǎn)生冷裂紋和熱裂紋，即對(duì)冷裂、熱裂不敏感。

(4)焊縫金屬具有符合要求的熱強(qiáng)性、耐熱性、耐蝕性、耐磨性等，不產(chǎn)生脆性組織，盡可能降低或消除熔合區(qū)脆性。

(5)工藝性良好，即具有良好的操作性能，能適應(yīng)多層多道焊和全位置焊接等，并有一定的焊接效率。

(6)焊縫組織具有穩(wěn)定性，其物理性能要與兩母材相適應(yīng)。

4.2 Q460E-Z35與GS-20Mn5V焊接材料的選擇

GS-20Mn5V在鋼材分類中沒(méi)有明確規(guī)定，但它屬于合金鋼的一種形式，鑄造組織和鍛造(軋制)組織的區(qū)別在于綜合性能上的差別，一般說(shuō)來(lái)鑄造組織硬度較高，而質(zhì)地比鍛造(軋制)組織疏松，但是它比較接近于焊縫，焊縫也是鑄造組織。Q460E是結(jié)構(gòu)鋼中最高級(jí)別的鋼種，GS-20Mn5V雖質(zhì)地優(yōu)良，但在綜合性能和強(qiáng)度級(jí)別方面與Q460E相比有很大差別。這兩種鋼的焊接在焊接材料選擇方面僅僅從強(qiáng)度理論上著手顯然是不夠的，這是因?yàn)槌藦?qiáng)度差別外，還需重點(diǎn)滿足焊縫的抗裂性能要求，也是整個(gè)焊接技術(shù)的難點(diǎn)。因此在焊材的選用上，首先需滿足GS-20Mn5V的強(qiáng)度要求，希望焊縫能達(dá)到與GS-20Mn5V等強(qiáng)的要求，同時(shí)考慮Q460E具有淬硬傾向、抗裂性能差的特點(diǎn)，重點(diǎn)應(yīng)用了微合金元素提高焊縫綜合指標(biāo)的機(jī)理，既保證了50級(jí)的強(qiáng)度，又具有良好的塑性和韌性儲(chǔ)備，以提高焊縫的抗裂能力。由此，在進(jìn)行多項(xiàng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇CHE507RH、JM58、JM56、TWE-711Ni1等焊接材料作為Q460E+GS-20Mn5V焊接的試驗(yàn)焊材。在確定焊材的基礎(chǔ)上，同時(shí)對(duì)焊接工藝作了進(jìn)一步的改進(jìn)。

5 焊前預(yù)熱和后熱

5.1 焊前預(yù)熱

焊前預(yù)熱的作用：延長(zhǎng)焊縫金屬?gòu)姆逯禍囟冉档绞覝氐睦鋮s時(shí)間，使焊縫中的擴(kuò)散氫有充分的時(shí)間溢出，避免產(chǎn)生冷裂紋，延長(zhǎng)焊接接頭從800℃到500℃的冷卻時(shí)間，改善焊縫金屬和熱影響區(qū)的顯微組織，降低熱影響區(qū)的最高硬度，提高焊接接頭的抗裂性。

根據(jù)《現(xiàn)代焊接技術(shù)手冊(cè)》的估算預(yù)熱溫度公式，化學(xué)成分影響的碳當(dāng)量為

[C]化＝C+Mn／9+Cr／9+Ni／18+Mo／13考慮厚度因素，用厚度碳當(dāng)量計(jì)算板厚影響的碳當(dāng)量

總的碳當(dāng)量公式

焊接預(yù)熱溫度可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

確定的Q460-Z35(110mm)與GS-20Mn5V(100mm)預(yù)熱溫度如表3所示。

表3 Q460E-Z35(110 mm)與GS-20Mn5V(100 mm)預(yù)熱溫度的確定

根據(jù)異種鋼焊接時(shí)，預(yù)熱溫度應(yīng)以預(yù)熱溫度高的鋼材一側(cè)為最低預(yù)熱溫度，故焊接前預(yù)熱溫度選取不小于150℃，且不超過(guò)200℃。

5.2 后熱

由于GS-20Mn5V含雜質(zhì)較多，焊接后氫含量較高，為保證氫能及時(shí)逸出，防止產(chǎn)生冷裂紋。焊接完畢后，緊急進(jìn)行后熱處理，后熱溫度300℃～350℃，后熱時(shí)間2 h。后熱完成，巖棉被保溫緩冷至環(huán)境溫度。

6 焊接工藝

6.1 焊接參數(shù)的選擇

根據(jù)工藝評(píng)定，特制訂以下工藝供施工時(shí)參考，如表4所示。

6.2 焊前準(zhǔn)備

(1)焊條在使用前必須按規(guī)定烘焙，CHE507RH焊條的烘焙溫度為350℃。烘焙1 h后冷卻到150℃保溫，隨用隨取，領(lǐng)取的焊條應(yīng)放入保溫筒內(nèi)。

表4 焊接工藝參數(shù)

(2)不得使用藥皮脫落或焊芯生銹的變質(zhì)焊條、銹蝕或折彎的焊絲。

(3)二氧化碳?xì)怏w的純度必須大于99.7%，含水率小于等于0.005%，瓶裝氣體必須留1 MPa氣體壓力，不得用盡。

(4)施焊前，清除焊縫坡口及附近50 mm范圍內(nèi)的油、銹等污物。

(5)施焊前，復(fù)查組裝質(zhì)量、定位焊質(zhì)量和焊接部位的清理情況，如不符合要求，修正合格后方可施焊。

(6)焊條電弧焊現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速不大于8 m／s、氣體保護(hù)焊現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速不大于2 m／s，應(yīng)設(shè)防風(fēng)裝置。

(7)焊接前，檢查各焊接設(shè)備是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

(8)檢查坡口尺寸是否達(dá)到要求。

(9)焊工必須持證上崗。

6.3 現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝

(1)焊前清理。Q460E鋼熱切割試驗(yàn)結(jié)果表明Q460E鋼具有淬硬傾向，因此在焊接前對(duì)Q460E鋼的熱切割面用角向磨光機(jī)進(jìn)行打磨處理，打磨厚度2 mm，且至露出原始金屬光澤。同時(shí)對(duì)坡口加工造成的鈍邊、凹槽進(jìn)行打磨處理，要求不留鈍邊和避免坡口面留有加工凹槽。

(2)坡口形狀控制。要求在加工和安裝過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行圖紙要求，坡口角度35°，間隙8 mm。焊前進(jìn)行坡口形狀檢查，項(xiàng)目為間隙、錯(cuò)邊、焊縫原始寬度三項(xiàng)。

(3)預(yù)熱、層間溫度和后熱溫度控制。預(yù)熱溫度和層間溫度150℃～200℃。焊接完畢后立即進(jìn)行后熱處理，后熱溫度300℃～350℃，后熱時(shí)間2 h。后熱完成，巖棉被保溫緩冷至環(huán)境溫度。

(4)加熱方法。采用電加熱方法，加熱板設(shè)置在焊縫正反兩面，預(yù)熱溫度達(dá)到設(shè)定值后，拆除焊縫正面的加熱板，焊縫背面的加熱板作為伴隨預(yù)熱，焊后熱處理時(shí)再重新布置正面加熱板，并用巖棉被包裹嚴(yán)密。

(5)測(cè)溫方法。測(cè)溫采用紅外測(cè)溫儀和接觸式測(cè)溫儀兩種，測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置在焊縫原始邊緣兩側(cè)各75 mm處。使用紅外測(cè)溫儀時(shí)，測(cè)溫儀需垂直于測(cè)溫表面，距離不得大于20 cm。層間溫度測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)在焊道起點(diǎn)，距離焊道熄弧端300 mm以上。后熱溫度測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)在焊道表面。

(6)焊接環(huán)境要求。焊接要求在正溫焊接，當(dāng)環(huán)境溫度在負(fù)溫時(shí)，需搭設(shè)保溫棚，確保焊接環(huán)境溫度在0℃以上，環(huán)境風(fēng)速需小于2 m／s方可施焊。

(7)焊接技術(shù)要求。焊接過(guò)程嚴(yán)格執(zhí)行多層多道、窄焊道薄焊層的焊接方法，在平、橫、仰焊位禁止焊槍擺動(dòng)，立焊位焊槍擺幅不得大于20 mm，每層厚度不得大于5 mm。層間清理采用風(fēng)動(dòng)打渣機(jī)清除焊渣和飛濺物，同時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行同頻率錘擊，起到消應(yīng)處理的作用。

(8)其他要求。母材上禁止焊接卡碼和連接板等臨時(shí)設(shè)施，如必須焊接，在焊前按照正式焊接要求對(duì)母材進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度150℃～200℃。在切割臨時(shí)設(shè)施時(shí)，也必須進(jìn)行預(yù)熱150℃～200℃，盡量避免傷及母材，如發(fā)生該種情況，必須及時(shí)焊補(bǔ)，后打磨圓滑過(guò)渡。在焊接過(guò)程中，嚴(yán)禁在母材上出現(xiàn)隨意打火或由于拖拉焊把或焊槍對(duì)母材造成的電弧擦傷。如發(fā)生該種情況，應(yīng)立即報(bào)告技術(shù)人員，并采取措施進(jìn)行焊補(bǔ)和打磨，預(yù)熱和后熱溫度同正常焊接。

6.4 焊接缺陷和修復(fù)

(1)焊縫表面缺陷超過(guò)相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)氣孔、夾渣、焊瘤、余高過(guò)大等缺陷應(yīng)用砂輪打磨、鏟鑿、鉆、銑等方法去除，必要時(shí)進(jìn)行焊補(bǔ)；對(duì)焊縫尺寸不足、咬邊、弧坑未填滿等缺陷應(yīng)進(jìn)行焊補(bǔ)。

(2)經(jīng)無(wú)損檢測(cè)確定焊縫內(nèi)部存在超標(biāo)缺陷時(shí)應(yīng)進(jìn)行返修，返修應(yīng)符合下列規(guī)定：

a.返修前應(yīng)由施工企業(yè)編寫(xiě)返修方案。

b.根據(jù)無(wú)損檢測(cè)確定的缺陷位置、深度，用砂輪打磨或碳弧氣刨清除缺陷。缺陷為裂紋時(shí)，碳弧氣刨前應(yīng)在裂紋兩端鉆止裂孔，并清除裂紋及其兩端各50 mm長(zhǎng)的焊縫或母材。

c.清除缺陷時(shí)應(yīng)將刨槽加工成四側(cè)邊斜角大于10°的坡口，并修整表面、磨除氣刨滲碳層，必要時(shí)應(yīng)用滲透探傷或磁粉探傷方法確定裂紋是否徹底清除。

d.焊補(bǔ)時(shí)應(yīng)在坡口內(nèi)引弧，熄弧時(shí)應(yīng)填滿弧坑；多層焊的焊層之間接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，焊縫長(zhǎng)度應(yīng)不小于100 mm；當(dāng)焊縫長(zhǎng)度超過(guò)500 mm時(shí)，應(yīng)采用分段退焊法。

e.返修部位應(yīng)連續(xù)焊接。如中斷焊接時(shí)，應(yīng)采取后熱、保溫措施，防止產(chǎn)生裂紋。再次焊接前宜用磁粉或滲透探傷方法檢查，確認(rèn)無(wú)裂紋后方可繼續(xù)補(bǔ)焊。

f.焊接修補(bǔ)的預(yù)熱溫度應(yīng)比相同條件下正常焊接的預(yù)熱溫度高，并根據(jù)工程節(jié)點(diǎn)的實(shí)際情況確定是否需用采用超低氫型焊條焊接或進(jìn)行焊后消氫處理。

g.焊縫正、反面各作為一個(gè)部位，同一部位返修不宜超過(guò)兩次。

h.對(duì)兩次返修后仍不合格的部位應(yīng)重新制訂返修方案，經(jīng)工程技術(shù)負(fù)責(zé)人審批，并報(bào)監(jiān)理工程師認(rèn)可后方可執(zhí)行。

7 結(jié)論

(1)GS20Mn5V+Q460E-Z35的焊接中，為提高焊接接頭的抗裂性，需要進(jìn)行焊前預(yù)熱。

(2)稀釋率對(duì)GS20Mn5V+Q460E-Z35的焊縫影響很大，可能有兩種材料產(chǎn)生有害的化合物，由于焊條電弧焊稀釋率較小，在GS20Mn5V+Q460E-Z35的焊接中被廣泛使用。

(3)由于鑄鋼件質(zhì)地疏松，材質(zhì)化學(xué)成分不易控制，后熱在焊接過(guò)程中顯得尤其重要。

Analysis of the heterogeneity steel welding of Q460E-Z35 and GS20Mn5V

SUN Kai-min1，JIA Bao-hua2
(1.Huaibei Huaxing Industry＆Trade Co.，Ltd.，Huaibei 235025，China；2.Zhejiang Jinggong Steel Building Co.，Ltd.，Shaoxing 312030，China)

In the construction steel structure welding engineering,steel is the first object of the welding;all of the welding process must be take into account the characteristics of the steel，especially the weldability.So，the Q460E-Z35 steel attracted highly attention，which was used in the steel structure welding engineering of the National Stadium.Aimting at the welding of Q460E-Z35 and GS20Mn5V dissimilar steel，this paper introduces the welding technological properties of Q460E-Z35 and GS20Mn5V dissimilar steel.And dissected the difficulties of the welding technology，and put forward the relevant solution,ensure the welding quality，improve the welding technology level；and provides important reference value for construction steel structure welding.

Q460E-Z35；GS20Mn5V；Ceq；preheating

TG457.11

A

1001-2303(2012)08-0020-06

2012-01-04

孫開(kāi)敏(1966—)，男，安徽淮北人，學(xué)士，工程師，主要從事焊接工程與管理工作。