淺析Q690D的焊接工藝

賈學(xué)菊 劉盼 賈學(xué)敏

摘 ?要：隨著Q690鋼材應(yīng)用范圍的增廣，對(duì)其焊接技術(shù)的要求也越來越高，本文通過對(duì)一組焊接工藝的評(píng)定及產(chǎn)品焊接，探討了Q690D的焊接工藝參數(shù)及焊接控制過程，以期為工程焊接應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：Q690;層間控制;裂紋;退火

中圖分類號(hào)：TG457????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ???文章編號(hào)：2096-6903（2019）04-0000-00

1?簡(jiǎn)介

隨著大型機(jī)械設(shè)備的發(fā)展，傳統(tǒng)鋼材已不能滿足大型承重設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，此外受使用空間有限，對(duì)材料強(qiáng)度提出了更高要求。低合金高強(qiáng)度鋼也由Q345發(fā)展到Q420、Q460、…，再到Q690鋼材。但隨著低合金鋼的強(qiáng)度加大，碳當(dāng)量加大，鋼材淬硬傾向大，焊后冷卻過程中，脆性加大，容易產(chǎn)生裂紋。所以對(duì)焊接技術(shù)要求越來越高。對(duì)于Q690鋼材來說，按照GB1591-2008低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)，Q690的碳當(dāng)量≤0.49，其焊接性能相對(duì)Q345、Q460等要差很多，產(chǎn)生裂紋傾向更大。為了很好的焊接此材料，本文做了一組板厚30、Q690D的對(duì)接焊接工藝，以此來評(píng)定所選焊接工藝的適宜性。

2?Q690材質(zhì)性能及焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)

所選用鋼材化學(xué)性能見表1，機(jī)械性能見表2。

焊接采用半自動(dòng)氣體保護(hù)焊，所用焊接設(shè)備為KR500 II型氣保焊機(jī)。

保護(hù)氣體為了更好提高電弧穩(wěn)定性，改善焊縫成形，提高焊接質(zhì)量，選用80%Ar+20%CO混合氣體。

焊絲選用了ER76-G（CHW-80C，φ1.2）焊絲。其焊絲化學(xué)及機(jī)械性見表3、表4。

焊接試板坡口組對(duì)尺寸及焊接順序見圖1，焊接時(shí)電流200-280A，電壓28-32，走行速度300-500mm/min。

焊前用烤槍火焰加熱方法預(yù)熱到150度。焊前預(yù)熱能很好的減緩焊后的冷卻速度，有利于金屬焊縫中擴(kuò)散氫的逸出，避免產(chǎn)生氫致裂紋，同時(shí)也能減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，提高焊接接頭的抗裂性，還能降低焊接內(nèi)應(yīng)力，降低焊接接頭的拘束度，從而也減少焊接冷裂紋的產(chǎn)生。

焊接時(shí)還要控制層間溫度120-200℃。因焊接試板的焊道比較短（500mm），焊完一道焊縫后測(cè)溫在層溫范圍內(nèi)連續(xù)焊接下一道，如溫度低，先加熱到層溫控制范圍再焊接，如溫度高，用石棉布覆蓋緩冷到層溫控制范圍再焊接。背面碳弧氣刨進(jìn)行清根，打磨干凈后再焊接，為了減小焊接變形，采用兩面交替進(jìn)行焊接。整個(gè)焊接完成后用石棉布進(jìn)行覆蓋緩冷到室溫。

焊工在焊接過程中，不允許大擺動(dòng)焊接，采用無擺動(dòng)或小擺動(dòng)的窄焊道焊接，多層多道焊。按工藝所給焊接參數(shù)進(jìn)行焊接，控制線能量，避免過熱區(qū)脆化，避免焊接裂紋的產(chǎn)生。

3?焊接工藝評(píng)定結(jié)果

試板焊接完成24小時(shí)后進(jìn)行無損檢測(cè)MT+UT，合格后進(jìn)行各種試驗(yàn)項(xiàng)目檢測(cè)，確保焊接接頭的化學(xué)及力學(xué)性能檢測(cè)（拉伸、彎曲、沖擊）都符合要求。

接頭宏觀斷面及接頭硬度見圖2、圖3。

4?Q690鋼材在產(chǎn)品中的應(yīng)用

待焊接工藝評(píng)定合格后，進(jìn)行產(chǎn)品的焊接工作。在產(chǎn)品的實(shí)際焊接過程中，組對(duì)過程中的定位焊接，也要按照正式焊接時(shí)的預(yù)熱及焊后保溫要求進(jìn)行。正式焊接前要對(duì)定位焊進(jìn)行檢查，不得有裂紋、夾渣、焊瘤等缺陷，對(duì)于開裂的定位焊縫，必須先查明原因，然后再清除開裂焊縫，并在保證桿件尺寸正確的條件下補(bǔ)充定位焊。

因產(chǎn)品部件比較大，正式焊接時(shí)（見圖4）也是采用火焰局部預(yù)熱的方式（有條件時(shí)，采用整體預(yù)熱方式更佳），為了減小焊接變形，采用兩側(cè)同時(shí)同方向焊接，加熱時(shí)雙槍加熱，加熱一段焊接一段，后面用石棉布覆蓋保溫。

為避免產(chǎn)生弧坑裂紋，收弧時(shí)，在收弧處焊槍停止前進(jìn)，并在熔池未凝固時(shí)反復(fù)斷弧、引弧幾次，直到弧坑填滿為止。即使弧坑填滿，電弧已熄滅，也要讓焊槍在弧坑處停留幾秒才能移開，確保氣路中的氣體充分保護(hù)熔池。

此部件板比較厚，大坡口焊縫，焊量填充大，焊接應(yīng)力大且為主要受力部件，承受力大。焊后采取去應(yīng)力退火處理。退火時(shí)要求開爐蓋蓋后，緩慢升溫，2h內(nèi)升溫不能超過300℃;2h后，以每小時(shí)100℃的速度，加熱到600℃～650℃，在爐內(nèi)進(jìn)行保溫3h（根據(jù)工件板厚斷面大小調(diào)整）后隨爐冷卻，冷卻速率不應(yīng)超過每小時(shí)50℃，工件隨爐冷卻到200℃以下后，吊開爐蓋，在爐腔內(nèi)冷卻到室溫，再從爐中移出。去應(yīng)力退火可以很好的消除內(nèi)應(yīng)力，減小變形及開裂傾向。去應(yīng)力退火后又對(duì)主焊縫進(jìn)行了磁粉探傷，未發(fā)現(xiàn)裂紋。

5總結(jié)

對(duì)于Q690D鋼材，選用適合的焊材后防止焊接裂紋是至關(guān)重要的。只有焊前預(yù)熱、層間溫度控制、焊后保溫緩冷、焊后熱處理等每個(gè)環(huán)節(jié)都控制好，才能焊接出合格的焊接接頭，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2019-07-26

作者簡(jiǎn)介：賈學(xué)菊（1975—），女，河北秦皇島人，本科，工程師，研究方向：工程機(jī)械。

Analysis of Q690D Welding Process

JIA Xueju，LIU Pan，JIA Xuemin

（Qinhuangdao Tianye Tolian Heavy Industry & Technology Co.，Ltd.，Qinhuangdao Hebei 066004）

Abstract： With the expansion of the scope of application of Q690 steel， the requirements for its welding technology are getting higher and higher. This article discusses the welding process parameters and welding control process of Q690D through the evaluation of a group of welding processes and product welding. Provide references for engineering welding applications.

Keywords： Q690; interlayer control; crack; annealing