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      Q690D 高強度結構鋼焊接技術

      Q690D 高強度結構鋼焊接技術

      • 分類:新聞中心
      • 作者:大連東興工業機械有限公司
      • 來源:焊接之家
      • 發布時間:2023-02-07
      • 訪問量:0

      【概要描述】Q690D 是船用牌號的淬火回火高強度結構鋼,強度等級(s≥690N)mm),相應于EN-10137《I淬火回火或沉淀硬化高強度結構鋼板和寬平板供貨技術條件》中的S690Q(S690OL)鋼。在隧道設備制造中將會有廣泛的應用,尤其在盾構機和 TBM 生產中這種高強度結構鋼用于焊接結構,確有其經濟技術優勢。但其對焊接技術要求較高,焊接工藝參數控制較嚴,焊接生產過程溫度控制比較嚴格。

      Q690D 高強度結構鋼焊接技術

      【概要描述】Q690D 是船用牌號的淬火回火高強度結構鋼,強度等級(s≥690N)mm),相應于EN-10137《I淬火回火或沉淀硬化高強度結構鋼板和寬平板供貨技術條件》中的S690Q(S690OL)鋼。在隧道設備制造中將會有廣泛的應用,尤其在盾構機和 TBM 生產中這種高強度結構鋼用于焊接結構,確有其經濟技術優勢。但其對焊接技術要求較高,焊接工藝參數控制較嚴,焊接生產過程溫度控制比較嚴格。

      • 分類:新聞中心
      • 作者:大連東興工業機械有限公司
      • 來源:焊接之家
      • 發布時間:2023-02-07
      • 訪問量:0
      詳情

      摘要:本文簡單介紹了 Q690D 高強度結構鋼焊接技術在實際工作中的應用。

      1.工作概況

      Q690D 是船用牌號的淬火回火高強度結構鋼,強度等級(s≥690N)mm),相應于EN-10137《I淬火回火或沉淀硬化高強度結構鋼板和寬平板供貨技術條件》中的S690Q(S690OL)鋼。在隧道設備制造中將會有廣泛的應用,尤其在盾構機和 TBM 生產中這種高強度結構鋼用于焊接結構,確有其經濟技術優勢。但其對焊接技術要求較高,焊接工藝參數控制較嚴,焊接生產過程溫度控制比較嚴格。

      2.材料的基本性能

      2.1 Q690D 的化學成分

      690D 的理論化學成分%(實際中不大于)①

       

      我們在實際焊接生產中根據國標由 Q690D成分和力學性能數據為計算依據實際抽樣數據為參考制定焊接工藝。

      2.2. Q690D 鋼的焊接特點

      2.2.1 碳當量(Cet)的計算

      標準合金系的 CET 按德國 SEwo88(可焊細晶粒鋼的加工準備及熔焊規程》碳當量計算公式②:CET=C+(Mn+No)/16+(Cr+Cu)/20+Ni/40

      計算可得 MaxCet=0.48%大于0.45%,(75mm板Cet=0.39%,32mm板Ceq=0.40%),可見Q690D鋼材的淬硬性傾向明顯,焊接性能不是很好,需采用適當的預熱和控制線能量等措施;其目的是為了降低焊接接頭的冷卻溫度,以減小淬硬傾向,防止生成裂紋。

      2.2.2Q690D鋼焊接容易出現的問題

      Q690D 鋼合金成分豐富,強度等級高,焊接接頭熱影響區淬硬傾向大。工藝因素不當時極有可能發生淬性硬裂紋和脆性轉變。Q690D 鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋,冷裂紋指焊接接頭冷卻到較低溫度下(對鋼來說在 MS 溫度以下)時產生的焊接裂紋。有的冷裂紋會在焊接接頭冷卻到室溫后并在一定時間(幾小時、幾天甚至十幾天)才出現,稱為延遲裂紋。有資料介紹,焊接接頭的淬硬和脆性轉變與焊縫熔臺線處 800℃冷卻到 500℃的時間(即t8/5)有密切的關系, Q690D 鋼焊接時必須嚴格控制t8/5值。亦即不宜采用大線能量焊接,以免由于t8/5過長而降低焊接接頭的抗脆斷能力③。線能量的計算公式④:q = IU/v

      式中:I一 焊接電流 A

      U-電弧電壓V

      v- 焊接速度 cm/s

      q一 線能量 J/cm

      另一方面 t8/5 又不能過于短載,否則易導致產生淬硬冷裂紋。冷裂紋敏感系數指考慮冷裂紋敏感性不僅計入鋼材的化學成分,還考慮板厚和焊縫含氫量對裂紋傾向的影響。按日本應用的計算方法,可以求出防止鋼材產生焊接裂紋的預熱溫度這就要通過適當的焊前預熱來解決。

      T℃其公式為⑤:

      T(℃)=1440PC-392

      PC =C+Si/30 +Mn/20 +Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15

      +V/10+5B +h/600+H/60(%)

      式中h為板厚(mm)H為焊接金屬中擴散氫含量(mL/100g)

      3.焊接施工工藝及焊接工藝參數的選擇

      3.1焊接施工工藝

      工件尺寸定位--點固焊--預熱--焊口施焊--自檢--焊后熱處理--無損檢測

      3.2 焊接工藝的選擇

      3.2.1 焊接方法和材料的選用

      主要采用二氧化碳氣體保護焊,焊絲使用德國進口的特殊焊絲TUnionGM 100。

      3.2.2 裝配定位焊

      由于 Q690D 高結構鋼的淬硬性及結構應力,定位焊時就應預熱,且定位焊縫應具有足夠的強度,防止定位焊裂紋。建議定位焊縫的長度不小于50mm,板厚在 20mm 以內時單道定位焊,板厚超過 20mm 時,定位焊縫至少應焊兩道。

      3.3.3 預熱溫度 層間溫度及后熱

      Q690D 高結構鋼推薦的預熱溫度 80℃~200℃,定位焊處的預熱溫度比正常焊前的預熱溫度高 50℃左右,板厚 20~40mm 之間預熱溫度大約為65℃左右,板厚 40~65mm之間預熱溫度大約為 100℃,板厚超過 65mm預熱溫度大約為 150℃左右,層間溫度不能低于預熱溫度但不能大于 250℃。

      預熱范圍,一般按焊縫一側寬 50~100mm。預熱溫度的測量點,按DIN32524 要求應在工件表面上距坡口邊緣4Xt、但不超過30mm的地方,并且是在電弧進行方向的前方50~200mm處。應避免電弧對測溫數據的影響。

      層間溫度可直接在前道焊縫上測量。

      后熱采用緩冷的工藝措施,第一步在 250℃~300℃持續保溫不低于6小時,第二步用石棉包敷 4~8 小時自然冷卻到室溫,冬季氣溫相對較低可延長包敷時間,防止焊縫出現裂紋。

      3.3.4 焊接工藝參數

      不應采用大線能量焊接,充分利用窄焊道,薄層焊,多層多道的焊接工藝,實際生產中根據需要選擇合適的焊接電流,電弧電壓,焊接速度等。

      3.3.5 焊前清理和焊接順序

      焊前應仔細清除坡口周圍母材表面上的油、水等污物。必要時用酒精或其它清洗劑清理焊口;采用合理的裝配和焊接順序,改善焊件應力狀態。

      3.3.6 錘擊焊縫區

      當焊縫金屬冷卻過程中(溫度在100℃~250℃區間),用小錘輕敲焊縫使金屬展開,可以減少應力 1 /2~1/4,對多層焊,除第一層和最后一層焊縫外,其余都要錘擊。

      4.總結

      Q690D 高強度結構鋼主要將在以后的刀盤制做中會有廣泛的應用,通過對 Q690D 高強度結構鋼的焊接工藝分析,在焊接過程中應根據實際應用場合選擇合適的焊接材料、焊接工藝以及焊接方法。同時還應注意在焊接過程中容易出現的問題,應考慮到各方面的因素做好防止措施,正確施焊確保優良的焊接質量。

      參考文獻

      [1]謝良法,姚連登,調質鋼板的生產實踐與試驗研究,舞陽鋼鐵有限責任公司鋼研所,2000

      [2]劉漢宜.焊接碳當量計算及公式應用.天工公司,2007.

      [3]湯鎖庚.淬火回火高強度結構鋼及其焊接.科技部工藝室,2005.

      [4]周正豐,焊接冶金學.機械工業出版社,1993.

       

       

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