某網(wǎng)架工程吊掛支座45號鋼和Q355材質(zhì)焊接工藝

江 春 賈建坡

江蘇中為金屬制造有限公司 江蘇 徐州221000

1 工程概況

某網(wǎng)架工程網(wǎng)架跨度53米，網(wǎng)架下弦有三臺5噸行車，行車跨度12米靠近邊柱第二個網(wǎng)格往中間布置，行車跨度方向同網(wǎng)架跨度方向。故網(wǎng)架下弦部分位置采用吊掛支座，網(wǎng)架螺栓球材質(zhì)為45號鋼，吊掛支座材質(zhì)為Q355B；由于需要將兩種不同材質(zhì)且碳含量均較高的母材焊接在一起，考慮到整體項目工程質(zhì)量及后期吊掛行車做用在網(wǎng)架下弦的長期動荷載，根據(jù)結(jié)構受力以及使用過程中實際情況試驗，故進行此項目吊掛支座焊接工藝的研究。

2 兩種材料的化學成分及力學性能

45號鋼化學成分及力學性能：C：0.42-0.5 Si：0.17-0.37 Mn：0.5-0.8 Cr：≤0.5

力學性能：屈服強度：355 MPa抗拉強度：600 MPa伸長率：16%沖擊：39J

Q355材質(zhì)化學成分及力學性能：C：≤0.24，Si：≤0.55，Mn：≤1.60，P：≤0.035，S：≤0.035，Cr：≤0.30，Ni：≤0.30，Cu：≤0.40。

力學性能：屈服強度：≤16 mm：≥355 MPa抗拉強度：450-630 MPa伸長率：21%沖擊：27J

根據(jù)碳含量公示計算，材質(zhì)45號鋼與材質(zhì)Q355鋼碳含量及焊接性分析：45號鋼可焊性差，Q355鋼可焊性好。

3 焊接前的準備工作

采用氣保焊小電流打底(電流：110-220；電壓：24-26)，正常電流(電流：180-250；電壓：26-30)填充照面，采用多層多道焊接方式。混合氣體含量為：氬氣20%二氧化碳80%。焊絲采用1.2 mm 直徑金橋焊絲，焊接采用OTC500型氣體保護焊機，小電流主要考慮焊縫形成質(zhì)量，提高焊縫金屬的綜合指標，為填充做好基礎。

3.1 下料 采用高精度等離子下料，確保構件尺寸

3.2 焊前預熱 根據(jù)材料因素焊接預熱溫度可根據(jù)經(jīng)驗公式計算：T=350√C總-0.2 5

計算可知：45號鋼預熱溫度T=215.75攝氏度。Q355鋼預熱溫度T=139.8 9攝氏度。綜合考慮預熱溫度不小于200度。采用氧氣乙炔，烤槍均勻?qū)⒙菟ㄇ蜻M行加熱，直至螺栓球球體溫度達到200度以上。

3.3 構件坡口形成 全坡口單邊焊接，對面刨1/3板厚在進行焊接，焊接順序：多層多道焊接，打底焊縫厚度不小于3 mm，填充照面厚度均為3-5 mm。采用水平角焊縫操作面，背對背交叉焊接。先焊接通長位置。整條焊縫不斷開焊接。因焊縫長度短，不存在焊接殘余力和應變基本均勻。防止產(chǎn)生裂紋最有效的焊接方法是重疊焊接法，可提高焊接區(qū)的加熱溫度，減慢材料的冷卻速度，第一道焊縫尚未冷卻，又在上面施焊第二道焊縫，可以起到焊接預熱的作用。

4 構件裝配級焊接

4.1 構件裝配 構件在裝配前，需將坡口及附近區(qū)域表面上的浮銹，油污，氧化物等清理干凈，構件裝配時必須保證接縫的間隙均勻(根據(jù)實踐得出預留2-3 mm 縫隙焊縫滿足要求比例最高)，特別是單面坡口雙面成型的焊縫。

三面拼裝(圖一)

4.2 焊接清渣 每層焊縫結(jié)束及時清理焊渣及焊縫表面殘余藥皮。采用磨光機，鋼鏟，打磨至平面，確保下道焊縫內(nèi)部質(zhì)量。背面碳棒刨開后的材料表面碳含量更高，為了保證焊縫等級，必須將刨面打磨平整。

4.3 焊后熱處理 為保證焊接質(zhì)量，及焊接殘余應力，改善焊縫的金屬組織性能，對支座進行保溫處理，集中堆放在封閉的烤房內(nèi)24小時，自然冷卻。同時可采取錘擊的方法，一是可以消除殘余應力，二是可以檢查焊縫是否存在裂縫。

焊接成品(圖二)

5 探傷及合格指標

根據(jù)設計要求支座焊縫等級為一級，此焊接工藝能達到合格標準。

6 結(jié)論

(1)45#鋼可焊性較差，與Q355B焊接時，采用1.2 mm 直徑金橋焊絲、OTC500型氣體保護焊機、小電流及施焊前預熱的焊接工藝易保證焊縫質(zhì)量。

(2)每層焊縫結(jié)束及時清理焊渣及焊縫表面殘余藥皮，是確保下道焊縫內(nèi)部質(zhì)量的必要措施。

(3)焊接完成后對支座進行保溫處理，集中堆放在封閉的烤房內(nèi)24小時，自然冷卻焊縫質(zhì)量更易保證。

(4)45#鋼與Q355B焊接是傳統(tǒng)技術難題，通過本工程的工藝、工法，焊縫質(zhì)量可以達到一級焊縫的質(zhì)量要求，對此類型的鋼材的焊接具有一定的借鑒意義。