[發(fā)明專利]建筑用高性能結(jié)構(gòu)鋼Q550GJ的CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410081607.7
• 申請(qǐng)日: 2014-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN103801804A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬德志;劉菲;龔超;符定梅;李業(yè)績(jī);侯兆新;段斌;傅彥青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶建筑研究總院有限公司;中國(guó)京冶工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/16
• 分類號(hào): B23K9/16;B23K9/02;B23K9/235
• 代理公司: 北京中創(chuàng)陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是建筑用高性能結(jié)構(gòu)鋼Q550GJ的CO₂氣體保護(hù)焊焊接工藝。

背景技術(shù)

在鋼結(jié)構(gòu)工程中采用高性能結(jié)構(gòu)鋼能大幅度減少鋼材的用量，相應(yīng)的大大減少冶煉鋼材消耗的能源，最終降低單位建筑面積消耗的能源。我國(guó)每年建筑用結(jié)構(gòu)鋼超過3000萬(wàn)噸，若其中10%采用高性能結(jié)構(gòu)鋼，即高性能結(jié)構(gòu)鋼用量約300萬(wàn)噸，用鋼量可減少15%，每噸鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)按10000元計(jì)算，則可節(jié)省投資成本近50億元。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家在鋼結(jié)構(gòu)用鋼材方面非常注重使用高性能結(jié)構(gòu)鋼。國(guó)外已大量使用420MPa、460MPa、490MPa、550MPa級(jí)，甚至用到780MPa級(jí)高強(qiáng)鋼，并配套相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

目前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)主要是使用Q235和Q345等普通鋼材，而高性能結(jié)構(gòu)鋼在鋼結(jié)構(gòu)中的使用還比較少，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在著較大差別。近年來(lái)，隨著國(guó)家的發(fā)展，高層建筑、超高層建筑、大跨度體育場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、會(huì)展中心以及鋼結(jié)構(gòu)廠房等大型建筑工程的建設(shè)力度日益加大，高層建筑用鋼板的市場(chǎng)應(yīng)用需求越來(lái)越大。高層建筑用鋼板具有抗震、抗低溫沖擊等性能，與普通碳鋼或低合金鋼板相比，屈服強(qiáng)度設(shè)定了上限，抗拉強(qiáng)度有提高，對(duì)碳當(dāng)量、屈強(qiáng)比指標(biāo)有要求。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)度超過420MPa的高強(qiáng)鋼沒有配套的設(shè)計(jì)規(guī)范。若在工程中應(yīng)用，則要針對(duì)具體工程進(jìn)行專門研究后方可使用。

抗震性能較好的建筑用高性能結(jié)構(gòu)鋼Q550GJ，其含碳量低，S、P含量控制嚴(yán)格，并通過加入微量合金元素采用控軋控冷技術(shù)（TMCP）來(lái)得到強(qiáng)度高韌性好的組織，從而保證鋼板良好的綜合機(jī)械性能。同時(shí)，Q550GJ鋼與普通Q550鋼相比，增加了屈強(qiáng)比和Z向性能的要求，厚度效應(yīng)對(duì)屈服強(qiáng)度的影響很小。

由于Q550GJ鋼具備以上特性，因此，在焊接過程中，熱影響區(qū)的脆化和強(qiáng)度下降的現(xiàn)象極易出現(xiàn)，并且極易產(chǎn)生焊接冷裂紋。加之工程實(shí)際焊接中對(duì)中厚鋼板使用量的增加，以及實(shí)際焊接接頭復(fù)雜性和拘束度的影響，使得Q550GJ的焊接成為一個(gè)難點(diǎn)問題，迫切需要通過研究試驗(yàn)來(lái)制定適用于Q550GJ鋼的焊接工藝。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供建筑用高性能結(jié)構(gòu)鋼Q550GJ焊接工藝，以實(shí)現(xiàn)高性能結(jié)構(gòu)鋼Q550GJ在建筑上的推廣應(yīng)用。

本發(fā)明針對(duì)板厚8mm以上的建筑用高性能結(jié)構(gòu)鋼Q550GJ制定了CO₂氣體保護(hù)焊的焊接工藝，該焊接工藝包括焊接全過程中材料及參數(shù)的控制，具體如下：

（1）焊接材料：選用實(shí)心焊絲ER69-G或藥芯焊絲E601T1-K2，焊絲直徑1.2mm；

（2）根據(jù)板厚和焊接位置選擇X形坡口、V形坡口或單邊V形坡口，其中，X形坡口，正面60°，反面45°，鈍邊2～3mm，根部間隙0～3mm；V形坡口角度為45°～60°，鈍邊0～3mm，根部間隙3～6mm；單邊V形坡口角度為45^°，鈍邊0～3mm，根部間隙3～6mm；

（3）焊接前預(yù)熱溫度不低于120℃；

（4）采用多層多道焊接，道間溫度不低于所述預(yù)熱溫度。

優(yōu)選地，所述預(yù)熱溫度為120℃，所述道間溫度為120～170℃。

優(yōu)選地，進(jìn)行立焊時(shí)，所述焊接工藝還包括：

（1）打底焊縫：保護(hù)氣體流量20～25L/min，焊接電流160～200A，焊接電壓20～22V，焊接速度20～30cm/min，熱輸入6.4～13.2KJ/cm；

（2）填充焊縫：保護(hù)氣體流量20～25L/min，焊接電流180～220A，焊接電壓22～24V，焊接速度25～35cm/min，熱輸入6.8～12.7KJ/cm；

（3）蓋面焊縫：保護(hù)氣體流量20～25L/min，焊接電流160～200A，焊接電壓20～24V，焊接速度20～30cm/min，熱輸入6.4～14.4KJ/cm。

優(yōu)選地，進(jìn)行橫焊時(shí)，所述焊接工藝還包括：

（1）打底焊縫：保護(hù)氣體流量20～25L/min，焊接電流200～240A，焊接電壓26～30V，焊接速度30～40cm/min，熱輸入7.8～14.4KJ/cm；

（2）填充焊縫：保護(hù)氣體流量20～25L/min，焊接電流240～280A，焊接電壓28～32V，焊接速度35～45cm/min，熱輸入9.0～15.4KJ/cm；

（3）蓋面焊縫：保護(hù)氣體流量20～25L/min，焊接電流200～240A，焊接電壓26～32V，焊接速度30～40cm/min，熱輸入7.8～15.4KJ/cm。