[發(fā)明專利]建筑用高性能結(jié)構(gòu)鋼Q690GJ的焊條電弧焊焊接工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410155435.3
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103920968A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段斌;侯兆新;馬德志;龔超;符定梅;劉菲;李業(yè)績;朱愛希
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶建筑研究總院有限公司;中國京冶工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: B23K9/02
• 分類號: B23K9/02;B23K9/23;B23K9/235
• 代理公司: 北京中創(chuàng)陽光知識產(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Q690GJ的焊條電弧焊焊接工藝。

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。我國每年建筑用結(jié)構(gòu)鋼超過3000萬噸，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300萬噸，采用高性能結(jié)構(gòu)鋼后，用鋼量可減少15%，每噸鋼結(jié)構(gòu)造價按10000元計算，則可節(jié)省投資成本近50億元。

目前我國鋼結(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。近年來，隨著國家的發(fā)展，高層建筑、超高層建筑、大跨度體育場館、機(jī)場、會展中心以及鋼結(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應(yīng)用需求越來越大。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，對碳當(dāng)量、屈強(qiáng)比指標(biāo)有要求。我國鋼結(jié)構(gòu)對強(qiáng)度超過420MPa的高強(qiáng)鋼沒有配套的設(shè)計規(guī)范。若在工程中應(yīng)用，則要針對具體工程進(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Q690GJ，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，Q690GJ鋼與普通Q690鋼相比，增加了屈強(qiáng)比和Z向性能的要求，厚度效應(yīng)對屈服強(qiáng)度的影響很小。

由于Q690GJ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。加之工程實際焊接中對中厚鋼板使用量的增加，以及實際焊接接頭復(fù)雜性和拘束度的影響，使得Q690GJ的焊接成為一個難點(diǎn)問題，目前Q690GJ鋼各種方法的焊接工藝尚為空白，迫切需要通過研究試驗來制定適用于Q690GJ鋼的焊接工藝。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供建筑用高性能結(jié)構(gòu)鋼Q690GJ焊接工藝，以實現(xiàn)高性能結(jié)構(gòu)鋼Q690GJ在建筑上的推廣應(yīng)用。

本發(fā)明針對建筑用高性能結(jié)構(gòu)鋼Q690GJ制定了焊條電弧焊的焊接工藝，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E8015-G焊條，焊條直徑3.2mm、4.0mm；

（2）焊條使用前嚴(yán)格烘焙，烘焙溫度350～400℃，烘干1.5h～2h；

（3）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；X形坡口，正面50°，反面45°，鈍邊0～2mm，根部間隙0～3mm；V形坡口角度為45°～55°，鈍邊0～2mm，根部間隙3～6mm；單邊V形坡口角度為35°，鈍邊0～2mm，根部間隙3～6mm；

（4）焊接前預(yù)熱溫度不低于120℃；

（5）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，所述道間溫度為120～170℃。

優(yōu)選地，進(jìn)行立焊時，所述焊接工藝還包括：

（1）打底焊縫：焊接電流110～130A，焊接電壓16～20V，焊接速度8～18cm/min，熱輸入5.87～19.5KJ/cm；

（2）填充焊縫：焊接電流130～150A，焊接電壓18～22V，焊接速度10～16cm/min，熱輸入8.78～19.8KJ/cm；

（3）蓋面焊縫：焊接電流110～130A，焊接電壓16～20V，焊接速度8～18cm/min，熱輸入5.87～19.5KJ/cm。

優(yōu)選地，進(jìn)行橫焊時，所述焊接工藝還包括：

（1）打底焊縫：焊接電流130～150A，焊接電壓16～20V，焊接速度10～15cm/min，熱輸入8.3～18.0KJ/cm；

（2）填充焊縫：焊接電流150～180A，焊接電壓22～24V，焊接速度15～25cm/min，熱輸入7.9～17.3KJ/cm；

（3）蓋面焊縫：焊接電流150～180A，焊接電壓22～24V，焊接速度15～25cm/min，熱輸入7.9～17.3KJ/cm。