[發明專利]Q390B厚板箱型構件焊接質量控制方法

在審

• 申請號: 202011249537.3
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112404785A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 袁霄;陽杰文
• 申請（專利權）人: 上海寶冶集團有限公司
• 主分類號: B23K31/12
• 分類號: B23K31/12;B23K37/00
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 沈國良

本發明公開了一種Q390B厚板箱型構件焊接質量控制方法，本方法首先制定焊接工藝試驗評定方案，擬定相應的焊接工藝評定指導書；焊接工藝試驗包括現場各種焊接位置并進行模擬焊接試驗，按規范、規程進行檢查及評定，焊接后進行力學性能試驗以達到合格為準；針對T形、角接焊接接頭選擇鋼材的厚度方向性能級別，并設定焊接坡口角度和間隙；箱型構件主焊縫焊接方向一致并連續施焊，箱型構件襯板采用熔嘴電渣焊；焊接作業環境溫度低于0℃時，箱型構件焊接區厚板母材進行加熱處理，焊后熱處理并緩冷。本方法適用于載荷大、沖擊性能要求高的重型鋼結構設備的建造，提高Q390B厚板箱型構件的焊接質量，確保箱型構件的性能。

技術領域

本發明涉及鋼結構制造技術領域，尤其涉及一種Q390B厚板箱型構件焊接質量控制方法。

背景技術

隨著鋼結構產業的快速發展，越來越多的高強度超厚板被用于大跨度、超高層、造型奇特的建筑工程和載荷大、沖擊性能要求高的重型鋼結構設備中，為了滿足這些結構的設計和使用要求，無疑對其結構的焊接技術和焊接質量提出更高的要求。如某煉鋼廠雙高跨框架廠房柱的厚板箱型構件，其最大板厚度在80～120mm，主材材質為Q390B鋼，因Q390B鋼是正火狀態交貨，再加上其強度高、板件厚，焊接時容易產生熱影響區的脆化和各種裂紋，因此需對焊接方法及焊材選擇及焊接工藝進行研究，以保證高強度超厚板的焊接質量。

對于采用Q390B鋼的厚板箱型構件而言，主要存在以下問題：

1、Q390B高性能鋼首次在煉鋼廠結構廠房上應用，由于煉鋼廠結構廠房常年受到沖擊并且載荷又大，故當前對應的厚板焊接工藝空白，需對Q390B材質、焊接材料、焊接方法進行工藝試驗、評定，并根據評定報告確定焊接工藝。

2、T形、角接焊接接頭焊接，當鋼板較厚、節點形式復雜，拘束度大，焊縫集中時，由于焊接收縮應力較大，使板材沿厚度方向受拉，往往在近縫區或近板厚中心區沿軋制帶狀組織晶類間出現臺階狀層狀撕裂。產生原因有：厚板本身材質有淬硬傾向，在Z向延性性能差，難以抵抗沿厚板方向出現的拉應力，如果厚板本身材質中存在片狀硫化夾渣物，易產生層狀撕裂。其次是接頭節點結構較復雜，焊縫厚度厚，拘束度大，其冷卻收縮變形亦大，常易沿板厚度方向產生較大拉應力，從而使板端成層狀撕裂。此外，與焊條含氫量、焊接方法、焊接順序、焊接工藝參數以及根據被焊工件材質要求預熱、層間溫度、后熱處理都有一定關系，接頭焊接出現層狀撕裂，會大幅度降低承載能力，甚至造成接頭破壞。

3、箱形構件焊接后出現扭曲變形和熔嘴電渣焊襯板熔池鐵水泄漏。產生原因主要是箱形柱四條焊縫預熱不均勻，造成扭曲變形。或箱形柱襯板熔嘴電渣焊工藝不當，且未對稱焊，引起側彎和扭曲變形。由于存在變形，導致校正困難，影響箱形構件的安裝質量和受力性能。

4、環境溫度對焊接質量的影響，若環境溫度較低易使鋼材產生脆化，也使焊接過程中母材熱影響區冷卻速度加快，易產生淬硬組織，對于碳當量較高的低合金高強度鋼的焊接非常不利，特別是在厚板接頭拘束度大的情況下，對焊接質量影響更大，即使低碳鋼也存在產生冷裂紋的可能性，降低焊接連接強度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種Q390B厚板箱型構件焊接質量控制方法，本方法克服傳統Q390B厚板箱型構件的焊接作業難度，適用于載荷大、沖擊性能要求高的重型鋼結構設備的建造，提高Q390B厚板箱型構件的焊接質量，確保箱型構件的性能。

為解決上述技術問題，本發明Q390B厚板箱型構件焊接質量控制方法包括如下步驟：

步驟一、按箱型構件設計節點形式、鋼材類型、規格及產地、采用的焊接方法、焊接位置、焊后處理制定焊接工藝試驗評定方案，擬定相應的焊接工藝評定指導書；

步驟二、焊接工藝試驗包括現場作業的各種焊接位置，若焊接位置存在妨礙焊接操作時，進行模擬障礙的焊接試驗，試件焊縫外觀及內部質量無損檢測按厚板焊接規范、規程進行檢查及評定，試件焊接后進行力學性能試驗，以達到合格為準；