Q345E焊接工藝的優(yōu)化

陳衛(wèi)勝+沈根平

摘 要：同船舶制造和其它重型鋼結(jié)構(gòu)相比，風(fēng)塔工程有其特殊性，冷溫型風(fēng)塔對低溫韌性的要求很高，對焊接熱輸入亦有特殊要求。埋弧焊是大型風(fēng)塔工程焊接的主導(dǎo)工藝， 對熱輸入必須嚴(yán)格控制，體現(xiàn)在控制熱輸入對焊接接頭沖擊韌性的影響，本文介紹了冷溫塔的焊接試驗過程，供同行參考。

關(guān)鍵詞：低合金鋼；埋弧焊；熱輸入；焊接試板

0 引言

風(fēng)塔的焊接要求較高，冷溫塔是大型風(fēng)塔的一種，同時客戶要求加工方應(yīng)取得EN1090資質(zhì)認(rèn)證，并要滿足EN102042.2要求。根據(jù)現(xiàn)有焊接工藝評定報告，對目前用于風(fēng)塔制造的焊材包括焊條、焊絲及焊劑等進(jìn)行全面梳理。根據(jù)ISO15614-1要求，如涉及到焊劑和焊絲等更換，還要增加附加的沖擊試驗，焊接工藝認(rèn)可試驗和編制焊接工藝規(guī)程文件（WPS）應(yīng)達(dá)到ISO15609和ISO15614-1的規(guī)定。

1 試驗過程

1.1 試板焊接

試驗期間對3塊焊接試板進(jìn)行了工藝評定，母材和焊材均為客戶提供。板厚分別為12mm、24mm、36mm，下料尺寸為600mm 200mm，焊接工藝評定見表1。

焊道分布及現(xiàn)場記錄焊接工藝參數(shù)見圖1和圖2及表2所示（以36mm7#試驗板為例）

焊接后外觀檢驗，100%超聲波檢查，合格后取兩根橫向拉伸、4根側(cè)彎試樣、沖擊兩組（焊縫中心WM和熔合線+2mm）、金相一塊，沖擊試驗溫度為-40℃。測試結(jié)果見表3和表4所列。

1.2 焊接工藝認(rèn)可試驗

對表4結(jié)果進(jìn)行分析，5#板沖擊試樣焊縫區(qū)的沖擊平均值為29.7J，勉強合格；7#板沖擊試樣焊縫區(qū)的沖擊平均值為26J，結(jié)果不合格。

由于是首次對新選用焊材做焊接工藝認(rèn)可試驗，盡管焊材供應(yīng)商提供了產(chǎn)品質(zhì)保書，且力學(xué)性能數(shù)據(jù)滿足相關(guān)要求，如焊接工藝認(rèn)可試驗不合格，便沒有實際意義了。對此與焊材廠商聯(lián)系并作現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)，重新焊制試板。嚴(yán)格控制焊接電流、焊接電壓、焊接速度、層間溫度及焊道分布等事項。焊接工藝參數(shù)見表5所示。

焊后試板進(jìn)行外觀檢查，100%超聲波檢查，取沖擊試樣2組進(jìn)行試驗，試驗結(jié)果見表6。

1.3 試驗結(jié)果分析

結(jié)果分析：從以上數(shù)據(jù)看，前后焊接試板的焊縫沖擊韌性值為什么會有如此大的差別呢？對每道埋弧焊的焊接熱輸入量進(jìn)行分析，表2的焊接熱輸入大于3 KJ/mm，而表5的埋弧焊的焊接熱輸入均小于2.5KJ/mm。

埋弧焊是大電流、高效率的焊接方法，它的焊接熱輸入遠(yuǎn)大于焊條電弧焊，從提高生產(chǎn)率方面來看，焊接熱輸入越大，生產(chǎn)率越高。但是在焊接低合金鋼時，過大的焊接熱輸入會使熱影響區(qū)的晶粒更粗大，導(dǎo)致焊接接頭脆化，接頭的冷彎角度達(dá)不到要求，同時沖擊韌性也顯著下降。

冷溫型風(fēng)塔對低溫韌性的要求很高，因此對焊接熱輸入亦有特殊要求。在埋弧焊生產(chǎn)過程中，必須控制過大的焊接熱輸入，嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程文件（WPS）上的焊接工藝參數(shù)執(zhí)行，產(chǎn)品質(zhì)量才能得到保證。

從上述試驗結(jié)果可以看出，控制埋弧焊的熱輸入，最為重要的就是控制焊接電流、電弧電壓及焊接速度，同時還必須嚴(yán)格控制焊道間的層溫。

2 結(jié)束語

大功率風(fēng)塔項目使用厚板、超厚板越來越多，目前采用的單絲埋弧焊方法，受焊工素質(zhì)以及現(xiàn)場質(zhì)量控制等方面的制約，無論是在焊接質(zhì)量還是生產(chǎn)效率方面已不能適應(yīng)后續(xù)生產(chǎn)形勢的發(fā)展。因此，如何進(jìn)一步提高焊接效率，必須研究更高效的埋弧焊工藝，加快雙絲埋弧焊等新工藝在風(fēng)塔制造方面的研究和應(yīng)用是當(dāng)務(wù)之急。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚東偉，姜殿忠，楊文華，康猛.某海灣工程中的厚板焊接技術(shù)[J].電焊機，2013 （12） ：77-82.

[2] 范如源，陳新旭，楊麟.大型構(gòu)件現(xiàn)場裝配焊接技術(shù)[J].電焊機，2013 （09）： 73-76.

摘 要：同船舶制造和其它重型鋼結(jié)構(gòu)相比，風(fēng)塔工程有其特殊性，冷溫型風(fēng)塔對低溫韌性的要求很高，對焊接熱輸入亦有特殊要求。埋弧焊是大型風(fēng)塔工程焊接的主導(dǎo)工藝， 對熱輸入必須嚴(yán)格控制，體現(xiàn)在控制熱輸入對焊接接頭沖擊韌性的影響，本文介紹了冷溫塔的焊接試驗過程，供同行參考。

關(guān)鍵詞：低合金鋼；埋弧焊；熱輸入；焊接試板

0 引言

風(fēng)塔的焊接要求較高，冷溫塔是大型風(fēng)塔的一種，同時客戶要求加工方應(yīng)取得EN1090資質(zhì)認(rèn)證，并要滿足EN102042.2要求。根據(jù)現(xiàn)有焊接工藝評定報告，對目前用于風(fēng)塔制造的焊材包括焊條、焊絲及焊劑等進(jìn)行全面梳理。根據(jù)ISO15614-1要求，如涉及到焊劑和焊絲等更換，還要增加附加的沖擊試驗，焊接工藝認(rèn)可試驗和編制焊接工藝規(guī)程文件（WPS）應(yīng)達(dá)到ISO15609和ISO15614-1的規(guī)定。

1 試驗過程

1.1 試板焊接

試驗期間對3塊焊接試板進(jìn)行了工藝評定，母材和焊材均為客戶提供。板厚分別為12mm、24mm、36mm，下料尺寸為600mm 200mm，焊接工藝評定見表1。

焊道分布及現(xiàn)場記錄焊接工藝參數(shù)見圖1和圖2及表2所示（以36mm7#試驗板為例）

焊接后外觀檢驗，100%超聲波檢查，合格后取兩根橫向拉伸、4根側(cè)彎試樣、沖擊兩組（焊縫中心WM和熔合線+2mm）、金相一塊，沖擊試驗溫度為-40℃。測試結(jié)果見表3和表4所列。

1.2 焊接工藝認(rèn)可試驗

對表4結(jié)果進(jìn)行分析，5#板沖擊試樣焊縫區(qū)的沖擊平均值為29.7J，勉強合格；7#板沖擊試樣焊縫區(qū)的沖擊平均值為26J，結(jié)果不合格。

由于是首次對新選用焊材做焊接工藝認(rèn)可試驗，盡管焊材供應(yīng)商提供了產(chǎn)品質(zhì)保書，且力學(xué)性能數(shù)據(jù)滿足相關(guān)要求，如焊接工藝認(rèn)可試驗不合格，便沒有實際意義了。對此與焊材廠商聯(lián)系并作現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)，重新焊制試板。嚴(yán)格控制焊接電流、焊接電壓、焊接速度、層間溫度及焊道分布等事項。焊接工藝參數(shù)見表5所示。

焊后試板進(jìn)行外觀檢查，100%超聲波檢查，取沖擊試樣2組進(jìn)行試驗，試驗結(jié)果見表6。

1.3 試驗結(jié)果分析

結(jié)果分析：從以上數(shù)據(jù)看，前后焊接試板的焊縫沖擊韌性值為什么會有如此大的差別呢？對每道埋弧焊的焊接熱輸入量進(jìn)行分析，表2的焊接熱輸入大于3 KJ/mm，而表5的埋弧焊的焊接熱輸入均小于2.5KJ/mm。

埋弧焊是大電流、高效率的焊接方法，它的焊接熱輸入遠(yuǎn)大于焊條電弧焊，從提高生產(chǎn)率方面來看，焊接熱輸入越大，生產(chǎn)率越高。但是在焊接低合金鋼時，過大的焊接熱輸入會使熱影響區(qū)的晶粒更粗大，導(dǎo)致焊接接頭脆化，接頭的冷彎角度達(dá)不到要求，同時沖擊韌性也顯著下降。

冷溫型風(fēng)塔對低溫韌性的要求很高，因此對焊接熱輸入亦有特殊要求。在埋弧焊生產(chǎn)過程中，必須控制過大的焊接熱輸入，嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程文件（WPS）上的焊接工藝參數(shù)執(zhí)行，產(chǎn)品質(zhì)量才能得到保證。

從上述試驗結(jié)果可以看出，控制埋弧焊的熱輸入，最為重要的就是控制焊接電流、電弧電壓及焊接速度，同時還必須嚴(yán)格控制焊道間的層溫。

2 結(jié)束語

大功率風(fēng)塔項目使用厚板、超厚板越來越多，目前采用的單絲埋弧焊方法，受焊工素質(zhì)以及現(xiàn)場質(zhì)量控制等方面的制約，無論是在焊接質(zhì)量還是生產(chǎn)效率方面已不能適應(yīng)后續(xù)生產(chǎn)形勢的發(fā)展。因此，如何進(jìn)一步提高焊接效率，必須研究更高效的埋弧焊工藝，加快雙絲埋弧焊等新工藝在風(fēng)塔制造方面的研究和應(yīng)用是當(dāng)務(wù)之急。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚東偉，姜殿忠，楊文華，康猛.某海灣工程中的厚板焊接技術(shù)[J].電焊機，2013 （12） ：77-82.

[2] 范如源，陳新旭，楊麟.大型構(gòu)件現(xiàn)場裝配焊接技術(shù)[J].電焊機，2013 （09）： 73-76.

摘 要：同船舶制造和其它重型鋼結(jié)構(gòu)相比，風(fēng)塔工程有其特殊性，冷溫型風(fēng)塔對低溫韌性的要求很高，對焊接熱輸入亦有特殊要求。埋弧焊是大型風(fēng)塔工程焊接的主導(dǎo)工藝， 對熱輸入必須嚴(yán)格控制，體現(xiàn)在控制熱輸入對焊接接頭沖擊韌性的影響，本文介紹了冷溫塔的焊接試驗過程，供同行參考。

關(guān)鍵詞：低合金鋼；埋弧焊；熱輸入；焊接試板

0 引言

風(fēng)塔的焊接要求較高，冷溫塔是大型風(fēng)塔的一種，同時客戶要求加工方應(yīng)取得EN1090資質(zhì)認(rèn)證，并要滿足EN102042.2要求。根據(jù)現(xiàn)有焊接工藝評定報告，對目前用于風(fēng)塔制造的焊材包括焊條、焊絲及焊劑等進(jìn)行全面梳理。根據(jù)ISO15614-1要求，如涉及到焊劑和焊絲等更換，還要增加附加的沖擊試驗，焊接工藝認(rèn)可試驗和編制焊接工藝規(guī)程文件（WPS）應(yīng)達(dá)到ISO15609和ISO15614-1的規(guī)定。

1 試驗過程

1.1 試板焊接

試驗期間對3塊焊接試板進(jìn)行了工藝評定，母材和焊材均為客戶提供。板厚分別為12mm、24mm、36mm，下料尺寸為600mm 200mm，焊接工藝評定見表1。

焊道分布及現(xiàn)場記錄焊接工藝參數(shù)見圖1和圖2及表2所示（以36mm7#試驗板為例）

焊接后外觀檢驗，100%超聲波檢查，合格后取兩根橫向拉伸、4根側(cè)彎試樣、沖擊兩組（焊縫中心WM和熔合線+2mm）、金相一塊，沖擊試驗溫度為-40℃。測試結(jié)果見表3和表4所列。

1.2 焊接工藝認(rèn)可試驗

對表4結(jié)果進(jìn)行分析，5#板沖擊試樣焊縫區(qū)的沖擊平均值為29.7J，勉強合格；7#板沖擊試樣焊縫區(qū)的沖擊平均值為26J，結(jié)果不合格。

由于是首次對新選用焊材做焊接工藝認(rèn)可試驗，盡管焊材供應(yīng)商提供了產(chǎn)品質(zhì)保書，且力學(xué)性能數(shù)據(jù)滿足相關(guān)要求，如焊接工藝認(rèn)可試驗不合格，便沒有實際意義了。對此與焊材廠商聯(lián)系并作現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)，重新焊制試板。嚴(yán)格控制焊接電流、焊接電壓、焊接速度、層間溫度及焊道分布等事項。焊接工藝參數(shù)見表5所示。

焊后試板進(jìn)行外觀檢查，100%超聲波檢查，取沖擊試樣2組進(jìn)行試驗，試驗結(jié)果見表6。

1.3 試驗結(jié)果分析

結(jié)果分析：從以上數(shù)據(jù)看，前后焊接試板的焊縫沖擊韌性值為什么會有如此大的差別呢？對每道埋弧焊的焊接熱輸入量進(jìn)行分析，表2的焊接熱輸入大于3 KJ/mm，而表5的埋弧焊的焊接熱輸入均小于2.5KJ/mm。

埋弧焊是大電流、高效率的焊接方法，它的焊接熱輸入遠(yuǎn)大于焊條電弧焊，從提高生產(chǎn)率方面來看，焊接熱輸入越大，生產(chǎn)率越高。但是在焊接低合金鋼時，過大的焊接熱輸入會使熱影響區(qū)的晶粒更粗大，導(dǎo)致焊接接頭脆化，接頭的冷彎角度達(dá)不到要求，同時沖擊韌性也顯著下降。

冷溫型風(fēng)塔對低溫韌性的要求很高，因此對焊接熱輸入亦有特殊要求。在埋弧焊生產(chǎn)過程中，必須控制過大的焊接熱輸入，嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程文件（WPS）上的焊接工藝參數(shù)執(zhí)行，產(chǎn)品質(zhì)量才能得到保證。

從上述試驗結(jié)果可以看出，控制埋弧焊的熱輸入，最為重要的就是控制焊接電流、電弧電壓及焊接速度，同時還必須嚴(yán)格控制焊道間的層溫。

2 結(jié)束語

大功率風(fēng)塔項目使用厚板、超厚板越來越多，目前采用的單絲埋弧焊方法，受焊工素質(zhì)以及現(xiàn)場質(zhì)量控制等方面的制約，無論是在焊接質(zhì)量還是生產(chǎn)效率方面已不能適應(yīng)后續(xù)生產(chǎn)形勢的發(fā)展。因此，如何進(jìn)一步提高焊接效率，必須研究更高效的埋弧焊工藝，加快雙絲埋弧焊等新工藝在風(fēng)塔制造方面的研究和應(yīng)用是當(dāng)務(wù)之急。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚東偉，姜殿忠，楊文華，康猛.某海灣工程中的厚板焊接技術(shù)[J].電焊機，2013 （12） ：77-82.

[2] 范如源，陳新旭，楊麟.大型構(gòu)件現(xiàn)場裝配焊接技術(shù)[J].電焊機，2013 （09）： 73-76.