焊接工藝學-內部培訓資料(已改無錯字)

　　

【正文】 代號 焊接方法 代號 焊接方法 1 電弧焊 12 埋弧焊 11 無氣體保護電弧焊 135 MIG 焊（包括 CO2 氣體保護焊） 111 手弧焊 72 電渣焊 114 藥芯焊絲電弧焊 78 栓釘焊（又叫螺柱焊） ① 摘自 GB/T518585金屬焊接及釬焊方法在圖樣上的表示代號 表 159焊縫符號標注示例 標注例子 含義 標注例子 含義 兩面對稱的焊角尺寸 K=5mm 的角焊縫，在工地上用焊條電弧焊施焊 帶鈍邊 V 形焊縫，先用 CO2 氣保焊打底，后用埋弧焊蓋面 *內部資料 請勿翻印 * 13 編制： 2 焊接設計 材料選用 母材材料選用 鋼結構對材料的要求 [5] 鋼結構所用的鋼必須符合下列要求： 1） 較高的抗拉強度 fu 和屈服點 fy fy是衡量結構承載能力的指標， fy高則可減輕結構自 重、節約鋼材和降低造價。 fu是衡量鋼材經過較大變形后的抗拉能力，它直接反映鋼材內部組織的優劣，同時 fu 高可以增加結構的安全保障。 2） 較高的塑性和韌性 塑性和韌性好，結構在靜載和動載作用下有足夠的應變能力，既可減輕結構脆性破壞的傾向，又能通過較大的塑性變形調整局部應力，同時又具有較好的抵抗交變荷載作用的能力。 3） 良好的工藝性能 良好的工藝性能不但能保證通過冷加工、熱加工和焊接加工成各種形式結構，而且不致因加工而對結構的強度、塑性、韌性等造成較大的不良影響。 此外，根據結構的具體 工作條件，有時還要求鋼材具有適應低溫、高溫和腐蝕性環境能力。 按以上要求，鋼結構設計規范具體規定：承重結構的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服點和碳、硫、磷含量的合格保證；焊接結構尚應具有冷彎試驗的合格保證；對某些承受動力荷載的結構以及重要的受拉或受彎的焊接結構尚應具有常溫或負溫沖擊韌性的合格保證。 鋼結構用鋼的分類 [5] 在鋼結構中采用的鋼材主要有兩種：碳素結構鋼（或稱普通碳素鋼）和低合金結構鋼。 1） 碳素結構鋼 根據國家標準《碳素結構鋼》（ GB70088）的規定，將碳素結構 鋼分為 Q19 Q21Q23 Q255 和 Q275 等五種牌號，鋼的牌號有屈服強度字母（ Q）、屈服強度值、質量等級符號（ A、 B、 C和 D）、脫氧方法符號等四部分順序組成。常見用鋼具體參數見表 211。 2） 低合金鋼 *內部資料 請勿翻印 * 14 編制： 根據《低合金高強度結構鋼》（ GB159194）的規定，低合金高強度結構鋼分為 Q29Q34 Q390、 Q420 和 Q460 等五種，其中 Q34 Q390 為鋼結構常用鋼種， Q420 已在九江長江大橋中成功使用。具體參數見表 211。 鋼結構用鋼選用原則 [5] [6] 鋼材的選 用在鋼結構設計中是重要的一環，選擇的目的是既要保證結構的安全，又要做到可靠和經濟合理。選擇鋼材時應考慮以下幾點。 1） 結構的重要性 對重型工業建筑鋼結構、大跨度鋼結構、壓力容器、高層或超高層民用建筑或構筑物等重要結構，應考慮選用質量好的鋼材；其他按工作性質分別選用普通質量的鋼材；另外，安全等級不同，要求的鋼材質量也應不同。 2） 載荷情況 一般承受靜載荷的結構，應主要以滿足強度要求來選取。直接承受交變載荷的結構，若屬于低周疲勞，在保證一定強度要求下，著重考慮材料的塑性和韌性；若屬于高周疲勞，這時強度隊 疲勞抗力起著主導作用，應選擇強度高的材料。承受沖擊載荷的結構，所選材料應具有足夠的延性和韌性。按剛度條件設計的結構，其工作應力一般比較小，但其壁厚較厚，此時選材不應是高強度的，而應是塑性和韌性好的一般強度的材料。在厚度方向受到拉伸載荷，應選擇層狀夾雜少，厚度方向塑性好的材料，以防止產生層狀撕裂。 3） 連接方法 焊接結構對材質的要求應嚴格一些。例如，在化學成分方面必須嚴格控制碳、硫、磷的含量；非焊接結構對碳當量可放寬要求。 4） 結構所處的溫度和環境 在低溫條件下工作的結構，尤其是焊接結構，應選 用具有良好抗低溫脆斷性能的鎮靜鋼。露天結構易產生時效，有害介質作用的鋼材易腐蝕、疲勞和斷裂，應區別地選擇不同的材質，宜采用耐候鋼，其質量要求應符合現行國家標準 GB/T4172《焊接結構有耐候鋼》的規定。 5） 鋼材厚度 厚鋼材輥軋次數少 ，軋制壓縮比相對薄板小。所以厚度大的鋼材不僅強度較小，而且塑性、沖擊韌性和焊接性能也較差。因此，厚度大的焊接結構應采用材質好的鋼材。推薦采用 Z向鋼，其材質應符合現行國家標準 GB/T5313《厚度方向性能鋼材》的規定。 6）對于需要演算疲勞的焊接結構的鋼材，應具用常溫 沖擊韌性的合格保證。當結構工作溫度不高于 0℃但高于 20℃時， Q235 鋼和 Q345 鋼應具用 0℃沖擊韌性的合格保證；對 Q390 鋼和 Q420 鋼應具有 20℃沖擊韌性的合格保證。當結構工作溫度不高于 20℃時，Q235 鋼和 Q345 鋼應具用 20℃沖擊韌性的合格保證；對 Q390 鋼和 Q420 鋼應具有 40℃沖擊韌性的合格保證。 吊車起重量不小于 50t 的中級工作制吊車梁，對鋼材沖擊韌性的要求應與需要演算疲勞的構件相同。 *內部資料 請勿翻印 * 15 編制： 表 211 常見結構鋼力學性能及匹配焊接材料 鋼 材 手工電弧 焊焊條 CO2⑤ 氣體保護焊實心焊絲 埋弧焊焊接材料 牌號 等級 抗拉強度 ①Re/Mpa 屈服強度 沖擊吸收功 ① 型號示例 型號示例 焊劑型號 焊絲牌號 δ≤16mm δ 50～100mm T/℃ AKV/J Q235 A 375～ 460 235 205② — — E4303③ ER491③ F4A0H08A B 20 27 E430E432E431E4316 C 0 27 ER506 D 20 27 F4A2H08A Q295 A 390～ 570 295 235 — — E4303③ ER491③ER496 F5004H08A⑥ 、F5004H08MnA⑦ B 20 34 E432E431E4316 ER50ER506 F5014H08A⑥ 、F5014H08MnA⑦ Q345 A 470～ 630 345 275 — — E5003③ ER491③ F5004H08A⑥ 、F5004H08MnA⑦F5004H10Mn2⑦ B 20 34 E5003③ 、E501E501E5018 ER503 F5014H08A⑥ 、F5014H08MnA⑦ 、F5014H10Mn2⑦ 、F5011H08A⑥ 、F5011H08MnA⑦ 、F5011H10Mn2⑦ C 0 34 E501E501E5018 ER502 F5024H08A⑥ 、F5024H08MnA⑦ 、F5024H10Mn2⑦ 、F5021H08A⑥ 、F5021H08MnA⑦ 、F5021H10Mn2⑦ D 20 34 F5034H08A⑥、F5034H08MnA⑦、F5034H10Mn2⑦、F5031H08A⑥、F5031H08MnA⑦、F5031H10Mn2⑦ *內部資料 請勿翻印 * 16 編制： 表 211續 鋼材 手工電弧 焊焊條 CO2⑤ 氣體保護焊實心焊絲 埋弧焊焊接材料 牌號 等級 抗拉強度 ①Re/Mpa 屈服強度 沖擊吸收功 ① 型號示例 型號示例 焊劑型號 焊絲牌號 δ≤16mm δ 50～100mm T/℃ AKV/J Q390 A 490～ 650 390 330 — — E501E501E5515DE5515G、E5516DE5516G ER503 F5011H08MnA⑥ 、F5011H10Mn2⑦ 、F5011H08MnMoA⑦ B 20 34 C 0 34 F5021H08MnA⑥ 、F5021H10Mn2⑦ 、F5021H08MnMoA⑦ D 20 34 ER502 F5031H08MnA⑥ 、F5031H10Mn2⑦ 、F5031H08MnMoA⑦ E 40 27 ④ ④ F5041④ Q420 A 520～ 680 420 360 — — E5515DE5515G、E5516DE5516G ER55D2 F6011H10Mn2⑥ 、F6011H08MnMoA⑦ B 20 34 C 0 34 F6021H10Mn2⑦ 、F6021H08MnMoA⑦ D 20 34 F6031H10Mn2⑦ 、F6031H08MnMoA⑦ E 40 27 ④ ④ F6041④ ① 表中鋼材力學性能的單值均為最小值。 ② 板厚 δ 60～ 100mm 時的 Re值。 ③ 用于一般結構，其他用于重大結構。 ④ 由供需雙方協議。 ⑤ 含 ArCO2混合氣體保護焊。 ⑥ 薄板 I 形坡口對接。 ⑦ 中、厚板坡口對接。 *內部資料 請勿翻印 * 17 編制： 7）下列情況的承重結構和構件不應采用 Q235 沸騰鋼： ①焊接結構。 a． 直接承受動力載荷或振動載荷且需要演算疲勞的結構。 b． 工作溫度低于 20℃時的直接承受動力載荷或振動載荷但不需要演算疲勞的結構以及承受靜力載荷的受彎及受拉德重要承重結構。 c． 工作溫度等于或低于 30℃的所有承重結構。 ② 非焊接結構。 工作溫度等于或低于 20℃時的直接承受動力載荷且需 要演算疲勞的結構。 8）承重結構采用的鋼材應具有抗拉強度、伸長 率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結構尚應具有碳含量的合格保證。對焊接結構還應具有碳含量的合格證。 焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構采用的鋼材還應具有冷彎試驗的合格保證。 [3] [7] [8] [9] [10] [11] 焊接不同類別鋼材時，焊接材料的匹配應符合設計要求。常見結構鋼材采用焊條電弧焊、 CO2氣體保護焊和埋弧焊進行焊接，焊接材料可按表 211中的規定。 焊接方法的選用 [12] 選擇焊接方法時必須符合以下要求：能保證焊接產品的質量優良可靠；生產率 高，生產費用低，工作條件好，能獲得較好的經濟效益。 影響這兩方面的因素很多，概括如下： ㈠ 產品特點 ⑴ 產品結構類型 本單位焊接的產品按結構特點大致可分為以下三大類。 1） 結構類 如橋梁鋼結構、起重機械等的鋼結構； 2） 機械零件類 如機械產品的零部件等； 3） 半成品類 如工字梁、管子等。 這些不同結構的產品由于焊縫的長短、形狀、焊接位置等個不相同，因而適用的焊接方法也會不同。 結構類產品中規則的的長焊縫和環縫宜采用埋弧焊；手弧焊用于打底焊和短焊縫焊接，機械類產品接頭一般較短，根據其準確度要求，選用氣體保護焊（一 般厚度）、電渣焊（重型構件易于立焊的）；半成品類的產品的焊接接頭往往是規則的，宜采用適于機械化的焊接方法，如埋弧焊和氣體保護焊。 *內部資料 請勿翻印 * 18 編制： 表 212焊接方法影響因素 焊接方法 適用材