弧气刨或机械的办法去除焊缝根部区域,再从新把去除的区域焊上的工艺方法
一般在不能保证焊缝根部的熔透的时候就要考虑清跟,
清根就是把焊接接头的根部气刨,然后打磨处理,留根其实就是开破口的时候根部留出钝边
清根是焊后反面刨的一种说法;留根是焊前的坡口准备。
清根就是焊完正面后在焊反面之前对背面焊道进行气刨处理,然后经打磨后才能焊背面。清根也俗称背扣。留根就是焊前开破口时的钝边
一般在熔透焊的情况下才进行清根,清根的作用是把背面焊缝里的飞溅,夹杂等缺陷除掉,然后才对背面进行施焊,如果不清根,焊完正面后就直接焊反面的话焊缝中间就容易形成各种缺陷。
清根就是清除掉根部焊缝,有两种理解,一种是熔透焊,清根就是要把焊缝中不属于焊缝金属的那一部分通过碳刨或者打磨消除掉,再通过电焊达到熔透,还一种是船体合拢时,装配为了保证结构的和顺,把原来焊好的焊缝割掉,在焊这一段焊缝前要把老焊缝清理干净,留根这种说法比较含糊,不太专业,要么就是钝边,要么就是清根的
一、材料介绍
1.Q345化学成分如下表(%):
元素C≤MnSi≤P≤S≤Al≥VNbTi
含量0.21.0-1.60.550.0350.0350.0150.02-0.150.015-0.060.02-0.2
Q345C力学性能如下表(%):
机械性能指标伸长率(%)试验温度0℃抗拉强度MPa屈服点MPa≥数值δ5≥22J≥34σb(470-650)σs(324-259)
其中壁厚介于16-35mm时,σs≥325Mpa;壁厚介于35-50mm时,σs≥295Mpa2.Q345钢的焊接特点2.1碳当量(Ceq)的计算
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
计算Ceq=0.49%,大于0.45%,可见Q345钢焊接性能不是很好,需要在焊接时制定严格的工艺措施。2.2Q345钢在焊接时易出现的问题2.2.1热影响区的淬硬倾向
Q345钢在焊接冷却过程中,热影响区容易形成淬火组织-马氏体,使近缝区的硬度提高,塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。2.2.2冷裂纹敏感性
Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。二、焊接施工流程
坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根(碳弧气刨)→外口施焊→里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验(焊缝质量一级合格)
三、焊接工艺参数的选择
通过对Q345钢的焊接性分析,制定措施如下:1.焊接材料的选用
由于Q345钢的冷裂纹倾向较大,应选用低氢型的焊接材料,同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则,选用E5015(J507)型电焊条。化学成分见下表(%):元素CMnSiSPCrMoVTi
含量0.0711.110.530.0090.0160.020.010.010.01力学性能见下表:机械性
能指标σb(Mpa)σs(Mpa)δ5(%)Ψ
(%)AkvJ-30℃
数值4405403179164114762.坡口形式:(根据图纸和设备供货)3.焊接方法:采用手工电弧焊(D)。
4.焊接电流:为了避免焊缝组织粗大,造成冲击韧性下降,必须采用小规范焊接。具体措施为:选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺(焊接顺序如图一所示)。焊道的宽度不大于焊条的3倍,焊层厚度不大于5mm。第一层至第三层采用Ф3.2电焊条,焊接电流100-130A;第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条,焊接电流120-180A。
5.预热温度:由于Q345钢的Ceq>0.45%,在焊接前应进行预热,预热温度T0=100-150℃,层间温度Ti≤400℃。
6.焊后热处理参数:为了降低焊接残余应力,减小焊缝中的氢含量,改善焊缝的金属组织和性能,在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为:600-640℃,恒温时间为2小时(板厚40mm时),升降温速度为125℃/h。
四、现场焊接顺序:1.焊前预热
在翼缘板焊接前,首先对翼缘板进行预热,恒温30分钟后开始焊接。焊接的预热、层间温度、热处理由热处理控温柜自动控制,采用远红外履带式加热炉片,微电脑自动设定曲线和记录曲线,热电偶测量温度。预热时热电偶的测点距离坡口边缘15mm-20mm。2.焊接
2.1为了防止焊接变形,每个柱接头采用二人对称施焊,焊接方向由中间向两边施焊。在焊接里口时(里口为靠近腹板的坡口),第一层至第三层必须使用小规范操作,因为它的焊接是影响焊接变形的主要原因。在焊接一至三层结束后,背面进行清根。在使用碳弧气刨清根结束后,必须对焊缝进行机械打磨,清理焊缝表面渗碳,露出金属光泽,防止表层碳化严重造成裂纹。外口焊接应一次焊完,最后再焊接里口的剩余部分。2.2当焊接第二层时,焊接方向应与第一层方向相反,以此类推。每层焊接接头应错开15-20mm。
2.3两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致。
2.4在焊接中应从引弧板开始施焊,收弧板上结束。焊接完成后割掉并打磨干净。
3.焊后热处理:焊口焊接完成后应在12小时内进行热处理。如不能及时进行热处理应采取保温、缓冷措施。在进行热处理时,应采用两根热电偶测温,热电偶点焊在焊口的里外侧。Q345钢的焊接温度曲线如下图4.焊接检验
根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求,焊口采用超声波探伤法进行检验,检验比例为100%。五、现场技术管理
1.编制详细的焊接施工作业指导书。2.全过程控制焊接工艺是确保质量的核心。
每个柱接头的焊接时,应有专人监控焊接工艺,如焊工
不按作业指导书施工应立即终止焊接。在焊接过
程中,热处理人员应全程监控层间温度,如超标应立即通知焊工暂停。3.提高施工人员质量意识是贯彻焊接工艺的关键
在施工前,进行全员交底,并且开取施工工艺卡。交底中详细讲解焊接工艺特点及严格控制现场焊接工艺的必要性和控制要点。六、结论
按此焊接工艺措施施工,在现场共焊焊口102道,经无损检验一次合格率
达到100%。经过实际施工的验证,此焊接工艺措施不仅能在现场指导对Q345钢的焊接,而且能够保证焊接质量。
清根定义:对于质量要求较高的双面焊接成型的全熔透焊缝(焊后要
求进行无损探伤如UT和RT探伤合格的情况),在施焊完一面对反面施焊之前,使用适当的工具从反面对完成的焊缝根部清理的过程,称为“清根”。目的:1、清除第一面焊缝根部的缺陷(如气孔、凹坑、杂质等),2、是打出合适的焊接坡口(原坡口已经被反面焊缝破坏)从而保证焊缝的UT,RT探伤合格,使焊缝的质量达使用要求。
方式:一般焊缝可以用碳
弧气刨、风动铲子、电动砂轮。特殊焊缝如核电设备不允许使用碳弧气刨因为它会对焊缝造成渗碳,从而产生不可预知影响。
一般工序:坡
口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根)→外口施焊→里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验(焊缝质量一级合格)
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