对大型焊接h型钢制造工艺与变形控制

《对大型焊接h型钢制造工艺与变形控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com大型焊接H型钢制造工艺与变形控制术张金全(南阳二机石油装备(集团)有限公司)摘要：由低合金高强度结构钢焊接的大型H型钢结构件在陆地、海洋大型机械装备中广泛使用。对于腹板加工坡口后采用全熔透焊接的大型H型钢，在焊接时易产生焊接变形，结合实际工作对焊接变形进行分析，找出解决大型焊接H型钢焊接时变形的控制方法和措施。关键词：焊接H型钢；焊接变形；热应力；埋弧焊大型焊接H(也称“工”字)型钢在我公司主要用1焊接工艺于石油橇装钻机、煤层气钻机和海洋钻机等能源开采装备中，使用的尺寸规格范围广，腹板较大的达1．1材料到2

2、ITI，上、下翼板宽400mm，厚度达40mm，而且H型钢上、下翼板和腹板的材料采用Q345B，打上、下翼板还有等长(如图1)和不等长之分。大型H底焊接材料采用碳钢氩弧焊丝ER50—6，填充及盖型钢多用作受力基础件，因此整个设备的精度以及面用埋弧焊丝H10Mn2、焊剂用SJIO1，实测的强度都取决于H型钢焊接的几何尺寸和焊接质量，Q345B化学成分及机械性能见表1。对H型钢的制造提出了严格的要求。对于使用工况1．2焊接工艺分析复杂、强度要求较高的基础件来说，大型焊接H型Q345B属于低合金高强度结构钢，其焊接裂纹钢的四条纵向角焊焊缝要求全熔透

3、焊接，腹板要进敏感指数碳当量：C=C+Mn／6=O．4％，碳当量较小；裂行开坡口处理。在生产制作过程中，焊接顺序不合纹敏感指数：Po,．=C+Si／30+Mn／200．24％，也较低，理、焊接方法不当，会导致腹板与翼板的接头处出所以其焊接性较好。现角变形和整体挠曲变形，也可能出现焊接H型钢腹板两侧加工K形坡口，坡口钝边尺寸0～1的上、下翼板错边偏差(即等翼板上下不能对齐)等mm，保证全熔透焊接。超出设计标准的情况。因此，焊接变形成为大型H在翼板上划腹板组合位置线，将腹板和翼板按型钢制造过程中需要控制的突出问题。线对正，保证腹板根部与翼板间隙2

4、～3mm(可用2mm厚或宽的钢板条垫入定位)，用角尺靠翼、腹板垂直，每隔1ffl点焊一个定位块。在H型钢两端点焊引弧板和息弧板。以上步骤也可在大型H型钢组立机中进行。腹板、下翼板采用CO气体保护焊打底，然后采用埋弧焊填充及盖面。焊接时将H型钢焊缝转换成船型焊接位2置，四条焊缝对角焊接顺序进行焊接。在利用CO进行打底焊时，从一侧进行一次焊接打底，然后实施埋弧焊填充及盖面。图1焊接H型钢及焊接应力基金项目：河南省重大科技专项项目(111100210500)··-——48---——学兔兔www.xuetutu.com_曩II表1Q345B型钢材料成

5、分及机械性能化学成分(％)I；CSiMnPSCrCuNi!0．150．411．510．0170．018机械性能~JMPatr~MPa(％)弯曲：弯心直径d=4a(a为试样厚度)冲击功h／J38554522l3焊接工艺参数(PQR)，根据PQR制定焊接工艺规程(wPS)，具体根据焊接H型钢参数编制焊接工艺评定任务焊接工艺参数见表2，焊接顺序见图2。§即预焊接工艺规程(pWPS)，得出焊接评定报告表2焊接上艺参数填充金属电流焊速线能量焊层方法电压厂v焊丝／熔剂型号焊丝直径／ram类型与极性强度，A／(mm／min)／(J／min)打底GMAWER

6、50—61．2DC+190-2O028-29220-2301387—15811SAWI4lOMn2，SJ1014．0DC+590-61030～3238O～4002655-30822SAWH1OMn2／SJIO14．0DC+590-61030-32390—4102590-30033SAWH10Mn2／SJ1014．0DC+590—61030-32380-4O02655—308245SAWH10Mn2／SJ1014．0DC+670—69034～363oo一3104409-4968霪SAWH10Mn2／SJ1014．ODC+590-61030-32

7、380-4O02655~3082露6SAWHlOMn2／SJ1014．0DC+670—69034～363oo～3104409-4968GM开坡口全熔透焊接的特点是填充焊缝金属较多，焊底缝的融合比较小，热输入量较大，焊接变形量较大。．4．6．眢一．量im大n,]焊接残余热应力，轴方向残余热应力(or在X在焊接过程中由于热循环和膨胀作用产生了’小一形⋯轴方向分量)、Y轴方向残余热应力cry(在Y轴方图2焊接接头(焊接顺序)轴方向残余热应力O"z的作用沿着焊缝的长度方向，对大型焊接H型钢横截面的焊接扭曲变形有一定2变形分析的影响，实际生产中容易控制

8、，本文不多讨论。而沿焊接H型钢腹板与翼板之间的连接焊缝为全着轴方向的残余热应力和】，轴方向残余热应熔透K形坡口，与不开坡口的T形接头焊缝相比，力对焊接H型钢的横截面