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一、概述

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國家節(jié)能減排宏觀政策的推廣，高強鋼的應(yīng)用越來越多。從應(yīng)用較早的煤礦機械，逐漸向大型鋼結(jié)構(gòu)、動力機車、特種車輛、大型客車、工程機械、管線和海洋工程等領(lǐng)域發(fā)展。我公司專業(yè)生產(chǎn)高強鋼氣體保護(hù)焊絲，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高強鋼氣體保護(hù)焊絲國家發(fā)明專利。公司主導(dǎo)產(chǎn)品為GHS系列高強鋼焊絲，已經(jīng)通過了CE、DB、LR和CWB等認(rèn)證。

 

在埃森焊接與切割展覽會上，我公司展出了新型高強鋼氣體保護(hù)焊絲系列產(chǎn)品，本文將論述部分產(chǎn)品在相應(yīng)領(lǐng)域的應(yīng)用案例，全面介紹產(chǎn)品的性能與應(yīng)用特點。

二、新型高強鋼焊絲的性能特點

1、公司產(chǎn)品通過微合金強化和微合金軔化，改善了組織，提高了強度。依靠微量元素來獲取大量的針狀鐵素體組織，從而保證了低溫沖擊韌性。GHS-60焊絲的-60℃沖擊值可以達(dá)到82J。

2、通過合金元素的合理匹配，為用戶提供了寬松的施工條件。在不同的焊接熱輸入條件下，都可以獲得滿意的力學(xué)性能。

3、通過對關(guān)鍵微量元素的控制，降低了熔滴的表面張力，熔滴得到細(xì)化，從而大幅度降低了飛濺，獲得良好的焊道成形。

 

4、焊絲具有良好的外觀和線性，確保了焊接過程中優(yōu)異的工藝性能。

三、新型高強鋼焊絲的焊接工藝特點

新型高強鋼焊絲的焊接工藝特點包括以下幾個方面：

1、盡量不擺弧焊接。新型高強鋼焊絲應(yīng)用了微量合金元素來促進(jìn)針狀鐵素體的形成和抑制先共析鐵素體的析出，大幅度的擺弧，將改變鐵素體的形態(tài)，并在晶間析出有害的組織。因此，在焊接時盡量不要擺弧，以保證獲得性能良好的焊縫。

2、保護(hù)氣要求。新型高強鋼焊絲盡可能采用富氬的混合氣體進(jìn)行焊接，以保證合金元素的過渡，獲得良好的微觀組織。

3、焊前預(yù)熱和焊后熱處理。對于Q550以上級別的高強鋼板，預(yù)熱和焊后熱處理是必要的，還要控制焊接過程中的道間溫度。必要時，采用多人焊接。

4、焊接工藝。采用多層多道錯位焊，以獲得優(yōu)良的焊接接頭。引弧和收弧應(yīng)錯開50mm以上，避免在應(yīng)力集中處引弧和收弧。

5、焊材選用。對于定位焊和打底焊，采用比母材強度低一級別的焊絲焊接，效果會更好。如Q690鋼的焊接，定位焊和打底焊用GHS-70（GB/T8110，ER69-G），填充和蓋面用GHS-80(GB/T8110，ER76-G)。

6、合理的焊接順序。既要防止發(fā)生較大的焊接變形，又要控制焊接內(nèi)應(yīng)力，依據(jù)工件結(jié)構(gòu)，制定合理的焊接順序。

四、典型應(yīng)用案例

1、煤礦液壓支架的焊接

為了驗證高強鋼焊絲的性能，我公司建有1.8萬㎡的鋼結(jié)構(gòu)車間，月消耗焊絲約100t。這樣使焊絲性能可在第一時間得到反饋，確保焊絲滿足客戶的要求。焊接焊接現(xiàn)場如圖3所示。

典型液壓支架底座Q690焊接工藝如下：

（1）坡口加工、裝配及定位焊接。板材切割面的氧化渣必須清除，坡口制作采用數(shù)控等離子切割或機械加工，在坡頭兩側(cè)50mm范圍內(nèi)應(yīng)嚴(yán)格除去水、油和銹等臟物。

為防止定位焊焊縫開裂，定位焊可采用GHS-70焊絲焊接，并且應(yīng)與正常焊接時一樣進(jìn)行預(yù)熱。由于構(gòu)件較大，預(yù)熱不太方便，點組時可采用局部預(yù)熱的方法，即采用氧乙炔加熱方式，但預(yù)熱時不能影響母材的性能，預(yù)熱時焊縫兩側(cè)不少于80mm，預(yù)熱溫度不小于150℃。

裝配定位焊縫焊腳高為7~8mm，焊縫長度30-50mm，間隔200-300mm。當(dāng)焊縫長度不足700mm時，單側(cè)定位焊縫不得少于兩處，以防止撕裂。定位焊接的電流應(yīng)稍大于正常焊接時的電流。定位焊縫必須保證與母材熔合，不得有夾渣與裂紋。

（2）焊前預(yù)熱。由于支架結(jié)構(gòu)件板材較厚，強度級別較高，為保證受熱均勻，部件裝配、定位焊后，應(yīng)采取整體預(yù)熱方式進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為150-200℃。預(yù)熱后及時進(jìn)行焊接，多層多道焊時層間溫度控制在130-150℃。

（3）焊接參數(shù)。焊接參數(shù)如附表所示，采用80%Ar+20%CO2的混合氣體。

（4）焊后熱處理及打磨。由于支架結(jié)構(gòu)件板厚及焊接殘余應(yīng)力較大，工作環(huán)境惡劣，承受動載荷，而且有應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象并要求尺寸穩(wěn)定、動作可靠，因此應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。熱處理后焊縫表面及工作表面的飛濺物應(yīng)打磨清理。液壓支架的多層多道焊縫如圖4所示。

2、其他應(yīng)用領(lǐng)域

為了減輕車身自重，減少油耗，大型客車的底盤采用了高強度鋼板，因此也相應(yīng)地采用了高強鋼焊絲進(jìn)行焊接，采用混合氣體保護(hù)。要求焊絲具有超低的P、S含量，較高的強度，并且要有優(yōu)異的低溫沖擊韌性。經(jīng)權(quán)威機構(gòu)檢測GHS-80焊絲滿足大型客車高強鋼板焊接的各項技術(shù)要求，目前已經(jīng)被大量使用。

GHS-60，GHS-70焊絲在掘進(jìn)機等工程機械行業(yè)得到大量使用，采用混合氣體，多層多道焊接。

目前，海洋工程和輸油輸氣管線，客戶也要求送樣品，等待進(jìn)一步的分析測試。

五、結(jié)語

新型高強鋼焊絲具有生產(chǎn)效率高、焊接熱輸入小、熱影響區(qū)窄、超低氫的焊縫及最穩(wěn)定的焊接質(zhì)量等諸多優(yōu)點，今后必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。

 

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