一、概述
隨著科學技術的進步和國家節能減排宏觀政策的推廣,高強鋼的應用越來越多。從應用較早的煤礦機械,逐漸向大型鋼結構、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域發展。
我公司專業生產高強鋼氣體保護焊絲,擁有自主知識產權的高強鋼氣體保護焊絲國家發明專利。公司主導產品為GHS-50、GHS-60、GHS-70、GHS-80、GHS-90已經通過了CE、DB、LR等認證。
二、新型高強鋼焊絲的性能特點
1、公司產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性能。
3、通過對關鍵微量元素的控制,降低了熔滴的表面張力,熔滴得到細化,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。新型高強鋼焊絲應用了微量合金元素來促進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,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、保護氣體要求。新型高強鋼焊絲盡可能采用富氬的混合氣體進行焊接,以保證合金元素的過渡,獲得良好的微觀組織。
3、焊前預熱和焊后熱處理。對于Q550以上級別的高強鋼板,預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,以獲得優良的焊接接頭。引弧和收弧應錯開50mm以上,避免在應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。既要防止發生較大的焊接變形,又要控制焊接內應力,依據工件結構,制定合理的焊接順序。
四、典型應用案例
1、煤礦液壓支架的焊接
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,坡口制作采用數控等離子切割或機械加工,在坡頭兩側50mm范圍內應嚴格除去水、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,并且應與正常焊接時一樣進行預熱。由于構件較大,預熱不太方便,點組時可采用局部預熱的方法,即采用氧乙炔加熱方式,但預熱時不能影響母材的性能,預熱時焊縫兩側不少于80mm,預熱溫度不小于150℃。
裝配定位焊縫焊腳高為7~8mm,焊縫長度30-50mm,間隔200-300mm。當焊縫長度不足700mm時,單側定位焊縫不得少于兩處,以防止撕裂。定位焊接的電流應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)焊前預熱。由于支架結構件板材較厚,強度級別較高,為保證受熱均勻,部件裝配、點焊后,應采取整體預熱方式進行預熱,預熱溫度為150-200℃。預熱后及時進行焊接,多層多道焊時層間溫度控制在130-150℃。
(3)焊接工藝參數。采用80%Ar+20%CO2混合氣體,焊接工藝參數見下表。
(4)焊后熱處理及打磨。由于支架結構件板厚及焊接殘余應力較大,工作環境惡劣,承受動載荷,而且有應力腐蝕現象并要求尺寸穩定、動作可靠,因此應進行焊后熱處理。熱處理后焊縫表面及工作表面的飛濺物應打磨清理。
2、其他應用領域
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,相應地采用高強鋼焊絲進行焊接,采用混合氣體保護。要求焊絲具有超低的P、S含量,較高的強度,并且要有優異的低溫沖擊韌性。經權威機構檢測GHS-80焊絲滿足大型客車高強鋼板焊接的各項技術要求,目前已經在大量使用。
GHS-60,GHS-70焊絲在掘進機等工程機械行業得到大量使用,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,等待進一步的分析測試。新型高強鋼實心焊絲具有生產效率高,焊接熱輸入小,熱影響區窄,超低氫的焊縫,最穩定的焊接質量,將越來越得到廣泛的應用。
五、結語
新型高強鋼焊絲具有生產效率高焊接熱輸入小、熱影響區窄、超低氫的焊縫及最穩定的焊接質量等諸多優點,今后必將得到越來越廣泛的應用。
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