Q690高强度钢板的焊接工艺

Q690高强度钢板的焊接工艺

Q690高强度钢板气体保护焊焊接质量，对ZY10000/26/25液压支架起到举足轻重的作用，考虑到Q690高强度钢板焊接接头的强度，焊前预热，选择不同的焊接工艺方法和焊接材料，将直接影响焊接质量，本文主要从Q690高强度钢板在大采高支架顶梁方面的气体保护焊焊前准备及焊接过程等的工艺方面论述，制定出合理的焊接工艺。

Q690高强度钢板在屈服强度高,焊接性能好,主要应用于港口机械、起重机、煤矿机械、挖掘机等。十一五规划中：煤炭行业的技术进步和结构调整将对煤炭用钢提出新要求：一是钢材用量将有较大幅度提高，对钢材质量性能提出了更高要求。木支护等落后开采式会被取代，锚杆支护是煤炭巷道支护技术的发展方向，预计2010年锚杆支护用钢量将达350万吨以上。为提高煤矿巷道安全性，高强度、高韧性、有一定抗冲击性的钢材（如82B钢绞线等）需求将增加。二是高强度、高性能的中厚板需求量将增加。近年来，为适应综合机械化采煤的需要，我国液压支架产量呈现爆发性的上升态势，同时液压支架所承受的压力增大，这将大量使用抗拉强度在70公斤和80公斤级别的钢板（Q690及以上级别）。可见Q690高强度板在煤炭支护方面应用的广泛。Q690高强度钢板在我公司今年生产的大采高支架中的比例占到85%以上。本篇主要论述Q690高强度钢板气体保护焊焊接工艺方法。

焊接工艺准备

1、焊接设备： 500ACO2气体保护焊机。

2、焊接材料选用：为保证焊缝的强度和机械性能，焊丝材料更要有一定的含碳量和较高的合金含量。

焊丝：采用80Kg级高锰中硅φ1.6mm 实芯焊丝(要求焊丝表面镀铜，不允许生锈受潮)。

3、焊接的坡口设计：根据Q690高强度钢板，在ZY10000/26/25液压支架上的部位和结构，质量要求，材质特点和气体保护焊焊接工艺特点，综合考虑后进行设计，采用单面V型坡口和T型对接，如图所示。

4、坡口的加工：采用热切割方法，进行垂直平行切割，再进行正、反坡口加工，坡口的加工，可以用机械方法和热切割方法进行，机械加工方法，即刨坡口角度，刨后要去油污，热切割后要去熔渣，去氧化皮并打磨光顺。气体保护焊焊的坡口要求精度不太高，坡口角度的允差一般±5°，钝边高±2mm。

5、铆工点组：1）个结构件在点组时必须按规定点组。点组时的定位焊缝焊脚高为7mm-8mm，长为20mm-50mm，间隔为200mm-300mm。当焊缝长度不足700mm时，单侧定位焊缝不得少于两处。

2）定位焊缝出现裂纹时，必须清除，重新定位焊缝。

3）为防止工件变形，允许加支撑焊接，但焊后必须铲磨平整。

4）焊道及焊道边缘必须清理干净，不允许有油、锈水、渣等物。焊道两侧用风动砂轮机清理边缘单侧不得小于20mm。

5）因为Q690板材焊后不允许用压力机和火焰矫正，所以构件在点组时应尽可能采用反变形法和加支撑焊接。

6、MAG焊：是为确保结构件焊接质量和减小结构件的焊接变形，采用的焊接方法，也称多层多道焊接。当焊角高度大于10mm和焊接坡口深度大于12mm 时应采用多层多道压焊的焊接方法。焊角K=10mm-14mm，焊二层3道即可；焊角K=16mm，焊二层4道即可；焊角K=18mm，焊三层7道；焊角K≥20mm，焊四层10道。保护气体为80%Ar+20%CO2的混合气。

7、引收弧位置：为了保证焊缝的焊接质量，始焊、终焊处最易产生焊接缺陷，如焊瘤、弧坑及焊接裂纹，故采用指定的引、收弧位置，不采用与母材同种材料的板做引、收弧板。应力集中处不允许引弧和收弧。

顶梁焊接工艺过程及要求

一、注意事项：

1）顶梁按图纸尺寸点组后铆工负责把各主筋铰接孔端圆弧处空档适当加撑焊固。转走进行预热。预热温度150-200°C。

2）各焊缝尺寸必须符合图纸要求。角焊缝除少数焊角尺寸K=8-10mm以外，一般焊角尺寸K=12-18mm。焊后用样板自检合格，焊角不正允许误差：△K ≤3，要求焊缝宽度均匀，表面美观。

3）焊缝边缘与母材结合线必须融合良好，光滑过度，不允许出现未熔合、裂纹、咬边等焊接缺陷。焊接缺陷应控制在合理的公差范围。

4）焊接时注意防风，每遍每道施焊前用压缩空气吹除灰尘及氧化渣皮，并清理焊缝表面油污，以减少气孔，消除边缘熔合不良现象。

5）个焊工的焊接设备要精细保养，经常检查气路是否有漏气或其他故障，焊丝输送与导电装置及易损件是否完好，从焊接设备上保证少出现气孔及其它焊接缺陷。

6）各焊工严格焊后自检，检查出焊后缺陷，各焊工必须立即处理合格。杜绝出现漏焊及不合格焊缝。

7）产品实行工号制，组装焊接质量可追溯到各操作者个人。

8）焊工在焊接过程中，如果层间温度低于120°C应重新加热。

9）焊工焊前必须熟悉图纸，了解各主筋与各筋板之间的不同焊角尺寸的要求。

10）一般角焊缝采用多层多道压焊成型，焊道数量及顺序按图示进行。保证焊缝成形尺寸合格。

11）加强焊接检验制度，第一遍打底焊用小电流焊接（焊接电流在320-340A 之间，焊接电压在30-34V之间）以减少母材在焊缝中的金属比例。焊角高度在6mm-8mm之间。

12）第一遍焊后经检验合格后方可进行第二遍焊接。第二遍焊道焊好后也必须经检验合格后进行第三、四焊道的焊接，正常的焊接电流在340-360A 之间，焊接电压在34-36V之间，产品检验发现的质量问题各责任班组和个

人必须尽快组织处理合格，构件表面的飞溅、毛刺及焊瘤必须打磨清理干净，方可转入下道工序车间。

13）各层焊缝焊接工艺顺序必须遵守：“先焊横向焊缝，再焊纵向焊缝，最后焊垂直角焊缝”的原则。并采用对称（两个焊工同时施焊）中分式（即从中间到两端分段退焊）。

14）焊接质量方面：

①、焊缝宽度B≤20mm时，B可以+1.5;

②、焊缝宽度20mm

③、焊缝宽度B>30mm时，B可以+3.0；

④、焊缝余高≤1+0.1B；

⑤、焊缝凹度：对要求焊平的焊缝可以凹入0.5mm，其余不许。

15）其它焊缝质量方面则不允许有裂纹、夹渣、弧坑、焊接间断和未融合等焊接缺陷。

二、顶梁焊接顺序及步骤如下：

1、打底焊：

①、把预热好的顶梁吊至电焊工工位上，正面（即带隔板侧）向上放平。

②、两名电焊工同时施焊。先焊顶梁各隔板与顶板联接处的角焊缝，即“横向”焊缝。焊接顺序是两名电焊工对角站位同时从中间向两端，分段退焊（如图）

③、后焊纵向焊缝，即顶梁各主筋与顶板联接处和垂直立缝。焊接方法也是两个焊工对角站位，从中间向两侧分段退焊，（如图）此时顶梁摆放位置是侧立放置。

④、打底焊工艺参数：

⑴、焊丝—80×φ1.6mm 实芯焊丝

⑵、电流 320A-340A

⑶、电压 30V-34V

⑷、气流量 15-25L/min

⑸、电流极性直流反接

⑹、焊丝干伸点～20mm

⑺、焊角高度 6-8mm

2、打底焊结束后翻身，焊接顶背板两面两道K=18mm的长纵向焊缝和端头K=18mm焊缝。焊接顺序同样是两名焊工对角站位，同时从中间向两侧均匀退焊。焊接采用多层多道压焊工艺成型。

3、顶板背面焊接结束后，在翻身。先焊接顶板内侧柱窝下部焊缝、固定筒下部和小弧板下部的各条焊缝并焊接成型。然后转铆工点装柱窝、固定筒和弧板。

4、第二步成型焊，以上基本工作做好后，即可成型焊接，其焊接方法同打底焊顺序相同（如顶梁横向打底焊顺序图）也是先焊横向焊缝，在焊纵向和垂直立焊缝。焊接工艺采用多层多道压焊成型。其焊接参数为：

⑴、焊丝—80*φ1.6mm 实芯焊丝

⑵、电流 340A-360A

⑶、电压 34V-35V

⑷、气流量 15-25L/min

⑸、焊丝干伸点～20mm

⑹、焊角高度 K=12～14mm时焊2层共3道焊缝；

K=16mm时焊2层共4道焊缝；

K=18mm时焊3层共7道焊缝。

5、盖板封面焊接：

①、封板检验合格后，预热150-200°C即可焊接，其打底焊、成型焊、工艺顺序原则与前述大体相同。

②、封板坡口尺寸基本都是16*45°，焊缝要求与盖板一平，应此盖板焊缝采用5层8道焊接方法。

③、焊后转走整体退火。

三、焊接后热处理：

焊后采用整体消除内应力热处理，消除焊接中产生的变形和应力，保证Q690高强度钢材料的组织形态和焊接焊缝强度，严格控制退火炉温度在600-650°C。保温3-4小时，出炉空冷，用以消除焊接应力，提高结构件的尺寸和稳定性。增强抗应力腐蚀，改善接头组织及力学性能，提高结构件长期使用的质量稳定性和工作安全性。

结论通过对Q690高强度钢板80%Ar+20%CO2气体保护焊焊接工艺的分析，以理论知识和生产经验实践为依据，摸索制定了上述焊接工艺方法，通过采用此工艺施焊，确保了Q690高强度钢板80%Ar+20%CO2气体保护焊焊接质量，ZY10000/26/25液压支架在北京开采所型式试验一次成功。总之，此焊接工艺在Q690高强度钢的80%Ar+20%CO2气体保护焊中是可行的。今后还得不断总结经验，不断改进工艺，使此工艺得到更加完善。