卷制处理后345C钢焊接接头力学性能试验及评定
钢筋焊接接头力学性能检验报告
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焊接工艺评定Q235Q345
❖ 《焊接质量要求 金属材料的熔化焊—第3部分：基本质量 要求》(GB/T12467.4－1998)
❖ 《焊接质量保证 钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》 (GB/T12469－1990)
❖ 《钢熔化焊焊工资格考核方法》(GB/T15169－1994) ❖ 《钢制件熔化焊工艺评定》(JB/T6963－1993)
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焊接工艺指导书(WPS)
⑧焊接材料的类型、规格和熔敷金属的化学成分。
⑨焊接位置，立焊的焊接方向。
⑩焊接预热温度、最高层间温度和焊后热处理规范等。
⑪每层焊缝的焊接方法、焊接材料的牌号和规格、焊接 电流种类、极性和焊接电流范围、电弧电压范围、焊接速 度 范围、导电嘴至工件的距离、喷嘴尺寸及喷嘴与工件 的角度、保护气体种类、气体垫和尾部气体保护的成分和 流量、施焊技术(焊条有无摆动、摆动方法、清根方法和 有无锤击等)。
1987)
❖ 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》 (GB/T11345－1989)
❖ 《金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号》(GB/T5185－
1985)
❖ 《钢焊缝外形尺寸》(JB/T7949－1995)
❖ 《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81－2002)
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质量标准
提出评定项目 焊接工艺指导书 焊接试样 焊接参数记录
无损检测
力学性能试验
合格
焊接工艺评定报告
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焊接工艺评定程序
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焊接工艺评定
❖焊接工艺评定注意事项
Q235_Q345焊接工艺评定
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焊接工艺评定应用实例
见《焊接工程综合试验技术》：P163 ～P194
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4.焊接材料匹配
❖ 焊接材料匹配原则 等强性：强度相等，或高匹配(+100MPa)、低匹配(-
100MPa)，保证接头强度与母材相等。 等成分性：填充焊丝形成的焊缝成分与母材相等，
保证耐热性、耐蚀性等特殊要求。 特殊性：双相焊缝、异质焊缝。
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焊接材料匹配
❖ Q235钢焊接及焊接材料
一般不预热，碳含量在0.18～0.22%时，厚度≥30mm，环 境温度≤0℃时应考虑预热100～150℃。
❖ 手工电弧焊
一般结构：E4303、E4315、E4301、E4320、E4311； 动载荷、复杂和厚板结构： E4315、E4316、 E4303、 E4301、E4320、E4311；
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焊接工艺评定规则
板材对接焊缝试件评定合格的工艺适用与管材对接焊 缝，板材角焊缝试件评定合格的工艺适用于管板角焊缝， 反之亦然。
❖ 焊接工艺因素 重要因素：指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊
接工艺因素。任何一项重要因素变更时，需重新评定焊接 工艺。
补加因素：指影响焊接接头冲击韧度的焊接工艺因素。 增加或变更一个补加因素时，可按增加或变更因素增焊冲 击韧度时间进行试验。
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JGJ81－2002焊缝外观技术要求
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JGJ81－2002焊缝外观技术要求
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JGJ81－2002焊缝外观技术要求
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建筑钢结构工艺评定报告格式
焊接接头性能评定方法解析
焊接接头性能评定方法解析焊接接头是连接金属材料的一种常见方法，通过焊接可以实现材料间的牢固连接。
为了确保焊接接头的质量，需要进行性能评定。
本文将对焊接接头性能评定的方法进行解析，从而使读者更好地了解焊接接头的质量控制。
一、焊接接头性能评定的意义焊接接头的性能评定是评估接头质量的重要手段。
准确评定焊接接头的性能可以帮助我们判断其适用性和可靠性，从而进行相应的改进和优化。
焊接接头性能评定还是确保工程项目的安全性和可靠性的重要环节。
二、焊接接头性能评定的指标焊接接头性能评定的指标包括强度、硬度、塑性、疲劳性能等。
强度指标用于评估接头抗拉力、抗剪力等承受外力的能力；硬度指标用于评估焊接接头的硬度程度；塑性指标用于评估接头的可塑性和延展性；疲劳性能指标用于评估接头在循环应力下的使用寿命。
三、焊接接头性能评定的方法1. 强度评定方法强度评定方法主要包括拉伸试验、剪切试验和压力试验。
拉伸试验用于评估焊接接头的拉断强度，剪切试验用于评估接头的抗剪强度，压力试验用于评估接头的承压性能。
2. 硬度评定方法硬度评定方法主要包括布氏硬度试验、洛氏硬度试验和维氏硬度试验。
这些试验可以通过测量焊接接头表面的硬度来评估其硬度水平。
3. 塑性评定方法塑性评定方法主要包括冲击试验和弯曲试验。
冲击试验用于评估焊接接头在受冲击载荷下的韧性，弯曲试验用于评估接头的可塑性和延展性。
4. 疲劳性能评定方法疲劳性能评定方法主要包括疲劳试验和寿命评定。
疲劳试验通过施加循环载荷来评估接头的疲劳性能，寿命评定则用于预测接头的使用寿命。
四、焊接接头性能评定的注意事项在进行焊接接头性能评定时，需要注意以下几点：1. 根据不同的焊接接头类型和应用领域，选择合适的评定方法和指标；2. 评定时需要使用标准的试验设备和工艺，确保评定结果的准确性；3. 评定的过程中要注意保持测试样品的完整性，并按照相关规范进行操作；4. 对于评定结果的分析和解读，需要结合实际应用情况进行综合考量。
焊接接头试验
第六讲焊接接头试验一、焊接接头力学性能试验力学性能试验是用来测定焊接材料、焊缝金属和焊接接头在各种条件下的强度、塑性和韧性。
首先应当焊制产品试板，从中取出拉伸、弯曲、冲击等试样进行试验，以确定焊接工艺参数是否合适，焊接接头的性能是否符合设计的要求。
1 、焊接接头的拉伸试验焊接接头拉伸试验是以国家标准(GB2651 一1989)为依据进行的，该标准适用于熔焊和压焊的对接接头。
(1)试验目的该标准规定了金属材料焊接接头横向拉伸试验方法，用以测定焊接接头的抗拉强度。
(2)试件制备1 )接头拉伸试样的形状分为板形、整管和圆形三种。
可根据要求选用。
2) 焊接接头拉伸试验用的样坯从焊接试件上垂直于焊缝轴线方向截取，并通过机械加工制成如图8一1所示形状及表8一1所示尺寸的板接头板状试样，或制成如图8一2所示形状及表8 一1 所示尺寸的管接头板状试样。
加工后焊缝轴线应位于试样平行长度的中心。
总长L根据实验机定夹持部分宽度B b+12板b25≥D≤76 12平行部分宽度管b D>76 20当D≤38 时，取整管拉伸>L s+60 或L s+12平行部分长度l过渡圆弧r25L s D3) 每个试样均应打有标记，以识别它在被截试件中的准确位置。
4) 试样应采用机械加工或磨削方法制备，要注意防止表面应变硬化或材料过热。
在受试长度下范围内，表面不应有横向刀痕或划痕。
5) 若相关标准和产品技术条件无规定时，则试样表面应用机械方法去除焊缝余高，使其与母材原始表面齐平。
6) 通常试样厚度仅应为焊接接头试件厚度。
如果试件厚度超过3Omm时，则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样，但每个试样的厚度应不小于3Omm，且所取试样应覆盖接头的整个厚度( 见GB2649)。
在这种情况下，应当标明试样在焊接试件厚度中的位置。
7) 对外径小于等于38mm的管接头，可取整管作拉伸试样，为使试验顺利进行，可制作塞头，以利夹持，如图8-3 所示。
焊接接头性能评价综合实验.
位臵
试验规范 载荷/时间 第一次
实验结果 第二次 第三次 平均值
焊缝 热影响区 母材
2、粗晶区 该区的加热温度范围为1100-1350℃。 由于受热温度很高，使奥氏体晶粒发生 严重的长大现象，冷却后得到晶粒粗大 的过热组织，故称为过热区。此区的塑 性差，韧性低，硬度高。其组织为粗大 的铁素体和珠光体。在有的情况下，如 气焊或导热条件较差时。甚至可获得魏 氏体组织。
3、细晶区 此区加热温度在900℃-1100℃之间。在 加热过程中，铁素体和珠光体全部转变 为奥氏体，即产生金属的重结晶现象。 由于加热温度稍高于900℃，奥氏体晶 尚未长大，冷却将获得均匀而细小的铁 素体和珠光体，相当于热处理时的正火 组织，故又称为正火区或相变重结晶区。 该区的组织比退火（或轧制）状态的母 材组织部分经历了不 同热循环，因而所得组织各异。组织的不同， 导致机械性能的变化。对焊接接头进行金相 分析和硬度检测，是对接头性能鉴定的不可 缺少的环节。
熔化焊是通过加热使被焊金属的联接处达到 熔化状态，焊缝金属凝固后实现金属的焊接。 联接处的母材和焊缝金属具有交互结晶的特征， 图1-1为母材和焊缝金属交互结晶的示意图。 由图可见，焊缝金属与联接处母材具有共同的 晶粒，即熔池金属的结晶是从熔合区母材的半 熔化晶粒上开始向焊缝中心成长的。这种结晶 形式称为交互结晶或联生结晶。当晶体最易长 大方向与散热最快方向一致时，晶体便优先得 到成长，有的晶体由于取向不利于成长，晶粒 的成长会被遏止。这就是所谓选择长大，并形 成焊缝中的柱状晶。
焊缝中结晶形 态的变化，由 熔合区直到焊 缝中心，依次 为：平面晶， 胞状晶，树枝 状晶，等轴晶。
1.熔合区 2.粗晶区 3.细晶区 4.不完全结晶区 5.母材
钢结构复习题及答案
一、单选题1、钢结构安装在混凝土柱上时，钢梁（或桁架）间距的偏差不应大于（）。
A、 5mmB、 10mmC、 15mmD、 20mmB2、如果杆件在露天焊接时，主要杆件应在组装后（）小时内焊接。
A、 10B、 12C、 18D、 24B3、焊接工作宜在室内进行，环境湿度应小于80%，主要杆件应在组装后（）小时内焊接。
A、 8B、 12C、 16D、 24D4、钢网架（桁架）用钢管杆件加工的，其管口曲线允许偏差为（）。
A、 1.0mmB、 1.5mmC、 2mmD、 0.5mmA5、压型金属板成型后，其基板不应有（）。
A、皱褶B、折弯C、死角D、裂纹D6、角焊缝的最小计算长度应为其焊脚尺寸的8倍，且不得小于（）。
A、 10mmB、 20mmC、 30mmD、 40mmD7、定位焊应距设计焊缝端部（）以上，其长度为（）；定位焊缝的焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的1/2。
A、 50mm 50~100mmB、 30mm 50~100mmC、 30mm 30~50mmD、 50mm 100~150mmB8、钢材的三项主要力学性能指标为（）。
A、抗拉强度、屈服点、伸长率B、抗拉强度、屈服点、冷弯性能C、抗拉强度、冷弯性能、伸长率D、冷弯性能、屈服点、伸长率A9、混凝土钢管拱由施工单位自行卷制钢管，其钢板必须平直，不得使用表面锈蚀或受过（）的钢板，并应有出厂证明书或试验报告单。
A、折弯B、冲击C、拉伸D、碾压B10、钢屋架、桁架、梁及受压杆件的跨中垂直度允许偏差为h/250，且不应大于（）。
A、 5mmB、 10mmC、 15mmD、 20mmC11、简支桁梁试装长度不宜小于（）。
A、 1/4跨B、 1/2跨C、全跨B12、为了（），确定轴心受压实腹式构件的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。
A、便于与其他构件连接B、构造简单、制造方便C、达到经济效果D、便于运输、安装和减少节点类型C13、热矫时加热温度应控制在（），严紧过烧，不宜在同一部位多次重复加热。
钢筋焊接接头力学性能试验报告
表C3-4-2a
钢筋焊接接头力学性能试验报告
委托单位： 建设单位： 工程名称： 焊工姓名 焊条、焊剂 型 号 拉伸试验 钢筋 牌号 取样部位 钢筋 直径 （mm) 接头 数量 (个) 抗拉强度 接头 试件 编号 标 准 要 求 断裂位置 ,MPa 及特征 试验 结果 标 准 试验 要 结果 求 阳煤二矿三维数字化矿井建设 报告编号： 收样日期： 检验日期： 上岗证号 考试合格证号 焊接方式 年 月 年 日 月 日 001
编号：Βιβλιοθήκη 弯曲试验 检验 判定弯曲 试件 编号
弯曲条件 弯心 弯曲角 直径 90 试验 结果
检验依据
备
注
备
注
检验人： 见证取样人及编号：
审核：
技术负责人:
检验单位:(公章)
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卷制处理后345C钢焊接接头力学性能试验及评定
摘要: 本文结合云南金汉拉扎电站压力钢管的制作，在力学性能试验的基础上，通过对比分析评估卷制处理后Q345C钢焊接接头的质量。
关键词卷制处理力学性能试验Q345C钢焊接接头质量
Abstract: This paper combines Yunnan Jinhan Hydropower Station Penstock manufacture, in on the basis of mechanical property test, through the contrast analysis of assessment of rolling processing of Q345C steel welded joint quality.
Keywords: rolling processing mechanical properties test Q345C steel welding joint quality
云南金汉拉扎水电站引水压力钢管主管直径φ2200mm，支管直径φ1500mm/φ900mm，钢管（衬）采用Q345C钢材，岔管采用Y型加月牙肋板形式，主材为WDB620高强钢，压力钢管总工程量为1493.03T。
由于供货为非定制板材，钢板长度不定，给现场制作带来一定的麻烦，结合钢管制作现场实际情况，项目部决定在试验论证的基础上，采用钢板对接后卷制成形工艺进行压力钢管的制作，提高生产效率，降低生产成本。
本文结合云南金汉拉扎水电站压力钢管的制作，浅谈卷制处理对Q345C低合金钢焊接接头力学性能的影响。
1、Q345C低合金钢板材的主要技术性能
表1：Q345C化学成分，%
随着现代工业的发展、科技的进步，低合金钢Q345C因其含C，Si、Mn量低，在通常情况下综合力学性能好，低温性能好，冷冲压性能、焊接性能和可切削性能好，广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等。
2、力学性能试验
中华人民共和国电力行业标准《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》DL/T 5017-2007第四章压力钢管的制造4.1.8所述，“拼焊后，不宜再在卷板机上卷制或矫形。
”结合钢管制作现场实际情况，项目部特对经过卷制处理和未经卷制处理的拼焊焊接接头分组进行力学性能试验，通过分析对比，评估卷制处理对板材拼焊焊接接头质量影响的大小。
金汉拉扎水电站引水压力钢管主材为Q345C钢，钢管壁厚依次为10㎜、12㎜、14㎜、16㎜、20㎜、22㎜、25㎜、28㎜、30㎜和32㎜等10种规格，本
次试验评估取δ=20mm板材为力学性能试验试件，对比分析，然后评估卷制处理对板材拼焊焊接接头质量性能的影响大小。
板材拼焊的焊接坡口、焊接工艺参数与现场压力钢管制作工艺一致。
卷制处理如下图所示，通过卷板机对对接板材（分为自动焊SAW和手工焊SMAW两种焊接方式）进行卷制成形，将瓦片以自由状态立于平台上，用样板检查弧度，间隙符合《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》DL/T 5017-2007表4.1.8-1的规定，焊缝经外观检查、超声波探伤、射线探伤合格后再进行取样。
试件的焊缝按DL 5017—2007 《压力钢管制造、安装及验收规范》中表 6.4.1 中的相关规定进行外观检查；超声波探伤应该按GB/T11345的规定，检验等级为B级，焊缝质量不低于Ⅰ级；试件的射线探伤按GB/T3323的规定、射线照相的质量应不低于AB级，焊缝质量不低于Ⅱ级。
样坯的切取部位、方向和数量应按照相关产品标准或GB/T2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备》或协议的规定。
对于钢产品，应在外观及尺寸合格的钢产品上切取样坯，取样时，应对抽样产品、试料、样坯及试样作出标记，以保证始终能识别取样的位置和方向。
切取样坯时应防止过热、加工硬化而影响力学性能，应留有足够的机加工余量。
试样的焊缝余高应以机械方法去除，使之与母材平齐，试样厚度应等于或者接近试件母材厚度。
图1：在卷板机上对拼焊的板材进行卷制处理
检验单位：云南省产品质量监督检验中心
检验类别：委托检验
检验依据：
GB/T1591-1994《低合金高强度结构钢》
拉伸试验按GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》规定进行；
弯曲试验按GB/T232-1999《金属材料弯曲试验方法》规定进行；
冲击试验按GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》规定进行；
表2：Q345C钢板（δ=20mm）母材及焊接试件力学性能试验结果
从上述结果中可以看出，所检项目均符合相关规定和要求，经过卷制处理
的焊接试件抗拉强度和未经卷制处理的焊接试件抗拉强度相比未发生任何明显变化，均在470～630MPa范围以内，从表中还可以看出，在拉伸试验中，所有焊接试样断裂处均在母材上，说明焊接试件抗拉强度值大于母材的下限；弯曲后的母材试样、焊接试样表面未出现裂纹，说明试验所有试样合格正常；所有的焊接试样0℃冲击功与未经任何处理的母材试样相比，其韧性值要低一点，说明其韧性相对要差一些，所有试验试样0℃冲击功均在60J以上，经过卷制处理的对接接头同样具有良好的低温冲击韧性。
3、实验结果分析
Q345C钢在退火状态下的基本相是铁素体和碳化物，合金元素溶于铁素体中, 形成合金铁素体,依靠固溶强化作用,提高强度和硬度,但同时降低塑性和韧性；Mn、Cr、Cu的影响作用较大,而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般结构钢的实际含量)下影响很小。
合金元素对淬火、回火状态下钢的强化作用最显著,由于合金元素的加入,首要的目的是提高钢的淬透性,保证在淬火时容易获得马氏体。
其次是提高钢的回火稳定性,使马氏体的保持到较高温度，使淬火钢在回火时析出的碳化物更细小、均匀和稳定。
这样,在同样条件下,Q345C钢比普通碳钢具有更高的强度，而卷制处理在Q345C钢对接焊接接头应力变形范围之内，对其焊缝质量影响不大，试验各项指标均在受控范围之内，满足相关规范和使用要求。
4、结语
通过实践证明，在云南金汉拉扎水电站压力钢管现场制作过程中，结合钢管制作现场实际情况，项目部在力学性能试验论证的基础上，通过对比分析，验证了卷制处理对Q345C钢焊接接头力学性能影响不大，卷制处理后Q345C钢对接焊接接头质量各项力学性能指标均满足相关规范和使用要求，达到了预期的目的，于是采用钢板对接拼焊后再卷制成形工艺进行压力钢管的制作，在严格保证钢管制作质量的基础上大大提高了生产效率，降低了生产成本。
云南金汉拉扎水电站钢管充水试验的成功以及机组的安全、顺利运行，也是对电站压力钢管整体制作质量做了一次很好的检验，同时也证明了卷制处理后Q345C钢拼焊焊接接头同样也具有良好的力学性能，为以后钢管的制作提供了可借鉴的经验。
参考文献
[1]中华人民共和国电力行业标准．水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》（DL/T 5017-2007）．北京:中国电力出版社，2007.12. 8～3564～71
[2]机械工业理化检验人员技术培训和资格鉴定委员会．力学性能试验．北京：中国计量出版社，2008.08. 22～31 36～68 121～128。