Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析
电力钢结构Q460钢工艺焊接性试验探讨

电力钢结构Q460钢工艺焊接性试验探讨摘要:电力钢结构作为电力系统的骨干支撑体系,在电力生产、传输过程中发挥着重要作用。
Q460作为低合金高强度钢,已经广泛应用于电力钢结构之中。
探讨Q460钢工艺焊接特性,对提高电力钢结构焊接工艺有着重要意义。
本文从焊接性试验的内涵入手,对电力钢结构Q460钢工艺焊接性试验进行探讨,以供参考。
关键词:Q460钢;电力钢结构;焊接性试验随着我国社会和经济的快速发展,对电力的需要越来越大,电力系统面临新的机遇和挑战。
电力钢结构是支撑电力系统的重要支柱,直接关系到电力生产和传输等环节的稳定和安全,对钢材的要求也越来越高。
Q460低合金高强度钢具有良好的焊接性和力学性能指标,已经广泛应用于电力系统、生产厂房、起重机、钻井平台、石油管线等诸多领域,不仅减轻了钢结构自重,还有效的节约了成本、提高了效率、缩短了工期。
由于Q460钢冶炼时需要加入部分合金元素来提高钢的强度,因此可能增大其淬硬倾向及焊接裂纹的敏感性,限制了Q460钢在电力钢结构中的应用。
本文着重对Q460钢的工艺焊接性进行了探讨,对提升Q460钢的焊接工艺提供了技术支撑。
一、焊接性试验的内涵所谓焊接性,就是指钢材等材料在特定的施工条件下,按设计要求焊接成规定的构件,以满足规范运营的能力。
焊接性试验,就是对母材金属的焊接性进行试验。
钢材的焊接性主要是衡量钢材在一定的工艺条件下,获得优质接头的难易程度和可靠运行的具体技术指标。
焊接性试验通常分为工艺焊接性和使用焊接性两种,其试验方法都包括直接法和间接法。
工艺焊接性是在一定的焊接工艺条件下,获得优质、无缺陷焊接接头的能力。
这并非试验性钢材本身固有的性能,而是根据焊接方法和具体工艺来综合评定的。
可见,工艺焊接性与焊接过程密切相关。
其试验直接法主要包括:热焊接裂纹、焊接冷裂纹、再热裂纹试验焊接层状撕裂、热应变时效脆化和焊接气孔敏感等试验。
其试验间接法主要包括:裂纹敏感指数法、碳当量法、连续冷却组织转变图法、相组织分析及断口分析法、HAZ最高硬度法、焊接热及应力模拟试验等。
Q460高强钢焊接工字形截面梁整体稳定性能与设计方法研究

Q460 高强钢焊接工字形截面梁整体稳定性能与设计方法研究随着现代工业的发展和建筑工程的不断更新,高强钢材在结构工程中的应用越来越广泛。
高强钢焊接工字形截面梁具有强度高、质量轻、抗震性能好等优点,已经成为工业建筑和桥梁工程领域的重要结构形式之一。
本文将着重研究该梁的整体稳定性能与设计方法。
一、高强钢焊接工字形截面梁的结构特点高强钢焊接工字形截面梁是由钢板焊接而成,其截面形状呈工字形状,因此具有强度高、刚度大、自重轻的特点。
它的焊接节点能够形成一个整体,实现节点的协同作用,从而形成一种高效的受力体系,其材料的性能优异,可以实现更高的承载能力和稳定性能。
二、高强钢焊接工字形截面梁的整体稳定性能1.弯曲稳定性高强钢焊接工字形截面梁在承受弯矩时,由于截面形状的特殊设计和强度高弹性变形小的特点,其受力状态非常稳定。
钢板和焊接点之间的组合结构,在受到弯曲荷载时能够形成一个稳定性强的整体,不易产生塑性变形和振动,从而保证了其稳定的受力表现。
2.屈曲稳定性高强钢焊接工字形截面梁在压缩荷载作用下,由于其材料的优异性能,具有很强的抗压强度,其截面结构设计也能够在承受轴向压力时具有很好的刚度和稳定性,确保梁体不发生局部屈曲,从而保障整个结构的安全。
3.抗剪强度高强钢焊接工字形截面梁在受到剪力作用时,由于设计合理的截面形状,结构能够有效的承受荷载,从而产生强度的稳定抵抗,梁体不会产生局部塑性变形和坍塌。
三、高强钢焊接工字形截面梁的设计方法高强钢焊接工字形截面梁在设计时,需要考虑以下因素:1.钢板的选择在选择钢板时,需要考虑其强度、可焊性和耐腐蚀性等因素,以保证梁体的整体性和功能。
2.截面形状的设计高强钢焊接工字形截面梁的截面形状具有很关键的作用,其设计应该考虑到受力状态的变化,使得整个结构具有良好的强度和稳定性,以满足实际工程的需要。
3.有效长度的确定在确定有效长度时,需要综合考虑梁体的承载能力和构件的长度,并根据不同的受力状态选用合适的计算方法,从而保证结构的整体稳定性。
Q460钢板焊接过程中应注意的事项

Q460钢板焊接过程中应注意的事项说起“Q460”钢材,大多数人可能都不了解。
但就是这种不为人知的钢材,成为北京奥运会主体育场“鸟巢”钢结构的主要用材。
为“鸟巢”量身定做的Q460,在国内从未生产,更没有应用在建筑结构上。
我国科研人员经过攻关,终于研制出Q460来———Q460钢板焊接过程中应注意的事项?Q460化学成分%(摘自GB/T1591-1994)C(碳) Si(硅) P(磷) S(硫) Cr(铬) Ni(镍) Al(铝) Mn(锰) V(钒) Nb(铌) Ti(钛)≤0.20≤0.55≤0.035≤0.035≤0.70≤0.70≥0.015 1.00~1.70 0.02~0.20 0.015~0.060 0.02~0.20“鸟巢”钢结构Q460钢板焊接及验收已经有专用规范。
标准:绽放自主创新之花文章来源:中国焊接产业网/htm/show.asp?id=27891&classid=%D0%D0%D2%B5%B6%AF%C C%AC没有专项技术标准,是很多奥运场馆施工时面临的最大问题。
奥运场馆使用的钢材超过20种,厚度超过100种。
其中,110毫米Q460钢板焊接技术标准,是众多空白中最核心的难点。
“鸟巢”钢结构动工之前,施工单位对全世界150多个钢铁焊接的大型数据库进行了详细的检索,结果发现根本找不到任何记录。
应该预热多久,用什么温度焊接最合适?相关规范全是空白的。
几个主要奥运场馆的科研人员兵分多路,在100多种钢材之间反复进行可焊性实验。
有的北上哈尔滨,实验不同钢材在零下十几摄氏度下的焊接要求;有的埋头在实验室里,测算出了室外一级至五级风下进行焊接的不同技术参数。
有的对焊好的钢材进行压展、冲击实验……实验一直持续了五个多月,最终制定出了准确科学的施工质量验收规范。
厚钢板焊接技术及应用研究,成了奥运工程中又一项重大的自主创新突破。
今后在建筑中如果再遇到同类的焊接要求,无论中国还是外国,都可以奉这套标准为圭臬。
Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析

Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析蔺云峰(山西焦煤霍煤电集团机电总厂,山西霍州,031412)摘要:介绍了Q460低合金结构钢的主要成分、力学性能,给出了焊接Q460低合金高强度钢的焊接应选用的焊接材料和焊接设备,对焊接过程中存在的主要问题提出了解决的办法。
关键词:Q460;焊接工艺;焊接性能液压支架的作用是有效地支撑工作面的顶板,隔离采空区,防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
它与采煤机和输送机配套使用,实现采煤综合机械化。
其使用寿命取决于本身结构的质量。
由于支架结构件工作环境恶劣,使用过程中承受动、静载荷,存在应力腐蚀现象等。
为了保证支架结构件在使用过程中动作可靠,支架尺寸稳定性的要求,以及预防焊接过程中产生冷裂纹、热裂纹及气孔现象,我公司液压支架结构件大多采用Q460低合金高强度钢。
经过反复试验,我们完善了Q460低合金高强度钢的焊接工艺。
1.Q460低合金结构钢主要成分及力学性能(1)Q460低合金高强度钢是在16Mn钢的基础上加入Cr,Ni,V,Ti等合金元素炼制而成。
钒和钛的加入,能使钢材强度增高,同时又能细化晶粒,减少钢材的过热倾向。
Q460低合金高强度结构钢的力学性能见表1,Q460低合金高强度结构钢的成分见表2。
(2)焊接性分析。
低合金钢焊接具有热裂纹、冷裂纹、淬硬倾向及氢致裂纹敏感性强等主要特点。
碳当量是判断焊接性最简便的方法之一。
碳当量是指把钢中合金元素(包括碳的含量)按其作用换算成碳的相当含量。
随着碳当量的增加,钢的塑性急剧下降,并且在高应力的作用下,产生焊接裂纹的倾向也大为增加,焊接时有明显的淬硬倾向。
因此焊接时,需较小的热输入。
同时,氢致裂纹是低合金结构钢焊接接头最危险的缺陷,所以需要采取适当预热,控制线能量等工艺措施。
表1 Q460低合金高强度结构钢的力学性能牌号屈服强度σs/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率δ5/%Q460 460 550~720 17表2 Q460低合金高强度结构钢的成分(%)w(C)w(Si)w(Mn)w(S)w(P)5w(Cr)w(Ni)w(Ti)w(Nb)≤0.2 ≤0.55 1.0~1.7 ≤0.035 ≤0.03 ≤0.7 ≤0.7 0.02~0.2 0.015~0.06 2.焊接材料及焊接设备的选用(1)结合性能与使用性能是选用焊材的决定因素。
Q460低合金钢板在液压支架结构件制造中焊接工艺的研制

文章 编号 :1 0 0 9 - 2 3 7 4( 2 0 1 3 ) 2 4 - 0 0 1 7 - 0 2
我 厂作 为 同煤 集 团生 产制 造 液压 支 架 的一 个 主要 单
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位 ,担 负着全公 司液压支架 的制 造任务 。针对用户 的地理 地质条件 ( 即三 软煤 层 的项 、底 板软 ,煤 层软 )在尽 量降 低支架 对煤 层顶 、底板 的比压面 ,选用 (6 1 2  ̄ 2 0 m m )较 小厚度的Q 4 6 0 高强度板材作为主要材料 的一套液压支架 。
送 丝 速 度 : 中1 . 2 焊丝取V = 1 8  ̄2 0 m / m i n 。
2 . 2 . 4 气 体流量 :
I <3 0 0 A 时 ,取 1 5~ 2 0 L / n l i n ;I >3 0 0 A 时 , 取
1 7
焊接 电流应符合L = 0 0 . 4 I + 6 ~1 O 的匹配关系 。
I ≤2 0 0  ̄2 5 0 A 时 ,L = I 2  ̄1 4 m m ;
I > 2 5 0  ̄3 0 0 A 时 ,L = 1 5  ̄1 7 m m ;
I >3 0 0  ̄3 5 0 A 时 ,L = 1 7  ̄2 O n n n 。
摘 要 :文 章 介 绍 了Q 4 6 0 高 强度 板 的焊 接 工 艺及 通 过 试 验 证 明 焊接 材 料 的选择 及 焊 接 工 艺 方 法 均符 合 焊接
要 求。
关键 词 :液压 支架; 焊接 ;焊接 工艺 ;试样 ;低 合金钢板 中图分类 号 :T G 4 5 7
文 献标 识码 :A
用较为合理 的参数 。
2 种焊 丝共 试验 8 次 。G H S 6 0 高强度 焊 接焊丝 4 件试 样 ,抗
Q460钢板焊接过程中应注意的事项

Q460钢板焊接过程中应注意的事项说起“Q460”钢材,大多数人可能都不了解。
但就是这种不为人知的钢材,成为北京奥运会主体育场“鸟巢”钢结构的主要用材。
为“鸟巢”量身定做的Q460,在国内从未生产,更没有应用在建筑结构上。
我国科研人员经过攻关,终于研制出Q460来———Q460钢板焊接过程中应注意的事项?Q460化学成分%(摘自GB/T1591-1994)C(碳) Si(硅) P(磷) S(硫) Cr(铬) Ni(镍) Al(铝) Mn(锰) V(钒) Nb(铌) Ti(钛)≤0.20≤0.55≤0.035≤0.035≤0.70≤0.70≥0.015 1.00~1.70 0.02~0.20 0.015~0.060 0.02~0.20“鸟巢”钢结构Q460钢板焊接及验收已经有专用规范。
标准:绽放自主创新之花文章来源:中国焊接产业网/htm/show.asp?id=27891&classid=%D0%D0%D2%B5%B6%AF%C C%AC没有专项技术标准,是很多奥运场馆施工时面临的最大问题。
奥运场馆使用的钢材超过20种,厚度超过100种。
其中,110毫米Q460钢板焊接技术标准,是众多空白中最核心的难点。
“鸟巢”钢结构动工之前,施工单位对全世界150多个钢铁焊接的大型数据库进行了详细的检索,结果发现根本找不到任何记录。
应该预热多久,用什么温度焊接最合适?相关规范全是空白的。
几个主要奥运场馆的科研人员兵分多路,在100多种钢材之间反复进行可焊性实验。
有的北上哈尔滨,实验不同钢材在零下十几摄氏度下的焊接要求;有的埋头在实验室里,测算出了室外一级至五级风下进行焊接的不同技术参数。
有的对焊好的钢材进行压展、冲击实验……实验一直持续了五个多月,最终制定出了准确科学的施工质量验收规范。
厚钢板焊接技术及应用研究,成了奥运工程中又一项重大的自主创新突破。
今后在建筑中如果再遇到同类的焊接要求,无论中国还是外国,都可以奉这套标准为圭臬。
Q460焊接

浅析低合金高强钢的焊接工艺郭炳武摘要:从冶金原理、化学成分分析低合金高强钢的焊接性。
以700t浮式起重机吊臂主肢(Q460D无缝管)为例,从焊材选用、焊前准备、焊接工艺、焊后热处理等几方面提出要求,保证钢管对接焊缝达到要求关键词:低合金高强钢、无缝管、单面焊双面成形、UT探伤1、概述当今科技水平的迅猛发展,对钢材的要求越来越高。
低合金高强钢在保证良好的焊接性的同时,可以达到更强更好的力学性能指标。
所以低合金高强钢的应用对于减少产品自重,节约成本、降低制造难度、提高工作效率、缩短工期等方面起到了积极作用。
当今低合金高强钢被广泛应用于海上浮式起重机、石油钻井平台、石油管线等大型及高压设备。
对低合金高强钢焊接工艺的研究也变得越来越广泛和深入。
下面以公司刚刚制作完成的700t全回转浮式起重机吊臂主肢管对接为例,从Q460D的冶金原理、化学成份、焊接工艺等几个方面对低合金高强钢的焊接性进行分析说明。
2、冶金原理传统的钢材习惯采用提高含碳含量的方法来提高强度,而含碳量的增加就会降低材料的焊接性。
低合金高强钢打破传统C、Mn、Si 系钢的传统思想,加入V、Nb、Ti、Cu、Re、B等多种微量合金元素,细化晶粒、净化基体,同时控制S、P、O、N、H的含量,并通过适当的热处理工艺提高其综合性能。
此类钢的冷裂纹敏感系数P cm≤0.2%,碳当量CE≤0.4%3、Q460D的焊接性分析碳当量计算公式按下式:W CE=W C+W Mn/6+W(Cr+Mo+v)/5+S i/24+(N i+C U)/15=0.2%+0. 21%+0.16%+0.02%+0.04%=0.63%可以看出,对于正火状态交货的Q460D的W CE≥0.45%,焊接时有明显的淬硬倾向,热影响区容易形成脆而硬的马氏体组织,塑性和韧性下降,耐应力腐蚀性能恶化。
冷裂纹倾向增加,因此焊接时需要较小的线能量,焊接线能量过高,会导致热影响区性能降低;;减少高温区停留时间;同时为防止产生裂纹,焊接过程中应严格保持低氢条件,因此焊接材料应严格脱脂,采用C02气体保护焊。
浅谈Q460低合金钢板的焊接工艺

浅谈Q460低合金钢板的焊接工艺我厂作为同煤集团生产制造液压支架的一个主要单位,担负着全公司液压支架的制造任务。
针对用户的地理地质条件(即三软煤层的顶、底板软,煤层软)在尽量降低支架对煤层顶、底板的比压面,选用(δ12~20mm)较小厚度的Q460高强度板材作为主要材料的一套液压支架。
1 Q460低合金钢高强板的焊接特性该板材的物理性能,其屈服强度为460MPa、抗拉强度为700MPa的低合金高强度结构用钢,其供货方多以正火供货,根据钢板材质中加入多种元素(如:Mn、V、Gr、Ni、Mo)结构件施焊后的主要问题是冷裂纹和脆化,焊接热影响区晶粒有增大的倾向,是一种属于焊接性能较差的材料。
为了保证结构件焊接质量,根据本厂实际情况,并进行多次焊接试验、工艺评定及工艺会签,采取措施:控制施焊场地的环境温度和焊接件预热温度,焊接工艺方法采用较为合理的参数。
2 确定焊接工艺参数2.1 选用焊接材料选择焊接材料时,应保证焊缝的强度、韧性和塑性等性质符合产品设计要求,采用等强匹配与等低强匹配相结合的原则选择与母材强度相当的焊接材料,如H08Mn2SiA、GHS60,为了保证焊接综合机械性能,进行工艺评定,做了拉伸、弯曲、金相、焊接性能实验。
2.1.1 试件准备:(1)试件选用δ16的16Mn和Q460钢板两种由数控下料,下料尺寸为300mm×150mm共8件。
(2)试件坡口通过机械加工制成,坡口尺寸及形状见图1。
(3)焊接分别采用H08Mn2SiA、Φ1.2焊丝各焊两件,环境温度20℃±5℃(焊机为YD-500KBRIVTA型CO2气保焊机)电弧电压28~30V,焊接电流280~300A,送丝速度18±2m/min,杆伸长度12~20mm,气体流量18±2L/min,焊接层数4层10道。
(4)焊后对焊缝表面进行机械加工及取样,形状及尺寸见图2(2种焊丝试样各4块,共8件)。
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Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析
蔺云峰(山西焦煤霍煤电集团机电总厂,山西霍州,031412)
摘要:介绍了Q460低合金结构钢的主要成分、力学性能,给出了焊接Q460低合金高强度钢的焊接应选用的焊接材料和焊接设备,对焊接过程中存在的主要问题提出了解决的办法。
关键词:Q460;焊接工艺;焊接性能
液压支架的作用是有效地支撑工作面的顶板,隔离采空区,防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
它与采煤机和输送机配套使用,实现采煤综合机械化。
其使用寿命取决于本身结构的质量。
由于支架结构件工作环境恶劣,使用过程中承受动、静载荷,存在应力腐蚀现象等。
为了保证支架结构件在使用过程中动作可靠,支架尺寸稳定性的要求,以及预防焊接过程中产生冷裂纹、热裂纹及气孔现象,我公司液压支架结构件大多采用Q460低合金高强度钢。
经过反复试验,我们完善了Q460低合金高强度钢的焊接工艺。
1.Q460低合金结构钢主要成分及力学性能
(1)Q460低合金高强度钢是在16Mn钢的基础上加入Cr,Ni,V,Ti等合金元素炼制而成。
钒和钛的加入,能使钢材强度增高,同时又能细化晶粒,减少钢材的过热倾向。
Q460低合金高强度结构钢的力学性能见表1,Q460低合金高强度结构钢的成分见表2。
(2)焊接性分析。
低合金钢焊接具有热裂纹、冷裂纹、淬硬倾向及氢致裂纹敏感性强等主要特点。
碳当量是判断焊接性最简便的方法之一。
碳当量是指把钢中合金元素(包括碳的含量)按其作用换算成碳的相当含量。
随着碳当量的增加,钢的塑性急剧下降,并且在高应力的作用下,产生焊接裂纹的倾向也大为增加,焊接时有明显的淬硬倾向。
因此焊接时,需较小的热输入。
同时,氢致裂纹是低合金结构钢焊接接头最危险的缺陷,所以需要采取适当预热,控制线能量等工艺措施。
表1 Q460低合金高强度结构钢的力学性能
牌号屈服强度σs/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率δ5/%
Q460 460 550~720 17
表2 Q460低合金高强度结构钢的成分(%)
w(C)w(Si)w(Mn)w(S)w(P)5w(Cr)w(Ni)w(Ti)w(Nb)
≤0.2 ≤0.55 1.0~1.7 ≤0.035 ≤0.03 ≤0.7 ≤0.7 0.02~0.2 0.015~0.06 2.焊接材料及焊接设备的选用
(1)结合性能与使用性能是选用焊材的决定因素。
对焊缝的力学性能要求,抗拉强度就是由结合性能与使用性能决定的。
同时,考虑等强度的原则,选择H08MnMoA焊丝.
(2)点焊时选用E5515碱性焊条,此焊条熔敷金属抗拉强度最小值为550MPa,适用于全位置焊接,药皮为低氢钠型。
采用直流反接焊接。
用此焊条,由于脱氧完全,合金过渡容易,能有效地降低焊缝中的氢、氧、硫;焊缝中的力学性能和抗裂性能均比酸性焊条好。
焊接时采用短弧焊。
(3)焊接设备选用OTC500CO2气体保护焊机。
采用CO2气体保护焊的焊接方法,其焊接效率高,没有熔渣,熔池可见度好,热量集中,焊接热影响区窄,焊接变形小,焊接接头含氢量低。
焊接工艺参数见表4
焊接焊丝直径/焊丝伸出长度/焊接电流/电弧电压气体流量/
层次mm mm A /V (L/min)
打底焊 1.2 20 90~110 18~20 10~15
填充焊 1.2 20 220~240 24~26 20
盖面焊 1.2 20 250~270 27 20
3.焊接工艺要求
(1)由于液压支架的底座,顶梁,掩护梁,前、后连杆及侧护板,大部采用Q460钢板,且厚度为16mm~60mm,所以,下料由数控切割机下料,严格控制切割速度为200mm/min~300mm/min,为下道工序保证点装尺寸做好基础。
坡口由双工位机架人,或手工切割而成。
(2)点装前,坡口及坡口两侧50mm范围内用手动砂轮机将水、油污、锈皮等清理干净,直到露出金属光泽。
(3)焊接顺序。
合理的焊接顺序是防止焊接变形的最重要的环节,焊接时按照先四周主筋板,后其他筋板、隔板;先纵焊缝后横焊缝;先里后外;对称交错的原则对结构件进行施焊,可有效地防止结构件的焊接形变。
(4)当环境温度高于5℃时,焊接Q460钢板时可不预热,当环境温度低于5℃时,可将Q460钢板预热到100℃~150℃,并且焊后需及时用石棉被盖住,防止冷却速度过快,产生裂纹,焊接≥20mm的厚板时,采用多层多道焊接方法,一般为三层三道焊接,并且层间温度不低于100℃左右,焊后一般采用500℃~560℃回火处理,防止产生裂纹。
焊接过程中,最好2个人同时对称焊接,并且轮流焊接,这样不至于结构件降温后需重新预热
4. Q460钢板焊接过程中存在的问题及解决办法
4.1应变时效引起的局部脆性断裂
(1)在液压支架使用过程中,结构件损坏往往是由于应变时效引起的局部脆性断裂。
应变时效引起的局部脆性:Q460钢材经过剪切、压弯等冷加工后,会产生一定的塑性变形。
在液压支架生产过程中,有许多筋板、隔板需要剪板机剪切,还有许多弧板、盖板需要用压力机压弯,最后又经过200℃~400℃温度范围内的加热就会引起应变时效。
焊接时,金属受到热循环的作用,特别是在热影响区的某些尖端附近或多层焊道中已焊完焊道中的缺陷附近,将产生较大的应力———应变集中,从而引起较大的塑性变形。
这种塑性变形在焊接热循环的作用下,也会引起应变时效,称为热应变脆化,其结果使接头局部脆化,同时热应变脆化大大降低了材料塑性,提高了材料的脆性转变温度,使材料的缺口韧性下降。
(2)对策。
焊后对液压支架的结构件整体高温回火热处理,可消除80%~90%的残余应力,而且能够改变局部脆性。
具体措施是将焊件整体放入加热炉中,并缓慢加热至500℃~560℃,经一段时间(2h)保温后,随炉冷却(50℃~100℃)至200℃~300℃以下出炉。
出炉后立即用石棉被盖住,防止冷却过快。
如不及时消除,内应力与外加载荷叠加在一起,将引起材料发生意外的断裂。
4.2液压支架焊接过程中的应力与变形
4.2.1产生焊接残余应力的主要原因焊接时,不均匀地加热与冷却是产生焊接残余应力的主要原因。
一般来说,在焊接条件下主要存在温度应力、组织应力、拘束应力、氢致应力。
4.2.2控制焊接残余应力的措施
(1)选择合理的装配焊接顺序。
施焊时,要考虑到焊缝尽可能地收缩以减少结构的拘束度,从而降低焊接残余应力。
一般来说,应先焊错开的短焊缝,再焊直通长焊缝。
这样能最大限度地让焊缝收缩,减少焊接残余应力。
(2)选择合理的焊接参数。
对于需严格控制焊接残余应力的工件,焊接时尽可能采用较小的焊接电流和较快的焊接速度,来减少焊件的受热范围,从而减少残余应力。
(3)焊接过程中采用多层多道焊接,且每次的焊缝长度要短,并且控制层间温度不低于规定值。
在每道焊缝冷却过程中,采用锤击焊缝方法,可以降低焊缝的残余应力的25%~50%。
(4)采用加热“减应区”法。
加热“减应区”法就是在焊接或焊补刚度较大的结构时,通
过加热影响焊接区自由伸缩的部位即所谓的“减应区”,使之与焊接区的膨胀和收缩协调进行,从而起到减少焊接残余应力的作用。
(5)在生产实际过程中,往往还可采用反变形法来降低结构的局部刚性而有效地控制残余应力。
(6)对焊缝区域施加振动载荷,使振源与结构件发生稳定的共振,利用稳定共振产生的变载应力,使焊缝区域产生塑性变形,以达到消除焊接残余应力的目的。
(7)预热法。
焊接温差越大,残余应力也越大,因此焊前预热可降低温差和减慢冷却速度,从而减少焊接应力。
(责任编辑:胡建平)────────────────
第一作者简介:蔺云峰,男,1972年生,1997年毕业于河北建筑科技学院机械设计与制造专业,工程师,山西霍州煤电集团机电总厂,山西省霍州市,031412.。