Q420培训教案(Q420高强钢性能分析与焊接工艺评定)分解PPT课件
钢结构的焊接培训课件PPT课件
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(2)T形角焊缝连接
f
N cos θ l w he
f
N sin
l w he
lw
(3 28)
lw 2
(3 9)
Nx θ Ny N
代入式3-13验算焊缝强度，即:
N
f f
2
2 f
f
w f
(3 5)
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(3)角钢角焊缝连接 A、仅采用侧面角焊缝连接 由力及力矩平衡得:
lw 60h f
注：
1、当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑；
2、当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。
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对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加热严 重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷，使焊 缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力，规范 规定：
lw 8h f 且不得小于40mm
t A
(3 29)
στ
M Ww
ftw
max
VSw Iwt
3 V 2 lwt
fVw
(3 30)
VS w I wt
f
w v
式中：Ww—焊缝截面模量； Sw--焊缝截面面积矩； Iw--焊缝截面惯性矩。
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M V
1 焊缝截面
σ1
σmax
τmax
τ τ1
A、对于焊缝的σmax和τmax应满足式3-2和3-3要求； B、对于翼缘与腹板交12 接3点12 焊1.1缝f tw（1点），(3 其31折) 算应
(3)t>20mm时，宜采用U形、K形、X形坡口。
t--焊件厚度
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C=0.5~2mm
高强钢的焊接技术ppt课件
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
高强钢的焊接技术
超临界技术 的发展
超临界、超超临界火电机组具有显著的节能 和改善环境的效果，超超临界机组与超临界 机组相比，热效率提高1.2%，一年可节约 6000吨优质煤。未来火电建设将主要是发展 高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（ USC）火电机组，它们在发达国家已得到广 泛的研究和应用。
高强钢的焊接技术
5、焊接质量控制
1、人员 资格
1、焊工（Ⅲ类钢 小口径氩弧焊打 底电焊盖面项目） 2、热处理工 3、无损检测人员
2、坡口 组对
1、坡口清理10~15 Mm范围、防风 雨措施、环境温 度≥5℃、湿度 ≤90％； 2、组对间隙2~3 mm、管口端面
与管中心线垂直、 错边量≤壁厚10 且不大于1mm。
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
高强钢的焊接技术
1）什么是低合金高强钢
含碳量小于0.25﹪，合金元素2.5 ﹪以下
屈服强度 σ0.2(30～80kgf/mm2) 屈强比σs/σb(0.65～0.95) 良好的焊接性,较低的冷脆倾向 分为高强度用钢、低温用钢和耐蚀用钢三
控制轧制钢
1、控制轧制： 普通低合金钢 加入（Ti、Nb 、V等），加 热到1250-1350 ℃进行轧制。 2、目的：获得 良好的强韧化 效果，降低钢 的冷脆倾向。
针状铁素体 型低合金钢
1、屈服强度 达到490MPa以 上、脆性转变 温度在-100℃ 以下。 2、焊接性能 好，用于北方 严寒条件下工 作的大直径石 油和天然气管 道用钢。
建筑钢结构Q420_N高强度钢的焊接性能分析_黄镇
级
Ｓ
Ｎｂ
Ｖ
Ｔｉ
Ｎｉ
Ｎ
Ｍｏ
不大于
Ａ
０．０３５ ０．０３５
Ｂ
０．０３５ ０．０３５
ＧＢ／Ｔ１５９１
Ｃ
０．２０
０．５０
１．７０
０．０３０ ０．０３０
０．０７
０．２０
０．２０
０．８０
０．０１５
０．２０
－２００８
Ｄ
０．０２５ ０．０２５
Ｅ
０．０２０ ０．０２０
Ｃ
０．２０
０．０２５
ＧＢ／Ｔ１９８７９ Ｄ
０．５５
⑤严格执行定位焊工艺要求。由于点焊热输入量很小，造 成在点焊处一次结晶尚未完成，温度已降到 ５００℃以下，因此 极易形成裂纹。定位焊焊缝厚度应不小于 ３ｍｍ，长度应不小于 ４０ｍｍ，间距宜为 ３００ｍｍ￣６００ｍｍ，需预热的材质，定位焊的预热 温度宜高于正式施焊预热温度 ２０℃￣５０℃。
⑥高强度钢厚板的焊接需准确控制预热温度，层间温度和 后热温度，以控制扩散氢含量，淬硬倾向和拘束应力。最好采用 远红外电加热的方式，有利于温度准确和受热均匀。
１．６０
０．０１５ ０．０１５ ０．０２０ ０．０１０
０．７
－
－
－２００５
０．１８
０．０２０
Ｅ
Ｃ
０．０３０ ０．０２５
ＧＢ７１４
Ｄ
０．１８
０．５５ １．０￣－１．７０ ０．０２５ ０．０２０ ０．０６０
０．０８
０．０３０
０．７０
０．０１２
０．３５
－２００８
Ｅ
０．０２０ ０．０１０
Ｓ４２０Ｎ ＥＮ１００２７－２
安徽建筑
２０１３ 年第 ６ 期（总 １９４ 期）
Q420输电铁塔用Q420 高强钢及焊接材料的性能评价
１ 试验材料
试验用角钢（Ｑ ４２０Ｂ ）是由 Ｔ 钢铁公司生产的， 其板厚为 １４ ｍ ｍ ，供货状态为热轧；试验用钢板 （Ｑ ４２０Ｃ ）是由 Ｗ 钢铁公司生产的，其板厚为 １９ ｍ ｍ ，供货状态为热轧。其化学成分、各项力学性能 的复验结果均符合 Ｇ Ｂ ／Ｔ １５９１－９４ 标准的要求。
２ 焊接性试验
收稿日期：２００６－１１－１０ 作者简介：韩钰（１９７８－）：女，工程师，工学硕士，主要从事焊接技术
及焊接材料的研究；电话：０１０－５８３８６１８２ ； Ｅ －ｍ ａｉｌ：ｈａｎｈａｎｙｕｙｕ＠ ｔｏｍ ．ｃｏｍ
以往我国铁塔用钢的强度等级主要是 Ｑ ２３５ （!ｓ＝２３５ Ｍ Ｐａ）和 Ｑ ３４５（!ｓ＝３４５Ｍ Ｐａ），也曾极少量 的使用过 Ｑ ３９０。随着铁塔向大荷载和大型化的发 展，采用 Ｑ ４２０ 等更高级别的高强钢具有明显的
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预热 １５０℃
２４５，２６４，２７１，２６２，２５１，２６７，２５２，２５１， ２ ５７，２３５，２３８，２４５，２５５，２５６，２５４
２５４
表 ２ Ｑ４２０Ｃ 钢板热影响区最高硬度测试结果
试件
测定值 （Ｈ Ｖ ０．２）
平均值 （Ｈ Ｖ ０．２）
不预热
２２７，２２１，２２５，２２０，２３３，２１６，２３９，２３２， ２４０，２１２，２３６，２３５，２２６，２３５，２２７
国产低合金高强度钢与普通低合金钢的主要不 同，就是加入 Ｎ ｂ、Ｖ 、Ｔ ｉ等强烈碳化物形成元素，可 对焊缝性能造成不良影响；另外，国产高强度钢的冶 炼普遍采用热轧，没有加入精炼工序，这就使其性能 不够稳定，也对其焊接提出了更高的要求。因此高强 钢的焊接性能也是杆塔设计和制造部门比较关心的 一个问题，这主要包括两个方面，一是裂纹敏感性， 二是焊接热影响区的力学性能。为了保证特高压输 电线路铁塔结构的焊接施工质量，有必要开展 Ｑ ４２０ 高强钢及其焊材的性能研究，为铁塔制造焊接工艺 的制定提供科学依据和具体的指导。
电力铁塔用Q420高强钢加工工艺探讨
电力铁塔用Q420高强钢加工工艺探讨【摘要】Q420钢具有承载能力强、强度高的特点，已经广泛应用于输电线路铁塔设计中。
针对Q420钢加了如V、Nb、Ti等强烈碳化物形成元素，会对加工工艺造成影响。
本文从钢材的机械加工、焊接工艺、弯曲变形等方面，分析探讨Q420高强钢在电力铁塔中的加工工艺。
【关键词】电力铁塔；Q420高强钢；加工工艺；分析探讨随着电网建设的不断加强，塔重从单基重量1吨～2吨，发展到现在最大单基塔重约5999吨；塔高从几米发展到浙江舟山与内陆联网跨海工程跨越塔塔高约370米[1]。
高强钢具有强度高、承载能力强的特点。
采用Q420作铁塔的主材，不仅可以降低塔重，从经济上讲，使用Q420高强钢可以降低整体造价的7%～10%[2]。
因此，高强钢在超高压或特高压的电网建设中具有广阔的应用前景。
但由于Q420钢冶炼加了如V、Nb、Ti等强烈碳化物形成元素[3]，会对机械加工、焊缝性能、弯曲变形造成影响。
为了保证的Q420高强钢的加工质量，作为铁塔制造企业必须对Q420高强钢的加工工艺进行探讨。
1.Q420高强钢机械加工工艺1.1 Q420高强钢的理化性能表1 低合金高强度结构钢Q420的化学性能表2 低合金高强度结构钢Q420的力学性能1.2 Q420高强钢机械加工要求从Q420高强钢的理化性能表可知，Q420钢综合力学性能不佳，强度虽高，但韧性、塑性较低。
焊接时，脆化倾向大。
冷热加工性尚好，但缺口敏感性较大。
因此业主对Q420钢的机械加工提出了要求，构件几何尺寸、外观及允许偏差除满足《输电线路铁塔制造技术条件》（GB/T2694-2010）外，Q420钢的加工必须采用钻孔工艺，角钢的下料通过带锯床来完成，目的是要通过钻孔来减弱缺口敏感性，来提高材料的使用机械性能。
1.3 Q420高强钢机械加工工艺试验通过Q420高强钢在角钢数控钻孔生产线加工、角钢数控生产线加工、剪板机剪切等加工工艺试验，得出了下表。
关于高强度钢Q420GJC焊接工艺及节点优化的研究 李军
关于高强度钢Q420GJC焊接工艺及节点优化的研究李军摘要：高强钢目前在建筑钢结构中使用的逐渐增多，“奥运鸟巢”、“世博”是高强钢建筑成功的案例，越来越多的高层建筑也使用高强钢进行制作。
在制作过程中，高强钢的焊接一直是一个制作难题，本文将对高强钢Q420GJC材料的焊接性进行分析，进而确定正确的焊接工艺措施作出研究。
关键词：高强钢、Q420GJC、焊接工艺、层状撕裂[Abstract] High-strength steel is used more and more in building steel structure nowadays. The "Olympic Main Venue" and "World Expo" are successful cases of high-strength steel building. Meanwhile, more and more high-rise buildings are made ofhigh-strength steel. Welding of high strength steel has always been a difficult problemin the manufacturing process. This paper will analyze the weldability of high strength steel Q420GJC, and then determine the correct welding process measures.[Key words] High-Strength Steel, Q420GJC, Welding Process, Lamellar Tear0 引言对于高强度钢的焊接工艺中，如何防止焊接冷裂纹的产生，焊接出合格的焊缝，一直是工厂生产制作中一个难题。
Q420高强度钢板焊接工艺性能研究
Q420高强度钢板焊接工艺性能研究摘要：在对凤凰山矿井下所使用的电机护罩用高强度钢板q420的电阻点焊工艺性能进行深入研究中，对不同工艺条件下点焊接头宏观金相、焊接接头力学性能进行了分析，研究结果表明：该实验条件下，最佳点焊工艺参数为：焊接电流7.5～8.0ka，焊接时间20cyc，电极压力450kgf。
为了防止发生焊接缺陷，避免焊接电流过小或者焊接时间过长，导致锻压力不足等现象，在焊接过程中需要保持电极和工件表面的清洁。
关键词：q420钢电阻点焊焊接工艺缺陷防止0 引言q420钢具有较高的碳当量，焊后硬化可能性更高。
因此，许多先进煤机制造企业密切关注着其焊接性能。
鉴于此，为了探讨不同点焊工艺参数下q420的焊接性能，本文通过点焊工艺和力学性能试验等对凤凰山矿井下电机护罩所用的q420钢进行研究分析，进而对q420钢合理的点焊规范参数范围进行确定。
1 实验方法1.1 设定焊接参数本文通过采用单脉冲规范对q420进行点焊工艺试验。
电极压力为350kgf、400kgf、450kgf，焊接时间为7cyc、10cyc、15cyc、20cyc和24cyc。
在进行每组试验的过程中，固定电极压力和焊接时间，通过改变型控din100制器的焊接热量（功率输m百分比）进而改变焊接电流的大小，对q420进行焊接。
最小焊接热量通过拉伸试验进行确定，在焊接过程中以5%数量级进行取样焊接，发生飞溅时停止对q420焊接。
同一焊接热量，通常情况下要进行2-3次的取样。
由于焊件和电极表面状态存在差异，在一定程度上造成电流值大小的不同，由于这些微小的变化对试验不构成影响，所以在较小范围内可以忽略不计。
1.2 力学性能实验通常情况下，借助接头强度来反映点焊接头质量的好坏，然而一般采用拉伸剪切强度对接头强度进行评定。
因此，本文通过利用拉剪试验对点焊工艺试验后的试样进行试验。
在试验过程中，根据gb2651-81《焊接接头拉伸试验法》中的相关规定，确定拉剪试样的形状与尺寸。
Q420高强钢焊接作业指导书
Q420高强钢焊接作业指导书1．范围本指导书适用于车间的Q420高强钢及Q420高强钢与其他低级别钢材的焊接。
本指导书适用于焊条电弧焊（SMAW）、熔化极气体保护焊（GMAW）各典型焊接工艺卡的具体适用范围如表1所示。
22接头和焊缝形式：(B)－对接接头；(T)—T形接头；B－坡口焊缝；B＋F－对接＋角接组合焊缝；F－角焊缝。
2．制定依据根据国家电网公司在输电线路铁塔中推广应用Q420高强钢的工作安排，依据JGJ 81－2002《建筑钢结构焊接技术规程》的规定，并结合本单位作业环境及本单位技术能力等因素对焊接质量的影响，，编制本作业指导书，确保铁塔的制造质量。
引用的技术规范包括：JGJ 81－2002 建筑钢结构焊接技术规程JB/T3223－94 焊接材料质量管理规程GB3323－2005 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB/T5293－99 埋弧焊用碳钢用焊丝和焊剂GB11345－89 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB/T12470－2003 埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂GB50205－2001 钢结构工程施工质量验收规范HG/T2537 焊接用二氧化碳Q420高强钢焊接工艺评定报告输电线路铁塔用Q420角钢采购技术条件3．一般规定3.1焊接人员焊接Q420高强钢的焊工，必须由取得Q420焊接资格的合格焊工按工艺要求进行操作。
3.2 焊接设备焊接设备及辅助设备的容量应满足焊接规范参数的要求，并处于正常工作状态，用于参数记录的仪表、气体流量计等应校准。
SMAW焊接电源的容量及特性应根据焊接工艺方法、焊接电流大小来选择；GMAW焊接设备主要由焊枪、送丝机构和电源等组成。
采用平特性直流电源，焊接时要求送丝均匀，保证焊接过程的稳定；3.3材料3.3.1钢材入厂Q420钢材必须复验，复验结果应符合标准GB/T1591及《输电线路铁塔用Q420角钢采购技术条件》的规定。
在焊接加工前应对Q420钢材质保书和原材料的复核和检验进行确认。
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Q142.0焊高强接钢性性能试分验析与的焊接相工关艺评内定容
使用焊接性
明确焊接接头所在部件的使用性能的要求 明确一个概念：一个没有缺陷（即无损检测合
格）的焊接接头不一定能够满足使用性能的 要求。
焊接性试验方法及选择
最常用的方法（直接法）－焊接裂纹试验（冷裂 纹试验、热裂纹试验、再热裂纹试验、脆性断裂）
计算法（间接法）－碳当量法、焊接裂纹敏感 指数法
Q242.0高Q强4钢2性0能焊分接析与性焊接试工验艺评定
2. Q420焊接性试验
2.1 焊接冷裂纹敏感性分析
钢材的焊接冷裂纹敏感性一般与母材和焊缝金属 的化学成分有关，为了说明冷裂纹敏感性与钢材化 学成分的关系，通常用碳当量来表示。计算碳当量 的公式很多，对于Q420钢，采用了国际焊接学会 （IIW）推荐的非调质钢碳当量Ceq（IIW）计算公 式（公式1）和日本工业标准（JIS）推荐的碳当量 Ceq(JIS)计算公式（公式2）进行计算。
实例：
Q242.0高Q强4钢2性0能焊分接析与性焊接试工验艺评定
图 Q420韧脆转变温度
结果表明：0℃时Q420角钢的冲击值大于27J, -5℃时冲击值约在27J， 因此Q420的韧脆转变温度约在-5℃。 加工单位应注意：在寒冷地带施工时不要造成构件的损伤，如缺口等。
Q420高强钢性能分析与焊接工艺评定
• 2.3 斜Y坡口焊接裂纹试验
• 斜Y坡口焊接裂纹试验（小铁研）主要是评 定焊接热影响区产生冷裂纹的倾向性。试 验参照GB4975.1-84《斜Y坡口焊接裂纹试 验方法》的规定进行。试验焊缝结束后， 经48小时后进行裂纹检查。
Q242.0高Q强4钢2性0能焊分接析与性焊接试工验艺评定
实例：
表 Q420角钢斜Y坡口焊接裂纹试验
3.焊接工艺评定的相关内容
试件编号 1（不预热）
2（预热150 ℃）
表面裂纹率 0
0
断面裂纹率 15.68%
0
当环境温度低于5℃时， 应进行焊前预热150℃，以避免产生冷裂纹。
Q242.0高Q强4钢2性0能焊分接析与性焊接试工验艺评定
2 .4 钢材的韧脆转变温度
• 以得到27J的V型夏比冲击值所对应的试验 温度作为韧脆转变温度，测定Q420的韧脆 转变温度。测定方法如下：直接将角钢加 工成冲击试样,并分别在20℃、0℃、-20℃ 和-40℃下进行冲击实验,根据实验结果推断 出冲击值为27J时所对应的温度即为韧脆转 变温度。冲击功值见下图。
焊接难度影响
焊接难度
因素
一般
较难
难
节点复杂程度 和拘束度
简单对接、角 接，焊缝能自
由收缩
复杂节点或已 施加限制
收缩变形的措 施
复杂节点或局 部返修条件 而使焊缝不能 自由收缩
板厚 （mm）
t＜30
30≤t≤80
t＞80
受力状态
一般静载拉、压
静载且板厚方向受 拉或间接动载
直接动载、抗震设 防烈度大于8度
• ——低合金高强度钢不再是“简易”生产的普通低合 金钢，而是采用一系列现代冶金新技术生产的精细钢 类，包括铁水预处理、顶底复吹转炉冶炼、钢包冶金、 连铸、控扎控冷（热机械处理）等技术得到普遍应用， 已成为低合金高强度钢的基本生产流程。
0．前言 Q420高强钢性能分析与焊接工艺评定
高强钢的焊接性能也是杆塔设计和制造 部门比较关心的一个问题，这主要包括两 个方面，一是裂纹敏感性，二是焊接热影 响区的力学性能。如果焊接工艺不当，高 强钢焊接时有焊接热影响区脆化倾向，易 形成热裂纹，冷却速度较快时，有明显的 冷裂倾向。
钢材碳当量1 Ceq(%) ＜0.38
0.38~0.45
＞0.45
注：1—按国际焊接学会（IIW）公式， （%）（适用于非调质钢）
Q242.0高Q强4钢2性0能焊分接析与性焊接试工验艺评定
• 2.2 热影响区最高硬度试验 • 热影响区最高硬度试验是以测定焊接热影
响区的淬硬倾向来评定钢材的冷裂纹敏感 性。试验按照GB4675.5-84《焊接热影响区 最高硬度试验方法》的规定进行。
Q420高强钢性能分析与焊接工艺评定
Q420高强钢性能分析与焊接工艺评定
二OO七年七月
0．前言 Q420高强钢性能分析与焊接工艺评定
• 自20世纪60年代以来，低合金高强钢领域取得了惊人的进展， 由此而形成了“现代低合金高强钢”，在合金设计及生产工艺 诸方面导入了许多新的概念，主要的是：
• ——Nb、V、Ti等强烈碳化物形成元素的应用，及以 晶粒细化和析出强化为主要内容的钢的强韧化机理的 建立，出现了新一代的低合金高强钢，即以低碳、高 纯净度为特征的微合金化钢；
Q420高强钢性能分析与焊接工艺评定
1.焊接性试验的相关内容 2.Q420焊接性试验
3.焊接工艺评定的相关内容 4.Q420焊接工艺评定
5.Q420焊接技术管理人员及焊工培训
Q420高强钢性能分析与焊接工艺评定
1. 焊接性试验的相关内容
目的
评价母材焊接性能的好坏，确定合理的焊接 工艺参数。
焊接性内涵
硬度HV0.2
254，268，255，261，244，254，264，276 276，288，280，264，291，291，267 245，264，271，262，251，267，252，251 257，235，238，245，255，256，254
平均硬度 HV 269
254
Q2高Q强4钢2性0能焊分接析与性焊接试工验艺评定 试样检测面经打磨抛光后，用2%硝酸酒精溶液 浅腐蚀后，参照GB4675.5如图所示。
图 硬度的检测位置
实例：
Q242.0高Q强4钢2性0能焊分接析与性焊接试工验艺评定
•
表 Q420角钢热影响区最高硬度试验
试件 编号
1（不预热）
2（预热150 ℃）
Q242.0高Q强4钢2性0能焊分接析与性焊接试工验艺评定
• Ceq（IIW）=C+
（1）
• Ceq（JIS）=C+
（2）
根据JGJ81-2002规定：钢材碳当量小于 0.38，焊接难度一般；在0.38～0.45范围 内，焊接程度较难。
Q242.0高Q强4钢2性0能焊分接析与性焊接试工验艺评定
JGJ81-2002中对 建筑钢结构工程的焊接难度区分原则