Q235的焊接工艺

Q235钢焊接工艺

1.材料简介

Q235是一种普通碳素结构钢，其屈服强度约为235MPa，随着材质厚度的增加屈服值减小。由于Q235钢含碳量适中，因此其综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能有较好的配合，用途最为广泛，大量应用于建筑及工程结构，以及一些对性能要求不太高的机械零件。

2.焊接特点

Q235的碳和其他合金元素含量较低，其塑性、韧性好，一般无淬硬倾向，不易产生焊接裂纹等倾向，焊接性能优良。

Q235焊接时，一般不需要预热和焊后热处理等特殊的工艺措施，也不需选用复杂和特殊的设备。对焊接电源没有特殊要求，一般的交、直流弧焊机都可以焊接。

在实际生产中，根据工件的不同加工要求，可选择手工电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧焊等焊接方法。

3. 手工电弧焊

手工电弧焊是一种基本的焊接方法，其设备简单，操作方便、灵活，应用较为广泛。

3.1 焊材选择

Q235是普通碳素结构钢，当作为一般结构焊接时，可搭配E43系列焊条使用，一般多使用E4303焊条。当其作为动载荷或是复杂的厚板结构时，一般选用E4315、E4316、E5015、E5016焊条。其化学成分及力学性能见表3.1.1。焊条在使用前需进行烘干处理。

表3.1.1 焊条化学成分及力学性能

3.2 焊前准备

焊接前，焊件按工艺要求选择坡口形式，开坡口并清除坡口、焊件对接面及周围的锈蚀、油污等有害物质，避免产生焊接缺陷。同时也要保证焊条的表面清洁、无污物。

当环境温度低于0℃，或者焊件较厚时，一般在100-150℃下预热。

3.3 焊接工艺参数

手工电弧焊一般分为平焊、横焊、立焊、仰焊四种形式。焊接电流的选择主要取决于焊条直径和焊缝位置，其次是焊件厚度、接头类型、焊道层次等。而电弧电压主要由电弧长度来决定。因此，电弧长度要适中，以保证电弧燃烧稳定，防止出现咬边、未焊透、外观成型不良等缺陷。

在焊接过程中，焊接速度要适当，既要保证焊透、融合良好，又要保证不烧穿。对于厚度较大的焊件需采用多层焊。在多层焊接时第一层焊通常选用较小的焊接电流，一般用直径3.2mm的焊条，焊层厚度最大不超过5mm。盖面层要保证焊缝宽度和高度符合要求。

各种位置焊缝的焊接工艺参数见下表。

表3.3.1平对接焊缝焊接工艺参数

表3.3.2 立对接焊缝焊接工艺参数

横对接焊缝焊接工艺参数

表3.3.3

表3.3.5 角接缝焊接工艺参数

4.CO2气体保护焊接工艺

CO2气体保护焊是一种高效节能的焊接方法，其焊接变形小，焊接质量好，易于实现过程控制自动化。

4.1焊丝选择

Q235在CO2气体保护焊时通常选用ER49-1（H08Mn2SiA）和ER50-6焊丝。其化学成分及力学性能见下表。

表4.1.1 ER49-1及ER50-6焊丝化学成分及力学性能

4.2焊前准备

焊接用CO2气体的纯度应该较高，一般不低于99.5%，有些优质接头的焊接则要求CO2气体的纯度不低于99.8%，露点低于-40℃。

坡口加工的精度是保证融合良好和焊缝美观的重要因素之一，可采用机械加工、气体火焰切割和等离子切割等方法进行。焊接前，应清理坡口及坡口两侧20mm以内的油污、锈迹和氧化皮等污物。

定位焊时根据板厚确定焊缝长度和间距。一般薄板的定位焊缝应该细而短，长度为3-50mm，间距为30-150mm；中厚板的定位焊缝长度为15-50mm，焊缝间距为100-150mm。

4.3 焊接工艺参数

CO2气体保护焊在焊接时，采用细丝、短路过渡的方法，可以焊接薄板；采用粗丝、射滴过渡的方法，可以焊接中、厚板。从焊接位置上看，可以进行全位置焊接，也可以进行平焊、横角焊及其他空间位置的焊接。在焊接时，要选择正确的工艺参数，以保证焊件的焊接质量。

不同接头形式对应的焊接工艺参数见下表

表4.3.1 对接接头焊接工艺参数

表4.3.2 T型接头焊接工艺参数

表4.3.3 角接接头焊接工艺参数

表4.3.4 搭接接头焊接工艺参数

4.4 金属飞溅

金属飞溅是CO2气体保护焊的主要缺点。为了减少飞溅，要选择合适的焊接电流、电弧电压和焊枪角度。一般短路过渡时焊接电流处于小电流区，细颗粒过渡时电流处于大电流区。

5.埋弧焊接工艺

自动埋弧焊利用机械装置自动控制送丝、移动电弧，自动化程度高，生产效率高，焊缝成形美观，化学成分稳定，焊缝质量较高。

5.1 焊材选择

Q235钢板在埋弧焊接时按国家标准GB/T14957-1944《熔化焊用钢丝》及GB/T4241-1984《焊接用不锈钢盘条》规定，常选用HJ431型焊剂，配合H08A、H08MnA 焊丝。

镀铜焊丝H08A化学成分和力学性能见下表

表5.1.1 H08A化学成分及力学性能

HJ431焊剂属于高锰、高硅、低氟型焊剂，电弧稳定、焊波美观，但抗锈能力一般。

在使用前需在250℃下烘干1-2h。其化学成分见下表。

表5.1.2 HJ431焊剂化学成分

5.2 焊前准备

埋弧焊接前应选择合适的坡口形式。由于埋弧焊可使用大电流焊接，故厚度为

3~24mm的钢板可开I型坡口，间隙为0~4mm，偏厚者可双面焊，也可开带钝边的单边V 形坡口或Y形坡口。厚度24~60mm的钢板可开双Y形坡口或带钝边V形坡口等；厚度50~160mm的钢板可开带钝边的双U形或UV形坡口等。V形或Y形坡口角度一般为60°~80°，单V形坡口角度为20°~40°。坡口可用刨边机、铣边机、气割机或等离子弧切割机等设备加工，加工后坡口边缘要求平直。具体形式及尺寸按设计要求或国家标准GB/T 985-2008《埋弧焊的推荐坡口》执行。

焊前应清除坡口、对接面及焊接部位两侧20-30mm范围内的表面锈蚀、油污、氧化皮及水分等有害物质。也应保证焊剂清洁、粒度均匀。清除焊丝表面的锈斑和油渍等污物。

焊件装配必须保证间隙均匀、高低平整。定位焊一般采用焊条电弧焊，使用E4303焊条，焊条直径4mm。焊缝长度一般为30mm，间距为100-300mm。保证焊透、融合良好，无焊接缺陷。

Q235在埋弧焊前，一般不需预热。如果焊接环境低于0℃，则应将焊件预热至30-35℃。对于厚度超过70mm的焊件，焊前应预热至100-120℃。对于压力容器，焊后应作消除应力处理，可选择在550-650℃下进行。

埋弧焊时，由于在焊接起始阶段焊接参数不够稳定，达到预定的焊缝厚度需要有一个过程，而在焊缝收尾时，由于熔池冷却收缩会出现弧坑。这两种情况都会影响焊接质量，甚至产生缺陷。因此，在试板两端分别焊上一块引弧板和引出板。焊接开始时，在引弧板上起弧，结束时在引出板上收弧。焊接结束后，用气割将两块板割除。

5.3焊接参数

采用对接双面埋弧焊时参见下表的工艺参数。

表5.3.1 对接双面埋弧焊工艺参数