Q235焊接工艺课程设计

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河南工业大学

1绪论

1 .1 Q235的成分及焊接性分析

Q235钢是一种普通碳素结构钢，具有冶炼容易，工艺性好，价格价廉的优点，而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求，在世界各国得到广泛应用。碳素结构钢的牌号体现其机械性能，符号用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”的汉语拼音，表示屈服强度的数值。Q235表示这种钢的屈服强度为235MP，Q235钢含碳量约为0.2%属于低碳钢。Q235成分:C含量0.12%-0.22%、Mn 含量0.30%-0.65%、Si含量不大于0.30%、S含量不大于0.050%、P含量不大于0.045%。S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳量及热处理条件下，低碳钢焊接材料焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。

Q235含有少量的合金元素，碳含量比较低，一般情况下(除环境温度很低或钢板厚度很大时)冷裂倾向不大。工件预热有防止裂纹、降低焊缝和热影响区冷却速度、减小内应力等重要作用。但是预热使劳动条件恶化，并使工艺复杂。低合金结构施焊前是否需要预热，一般应根据生产实践和焊接性试验来确定。当母材的碳当量Ceq?0.35时应考虑预热。低合金钢淬硬倾向[1]主要取决于钢的化学成分，根据碳当量公式可知Q235的碳当量小于0.4%，在焊接过程中基本无淬硬倾向，焊前不需预热。且这类刚含碳量较低，具有较的抗热裂性能，焊接过程中热裂纹倾向较小，正常情况下不会出现热裂纹。从厚度考虑，当板厚超过25mm时应考虑100?以上的焊前预热，试验中所用

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钢板的厚度为12mm，不需预热。

焊接热处理的目的是为了消除焊接内应力、提高构件尺寸的稳定性、增强抗应力腐蚀性能、提高结构长期使用的质量稳定性和工件安全性等。低合金钢焊接结构在大多数请况下不进行焊后热处理，只有在特殊要求的情况下才进行焊后热处理。此试验并无特殊要求，因此并未进行焊后热处理。 1.2 焊条

1.2.1对焊条的基本要求

(1)焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能

(2)焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分，以保证其使用性能的要求

(3)焊条应具有良好的工艺性能

(4)要求焊条具有良好的抗气孔、抗裂纹能力

(5)焊条应具有良好的外观(表皮)质量

1.2.2焊条的组成

焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊条中被药皮包覆的金属芯是焊芯，其主要作用是导电，在焊条端部形成电弧，同时焊芯靠电弧热熔化后，冷却形成具有一定成分的熔敷金属。焊条中涂在焊芯表面上的涂料称为药皮。其主要作用是机械保护作用、冶金处理作用和改善焊接工艺性能。

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焊条按熔渣酸碱度可分为酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条的工艺性能好，焊缝外表成形美观、波纹细密。碱性焊条的焊缝具有较高的塑性和冲击韧度，一般承受动载的焊件或刚性较大的重要结构采用碱性碱性焊条。本实验为一般结构，采用酸性焊条E4303(J422).

1.3 焊接操作注意事项及安全要求

焊条电弧焊操作时，必须注意安全与防护，安全与防护技术主要有防止触电、弧光辐射、火灾、爆炸和有毒气体与烟尘中毒等。

1.3.1 防止触电

焊条电弧焊时，电网电压和焊机输出电压以及手提照明灯的电压等都会有触电危险。因此，要采取防止触电措施。或接零。焊接电缆和焊钳绝缘要良好，如有损坏，要及时修理。焊条电弧焊时，要穿绝缘鞋，戴电焊手套。在锅炉、压力容器、管道、狭小潮湿的地沟内焊接时，要有绝缘垫，并有人在外监护。使用手提照明灯时，电压不超过安全电压36V，高空作业时不超过12V。高空作业时，在接近高压线5m或离低压线2.5m 以内作业，必须停电，并在电闸上挂警告牌，设人监护。万一有人触电，要迅速切断电源，并及时抢救。

1.3.2 防止弧光辐射

焊接电弧强烈的弧光和紫外线对眼睛和皮肤有损害。焊条电弧焊时，必须使用带弧焊护目镜片的面罩，并穿工作服，戴电焊手套。多人焊接操作时，要注意避免相互影响，宜设置弧光防护屏或采取其他措施，避免弧光辐射的

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交叉影响。6 级以上大风时，没有采取有效的安全措施不能进行露天焊接作业和高空作业，焊接作业现场附近应有消防设施。电焊作业完毕应拉闸，并及时清理现场，彻底消除火种。

1.3.3 防止火灾

在焊接作业点火源10米以内、高空作业下方和焊接火星所及范围内，应彻底清除有机灰尘、木材、木屑、棉纱棉丝、草垫干草、石油、汽油、油漆等易燃物

品。如有不能撤离的易燃物品，诸如木材、未拆除的隔热保温的可燃材料等，应采取可靠的安全措施，如用水喷湿，覆盖湿麻袋、石棉布等。 1.3.4 防止爆炸在焊接作业点 10 米以内，不得有易爆物品，在油库、油品室、乙炔站、喷漆室等有爆炸性混合气体的室内，严禁焊接作业。没有特殊措施时，不得在内有压力的压力容器和管道上焊接。在进行装过易燃易爆物品的容器焊补前，要将盛装的物品放尽，并用水、水蒸气或氮气置换，清洗干净:用测爆仪等仪器检验分析气体介质的浓度;焊接作业时，要打开盖口，操作人员要躲离容器孔口。

1.3.5 防止有毒气体和烟尘中毒

焊条电弧焊时会产生可溶性氟、氟化氢、锰、氮氧化物等有毒气体和粉尘，会导致氟中毒、锰中毒、电焊尘肺等，尤其是碱性焊条在容器、管道内部焊接更甚。因此，要根据具体情况采取全面通风换气、局部通风、小型电焊排烟机组等通风排烟尘措施。

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1.4 焊接工艺参数对Q235焊接性能的影响

Q235属于对焊接方法的选择无特殊要求，焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊、氩焊等焊接方法均可采用。本实验采用的是最常用的焊条电弧焊。焊接时，为保证焊接质量，必须选择合理的工艺参数，所选定的焊接工艺参数总称为焊接工艺规范。例如，手工电弧焊的焊接工艺规范包括:焊接电流、焊条直径、焊接速度、电弧长度和多层焊焊接层数等，其中电弧长度和焊接速度一般由操作者在操作中视实际情况自行掌握，其他参数均在焊接前确定。

1.4.1 焊条直径