本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)用鋼焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種建筑結(jié)構(gòu)用鋼Q460GJC的焊接方法。

背景技術(shù)：

建筑結(jié)構(gòu)用鋼具有抗震、抗低溫沖擊等性能，提高其制造可靠性。建筑結(jié)構(gòu)用鋼的使用，可以使建筑結(jié)構(gòu)向高層化和大跨度的方向發(fā)展。如高層建筑、大跨度體育場館、機場等大型建筑工程。

Q460GJC與通用的碳素鋼、低合金鋼的主要差異是規(guī)定了屈強比、屈服強度波動范圍，規(guī)定了碳當(dāng)量和焊接裂紋敏感性指數(shù)，降低了P、S含量。但Ni含量高，Ni易與許多元素形成低熔共晶，故易于產(chǎn)生裂紋，焊接難度增加，到目前為止沒有成型的焊接方法及工藝。

綜上所述，需要對Q460GJC進行焊接試驗，來確定合理的焊接方法及工藝，使得焊接接頭獲得與母材同等的力學(xué)性能，滿足工程使用要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種建筑結(jié)構(gòu)用鋼Q460GJC的焊接方法，使得焊接接頭獲得與母材同等的力學(xué)性能，滿足工程使用要求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種建筑結(jié)構(gòu)用鋼Q460GJC的焊接方法，在-10～0℃的室溫下，對板坯厚度為3～40mm的板坯進行焊接，具體操作如下：

1.采用CO₂+Ar氣體保護焊焊接

1)實芯焊絲：WH60-GJ，焊絲直徑

2)焊前對板坯預(yù)熱150℃；

3)采用多層多道焊焊接，層間溫度150～200℃；

4)對接橫焊形式：3mm≤板厚≤20mm選擇選擇單邊V形坡口，單邊V形坡口45°，鈍邊2mm，根部間隙2mm；20mm＜板厚≤40mm，選擇K形坡口，K形坡口，正面50°，反面50°，鈍邊2mm，間隙2mm，反面清焊根焊接；焊接電流260～300A，電壓26～30V,焊接速度24～38cmm/min,線能量8.5～14.7KJ/cm；

5)角對接平焊形式：選擇V形坡口46°，鈍邊2mm，根部間隙10mm,背面襯鋼襯墊；焊接電流280～320A，電壓28～30V,焊接速度30～38cmm/min,線能量9.9～14.4KJ/cm；

2.采用埋弧焊自動焊焊接

1)焊絲：MCJ60GJ,焊絲直徑焊劑采用SJ101；焊劑焊前經(jīng)300～350℃烘焙，時間2小時；

2)焊前對板坯預(yù)熱150℃；

3)采用多層多道焊焊接，層間溫度150～200℃；

4)角對接平焊形式：選擇V形坡口46°，鈍邊2mm，根部間隙10mm,背面襯鋼襯墊；焊接電流530～555A，電壓31～34V,焊接速度32～37cmm/min,線能量22.7～28.8KJ/cm。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明針對Q460GJC的成分范圍及技術(shù)條件，解決了該種鋼的焊接方法及工藝問題，具體包括：1)焊前預(yù)熱溫度，以避免接頭部位產(chǎn)生冷裂紋；2)按接頭形式、板厚，提出合理的坡口形式及焊接方法；3)針對接頭形式、坡口形式和焊接方法選用合適的焊接材料；4)提出相應(yīng)合適的焊接工藝參數(shù)。

2.本發(fā)明技術(shù)方案的制定依據(jù)是建立在焊接工藝評定試驗的基礎(chǔ)上，具有較充分的客觀性和合理性，用上述技術(shù)方案進行Q460GJC鋼焊接，焊接接頭獲得了與母材同等的力學(xué)性能，滿足工程的焊接質(zhì)量要求。

附圖說明

圖1是第一實施例的接頭和坡口形式示意圖；

圖2是第一實施例的焊道布置示意圖；

圖3是第二、三實施例的接頭和坡口形式示意圖；

圖4是第二實施例的焊道布置示意圖；

圖5是第三實施例的焊道布置示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進一步說明：

以下實施例對本發(fā)明進行詳細描述。這些實施例僅是對本發(fā)明的最佳實施方案進行描述，并不對本發(fā)明的范圍進行限制。

Q460GJC的化學(xué)成分見表1；力學(xué)性能見表2。

表1：Q460GJC建筑結(jié)構(gòu)用鋼化學(xué)成分(％)

表2 Q460GJC建筑結(jié)構(gòu)用鋼力學(xué)性能

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)常用的接頭形式，進行焊接，作為實施例，具體如下：

第一實施例：

板厚20mm+20mm的對接橫焊，采用CO₂+Ar氣體保護焊焊接，兩板尺寸均為20*300*610mm，選擇單邊V形坡口45°，鈍邊2mm，根部間隙2mm；9層18道焊接，具體接頭和坡口形式示意圖、焊道布置示意圖分別如圖1和圖2所示。

第二實施例：

板厚20mm+20mm的角對接平焊，采用埋弧自動焊焊接，兩板尺寸均為20*200*400mm，選擇V形坡口46°，鈍邊2mm，根部間隙10mm,背面襯鋼襯墊；7層11道焊接，具體接頭和坡口形式示意圖、焊道布置示意圖分別如圖3和圖4所示。

第三實施例：

板厚20mm+20mm的角對接平焊，采用CO₂+Ar氣體保護焊焊接，兩板尺寸均為20*200*400，選擇V形坡口46°，鈍邊2mm，根部間隙10mm,背面襯鋼襯墊；7層14道焊接，具體接頭和坡口形式示意圖、焊道布置示意圖分別如圖3和圖5所示。

涉及的焊接材料包括：

埋弧焊自動焊焊絲：MCJ60 GJ,焊劑SJ101。

CO₂+Ar氣體保護焊采用實芯焊絲：WH60-GJ，

涉及的焊接設(shè)備：

埋弧自動焊焊接設(shè)備型號ZD5-1600，

CO₂+Ar氣體保護焊設(shè)備型號YD-500KR，極性為直流反接。

施焊條件為焊劑使用前經(jīng)300～350℃烘焙，時間2小時。

施焊環(huán)境溫度為-7～-8℃，環(huán)境濕度62％。對接橫焊焊縫反面清焊根。

針對上述接頭形式和焊接方法，按本發(fā)明的焊接技術(shù)方案進行施焊。其中接頭形式、坡口形式、焊道布置和順序分別見圖1～圖5。采用的焊接方法、焊接工藝參數(shù)，包括預(yù)熱溫度、線能量、道間溫度、焊接電流、電弧電壓和焊接速度見表3。

表3：

實施效果如下：

焊縫外觀檢驗:1)用不小于5倍放大鏡檢查試件表面，沒有裂紋、未焊滿、未熔合、焊瘤、氣孔夾渣等超標缺陷。2)焊縫無咬邊。符合GB50611的要求。

焊縫無損檢測：在外觀檢驗合格后進行，采用超聲波探傷，焊縫質(zhì)量符合標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》GB11345規(guī)定的BⅡ級。

試樣加工：1)拉伸試樣按《焊接接頭拉伸試驗方法》GB/T2651規(guī)定進行加工。2)彎曲試樣按《焊接接頭彎曲試驗方法》GB/T2653規(guī)定進行加工。3)沖擊試樣按《焊接接頭沖擊試驗方法》GB/T2650規(guī)定進行加工。4)宏觀酸蝕試樣加工，每塊試樣應(yīng)取一個面進行檢驗。

試樣檢驗：1)拉伸試驗按《焊接接頭拉伸試驗方法》GB/T2651規(guī)定進行。

2)彎曲試驗按《焊接接頭彎曲試驗方法》GB/T2653規(guī)定進行，彎心直徑為4δ(δ為彎曲試樣厚度)，彎曲角度為180°，試樣厚度10mm，寬度為25mm。3)沖擊試驗按《焊接接頭沖擊試驗方法》GB/T2650規(guī)定進行。4)宏觀酸蝕試驗應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法》GB226的有關(guān)規(guī)定。

試驗數(shù)據(jù)分析:表3中，1)由拉伸試驗結(jié)果看出，斷口位置都在母材上，說明焊縫強度均高于母材標準值，焊縫強度合格，屈強比≤0.85。2)側(cè)彎試驗結(jié)果均完好，無裂紋，焊縫接頭的塑性良好。3)接頭的沖擊值遠高于該鋼技術(shù)條件規(guī)定的≥34 A_KV/J要求，具有優(yōu)良的強韌性能。采用本發(fā)明技術(shù)方案施焊的焊接接頭力學(xué)性能完全滿足《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》(GB/T19879-2005)的力學(xué)性能要求，焊接方法及工藝參數(shù)可以作為編制Q460GJC焊接工藝規(guī)程的依據(jù)。

本發(fā)明的焊接方法較全面地覆蓋了Q460GJC的接頭形式和厚度規(guī)格，且實施效果均符合現(xiàn)行相關(guān)標準的技術(shù)條件，可以實際運用于Q460GJC建筑結(jié)構(gòu)用鋼的工程焊接。