本發(fā)明屬于焊接
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種鋼橋梁用q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接方法。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，耐候鋼因其具有優(yōu)越的耐大氣腐蝕性能，在鋼橋梁上應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但實(shí)際應(yīng)用中雖然全橋鋼材采用了耐候鋼，但成橋后又均采用了重防腐涂裝體系，沒(méi)有發(fā)揮耐候鋼的優(yōu)勢(shì)。主要原因在于耐候鋼的連接焊縫采用的焊材依然按照普通橋梁鋼的焊材指標(biāo)(rel、rm、a、akv)進(jìn)行選擇，沒(méi)有考慮焊縫部位的耐腐蝕性，阻礙了耐候鋼橋的免涂裝(裸露)應(yīng)用。因此，只有耐候鋼焊縫部位也具有相匹配的耐候性，才可保證整個(gè)鋼橋梁均有耐候性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種鋼橋梁用q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接方法，使所述耐候鋼焊縫部位也具有與母材相匹配的耐候性，從而保證整個(gè)鋼橋梁的免涂裝(裸露)應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種鋼橋梁用q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接方法，其特征是所述方法包括：所述q420qenh免涂裝耐候鋼的化學(xué)成分按照重量百分比為：c≤0.08，si：0.15～0.40，mn：1.00～1.50，p≤0.015，s≤0.005，cu：0.28～0.50，ni：0.30～0.40，cr：0.45～0.70，mo：0.08～0.20，nb：0.01～0.10，ti≤0.03，v≤0.10，als：0.015～0.050，其余為fe；且其耐大氣腐蝕指數(shù)i≥6.5，焊接敏感指數(shù)pcm≤0.23；所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為對(duì)接焊縫時(shí)，采用實(shí)心焊絲氣體保護(hù)焊打底、埋弧自動(dòng)焊填充蓋面組合焊接工藝；所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為t型熔透角焊縫時(shí)，采用藥芯焊絲氣體保護(hù)焊接工藝；所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為橋面板單面焊雙面成型接頭焊縫時(shí)，采用實(shí)心焊絲氣體保護(hù)焊打底、埋弧自動(dòng)焊填充蓋面組合焊接工藝；所述實(shí)心焊絲的化學(xué)成分按照重量百分比為：c：≤0.10，si≤0.60，mn：1.20～1.60，p≤0.025，s≤0.02，cu：0.30～0.60，ni：0.40～0.80，cr：0.30～0.90，其余為fe及其他微量元素，且其耐大氣腐蝕指數(shù)i≥6.5，熔敷金屬相對(duì)腐蝕率≤8％；所述埋弧焊絲的化學(xué)成分按照重量百分比為：c：≤0.12，si≤0.35，mn：1.00～1.60，p≤0.025，s≤0.015，cu：0.30～0.60，ni：0.40～0.80，cr：0.30～0.90，其余為fe及其他微量元素，且其耐大氣腐蝕指數(shù)i≥6.5，熔敷金屬相對(duì)腐蝕率≤8％；所述藥芯焊絲的化學(xué)成分按照重量百分比為：c：≤0.10，si≤0.90，mn：0.50～1.60，p≤0.03，s≤0.03，cu：0.20～0.40，ni：0.30～0.75，cr：0.40～0.80，其余為fe及其他微量元素，且其耐大氣腐蝕指數(shù)i≥6.5，熔敷金屬相對(duì)腐蝕率≤8％；所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為對(duì)接焊縫時(shí)，鈍邊均為2mm；板厚δ≤28時(shí)，坡口為單側(cè)v型坡口；板厚δ＞28時(shí)，坡口為雙側(cè)非對(duì)稱(chēng)v型坡口，其中h1＝1/2δ。所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為t型熔透角焊縫時(shí)，鈍邊均為1mm，坡口為非對(duì)稱(chēng)v型坡口，其中h1＝2/3δ。所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為橋面板單面焊雙面成型接頭焊縫時(shí)，間隙為4～6mm，坡口角度為40°。所述埋弧焊接工藝的焊接線(xiàn)能量為25～30kj/cm；所述co2氣體保護(hù)焊接工藝的焊接線(xiàn)能量為15～16kj/cm。對(duì)于高性能免涂裝耐候鋼而言，則要求鋼材的耐腐蝕指數(shù)i≥6.5，同時(shí)，焊縫也要求與母材相匹配的耐腐蝕性(i≥6.5)，才能保證整個(gè)鋼橋梁免涂裝(裸露)應(yīng)用。因此，為了保證焊縫與鋼板成分匹配性，要求焊接材料化學(xué)成分設(shè)計(jì)滿(mǎn)足i≥6.5，焊接材料熔敷金屬相對(duì)腐蝕率≤8％；另外，考慮到免涂裝耐候鋼化學(xué)成分特點(diǎn)，對(duì)焊接接頭設(shè)計(jì)、焊接工藝設(shè)計(jì)以及不同焊接方法線(xiàn)能量控制等進(jìn)行創(chuàng)新，最終確保焊縫的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。本發(fā)明所述方法包括：1、所述q420qenh免涂裝耐候鋼的化學(xué)成分按照重量百分比為：c≤0.08，si：0.15～0.40，mn：1.00～1.50，p≤0.015，s≤0.005，cu：0.28～0.50，ni：0.30～0.40，cr：0.45～0.70，mo：0.08～0.20，nb：0.01～0.10，ti≤0.03，v≤0.10，als：0.015～0.050，其余為fe；且其耐大氣腐蝕指數(shù)i≥6.5，焊接敏感指數(shù)pcm≤0.23；2、所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為對(duì)接焊縫時(shí)，采用實(shí)心焊絲氣體保護(hù)焊打底、埋弧自動(dòng)焊填充蓋面組合焊接工藝；所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為t型熔透角焊縫時(shí)，采用藥芯焊絲氣體保護(hù)焊接工藝；所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為橋面板單面焊雙面成型接頭焊縫時(shí)，采用實(shí)心焊絲氣體保護(hù)焊打底、埋弧自動(dòng)焊填充蓋面組合焊接工藝；所述實(shí)心焊絲的化學(xué)成分按照重量百分比為：c：≤0.10，si≤0.60，mn：1.20～1.60，p≤0.025，s≤0.02，cu：0.30～0.60，ni：0.40～0.80，cr：0.30～0.90，其余為fe及其他微量元素，且其耐大氣腐蝕指數(shù)i≥6.5；所述埋弧焊絲的化學(xué)成分按照重量百分比為：c：≤0.12，si≤0.35，mn：1.00～1.60，p≤0.025，s≤0.015，cu：0.30～0.60，ni：0.40～0.80，cr：0.30～0.90，其余為fe及其他微量元素，且其耐大氣腐蝕指數(shù)i≥6.5；所述藥芯焊絲的化學(xué)成分按照重量百分比為：c：≤0.10，si≤0.90，mn：0.50～1.60，p≤0.03，s≤0.03，cu：0.20～0.40，ni：0.30～0.75，cr：0.40～0.80，其余為fe及其他微量元素，且其耐大氣腐蝕指數(shù)i≥6.5；3、所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為對(duì)接焊縫時(shí)，鈍邊均為2mm；板厚δ≤28時(shí)，坡口為單側(cè)v型坡口；板厚δ＞28時(shí)，坡口為雙側(cè)非對(duì)稱(chēng)v型坡口，其中h1＝1/2δ。4、所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為t型熔透角焊縫時(shí)，鈍邊均為1mm，坡口為非對(duì)稱(chēng)v型坡口，其中h1＝2/3δ。5、所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為橋面板單面焊雙面成型接頭焊縫時(shí)，間隙為4～6mm，坡口角度為40°。6、所述埋弧焊接工藝的焊接線(xiàn)能量為25～30kj/cm；所述co2氣體保護(hù)焊接工藝的焊接線(xiàn)能量為15～16kj/cm。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：1、本發(fā)明對(duì)焊材的成分進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，確保其且其耐大氣腐蝕指數(shù)i≥6.5(根據(jù)astmg101所述方法計(jì)算)，熔敷金屬相對(duì)腐蝕率≤8％，熔敷金屬加速腐蝕試驗(yàn)按照tb/t2375-1993的規(guī)定執(zhí)行，相對(duì)腐蝕率＝(母材失重-熔敷金屬失重)/母材失重×100％。進(jìn)而保證焊縫與鋼板成分匹配性，解決了免涂裝耐候鋼焊縫的耐候性能，為推廣應(yīng)用免涂裝耐候鋼橋解決了技術(shù)瓶頸。2、本發(fā)明考慮到免涂裝耐候鋼化學(xué)成分特點(diǎn)，對(duì)焊接接頭設(shè)計(jì)、焊接工藝設(shè)計(jì)以及不同焊接方法線(xiàn)能量控制等進(jìn)行創(chuàng)新，最終確保焊縫的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。3、本發(fā)明在確保焊縫耐腐蝕性能的前提下，實(shí)現(xiàn)了焊接接頭力學(xué)性能優(yōu)良及高效焊接，實(shí)用性強(qiáng)。4、本發(fā)明針對(duì)鋼橋梁用耐候鋼裸露(免涂裝)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，不但降低了鋼橋梁維修養(yǎng)護(hù)的要求，大大減小維修費(fèi)用，而且免涂裝或少涂裝，對(duì)環(huán)境影響小。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明對(duì)接接頭及單側(cè)坡口形式示意圖；圖2是本發(fā)明對(duì)接接頭及雙側(cè)坡口形式示意圖；圖3是本發(fā)明t型熔透角接頭及坡口形式示意圖；圖4是本發(fā)明橋面板單面焊雙面成型接頭及坡口形式示意圖；具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖1-4和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。1、本發(fā)明具體實(shí)施方式所用q420qenh免涂裝耐候鋼的化學(xué)成分按照重量百分比列于下表：注：表中q420qenh免涂裝耐候鋼的耐大氣腐蝕指數(shù)i≥6.5，焊接敏感指數(shù)pcm≤0.23；所述q420qenh免涂裝耐候鋼的力學(xué)性能列于下表：2、本發(fā)明具體實(shí)施方式所用焊接材料化學(xué)成分按照重量百分比列于下表：注：表中焊絲i指數(shù)均大于6.5、熔敷金屬相對(duì)腐蝕率≤8％。所述焊接材料熔敷金屬的力學(xué)性能列于下表：3、所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為對(duì)接焊縫時(shí)，采用實(shí)心焊絲富氬混合氣體保護(hù)焊打底、埋弧自動(dòng)焊填充蓋面組合焊接工藝；鈍邊均為2mm；板厚δ≤28時(shí)，坡口為單側(cè)v型坡口；板厚δ＞28時(shí)，坡口為雙側(cè)非對(duì)稱(chēng)v型坡口，其中h1＝1/2δ。焊接工藝參數(shù)見(jiàn)下表：4、所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為t型熔透角焊縫時(shí)，采用藥芯焊絲co2氣體保護(hù)焊接工藝；鈍邊均為1mm，坡口為非對(duì)稱(chēng)v型坡口，其中h1＝2/3δ。焊接工藝參數(shù)見(jiàn)下表：焊道電流(a)電壓(v)焊速(m/h)焊接線(xiàn)能量(kj/cm)根部焊道180281215.1填充蓋面焊道220291515.35、所述q420qenh免涂裝耐候鋼的焊接接頭形式為橋面板單面焊雙面成型接頭焊縫時(shí)，采用實(shí)心焊絲富氬混合氣體保護(hù)焊打底、埋弧自動(dòng)焊填充蓋面組合焊接工藝；間隙為4～6mm，坡口角度為40°。焊接工藝參數(shù)見(jiàn)下表：6、所述q420qenh免涂裝耐候鋼采用上述焊接材料、焊接工藝焊接圖1-4所述接頭形成的焊縫的焊接力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表：結(jié)果分析：⑴焊縫強(qiáng)度：各接頭的焊縫強(qiáng)度均高于母材標(biāo)準(zhǔn)值(rel-420mpa、rm-540mpa)；⑵塑性：焊縫金屬的伸長(zhǎng)率均高于母材標(biāo)準(zhǔn)值(a≥20％)，彎曲試驗(yàn)結(jié)果均為完好；⑶韌性：焊縫及熱影響區(qū)-40℃akv均大于47j；⑷接頭硬度：接頭各區(qū)的硬度值均低于hv10380。本發(fā)明針對(duì)免涂裝耐候鋼化學(xué)成分中加入了較多的cu等元素，cu作為裂紋敏感性元素，會(huì)導(dǎo)致鋼材的焊接性大大降低。因此，本發(fā)明在焊接接頭設(shè)計(jì)時(shí)大幅減小焊接接頭的鈍邊尺寸，特別是將埋弧焊接的鈍邊尺寸由常規(guī)設(shè)計(jì)的6-8mm減小至2mm，降低焊接熔池的熔合比，最大限度降低焊接過(guò)程中將母材中的cu元素帶入焊縫，既能保證焊縫的力學(xué)性能，也不會(huì)影響到焊縫的耐候性能。焊接作為一種熱加工工藝，其熱輸入大小采用焊接線(xiàn)能量(e)表示，熱輸入過(guò)大熱影響區(qū)脆化、熱輸入過(guò)小則導(dǎo)致熱影響區(qū)硬化，本發(fā)明針對(duì)不同焊接方法，提出了埋弧焊接熱輸入e控制在25～30kj/cm、氣體保護(hù)焊接熱輸入e控制在15～16kj/cm，其目的也同樣是減少焊接熔池的熔合比。以保證焊接接頭的力學(xué)性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。本發(fā)明對(duì)接焊縫、橋面板單面焊雙面成型接頭焊縫，由于采用實(shí)心焊絲富氬混合氣體焊打底、埋弧自動(dòng)焊填充蓋面組合焊接工藝，在確保焊縫耐腐蝕性能的前提下，實(shí)現(xiàn)了焊接接頭力學(xué)性能優(yōu)良及高效焊接，實(shí)用性強(qiáng)。當(dāng)前第1頁(yè)12