q460低合金高强度钢的焊接工艺分析

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1、Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析蔺云峰（山西焦煤霍煤电集团机电总厂，山西霍州，031412）摘要：介绍了Q460低合金结构钢的主要成分、力学性能，给出了焊接Q460低合金高强度钢的焊接应选用的焊接材料和焊接设备，对焊接过程中存在的主要问题提出了解决的办法。关键词：Q460；焊接工艺；焊接性能液压支架的作用是有效地支撑工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。它与采煤机和输送机配套使用，实现采煤综合机械化。其使用寿命取决于本身结构的质量。由于支架结构件工作环境恶劣，使用过程中承受动、静载荷，存在应力腐蚀

2、现象等。为了保证支架结构件在使用过程中动作可靠，支架尺寸稳定性的要求，以及预防焊接过程中产生冷裂纹、热裂纹及气孔现象，我公司液压支架结构件大多采用Q460低合金高强度钢。经过反复试验，我们完善了Q460低合金高强度钢的焊接工艺。1．Q460低合金结构钢主要成分及力学性能（1）Q460低合金高强度钢是在16Mn钢的基础上加入Cr，Ni，V，Ti等合金元素炼制而成。钒和钛的加入，能使钢材强度增高，同时又能细化晶粒，减少钢材的过热倾向。Q460低合金高强度结构钢的力学性能见表1，Q460低合金高强度结构钢的成分见表2。（2）焊接性

3、分析。低合金钢焊接具有热裂纹、冷裂纹、淬硬倾向及氢致裂纹敏感性强等主要特点。碳当量是判断焊接性最简便的方法之一。碳当量是指把钢中合金元素（包括碳的含量）按其作用换算成碳的相当含量。随着碳当量的增加，钢的塑性急剧下降，并且在高应力的作用下，产生焊接裂纹的倾向也大为增加，焊接时有明显的淬硬倾向。因此焊接时，需较小的热输入。同时，氢致裂纹是低合金结构钢焊接接头最危险的缺陷，所以需要采取适当预热，控制线能量等工艺措施。表1Q460低合金高强度结构钢的力学性能牌号屈服强度σs/MPa抗拉强度/MPa伸长率δ5/%Q460460550～

4、72017表2Q460低合金高强度结构钢的成分（％）w（C）w（Si）w（Mn）w（S）w（P）5w（Cr）w（Ni）w（Ti）w（Nb）≤0.2≤0.551.0～1.7≤0.035≤0.03≤0.7≤0.70.02～0.20.015～0.062．焊接材料及焊接设备的选用（1）结合性能与使用性能是选用焊材的决定因素。对焊缝的力学性能要求，抗拉强度就是由结合性能与使用性能决定的。同时，考虑等强度的原则，选择H08MnMoA焊丝.（2）点焊时选用E5515碱性焊条，此焊条熔敷金属抗拉强度最小值为550MPa，适用于全位置焊接，药

5、皮为低氢钠型。采用直流反接焊接。用此焊条，由于脱氧完全，合金过渡容易，能有效地降低焊缝中的氢、氧、硫；焊缝中的力学性能和抗裂性能均比酸性焊条好。焊接时采用短弧焊。（3）焊接设备选用OTC500CO2气体保护焊机。采用CO2气体保护焊的焊接方法，其焊接效率高，没有熔渣，熔池可见度好，热量集中，焊接热影响区窄，焊接变形小，焊接接头含氢量低。焊接工艺参数见表4焊接焊丝直径/焊丝伸出长度/焊接电流/电弧电压气体流量/层次mmmmA/V（L/min）打底焊1.22090～11018～2010～15填充焊1.220220～24024～2

6、620盖面焊1.220250～27027203．焊接工艺要求（1）由于液压支架的底座，顶梁，掩护梁，前、后连杆及侧护板，大部采用Q460钢板，且厚度为16mm～60mm，所以，下料由数控切割机下料，严格控制切割速度为200mm/min～300mm/min，为下道工序保证点装尺寸做好基础。坡口由双工位机架人，或手工切割而成。（2）点装前，坡口及坡口两侧50mm范围内用手动砂轮机将水、油污、锈皮等清理干净，直到露出金属光泽。（3）焊接顺序。合理的焊接顺序是防止焊接变形的最重要的环节，焊接时按照先四周主筋板，后其他筋板、隔板；先纵

7、焊缝后横焊缝；先里后外；对称交错的原则对结构件进行施焊，可有效地防止结构件的焊接形变。（4）当环境温度高于5℃时，焊接Q460钢板时可不预热，当环境温度低于5℃时，可将Q460钢板预热到100℃～150℃，并且焊后需及时用石棉被盖住，防止冷却速度过快，产生裂纹，焊接≥20mm的厚板时，采用多层多道焊接方法，一般为三层三道焊接，并且层间温度不低于100℃左右，焊后一般采用500℃～560℃回火处理，防止产生裂纹。焊接过程中，最好2个人同时对称焊接，并且轮流焊接，这样不至于结构件降温后需重新预热4.Q460钢板焊接过程中存在的问

8、题及解决办法4.1应变时效引起的局部脆性断裂（1）在液压支架使用过程中，结构件损坏往往是由于应变时效引起的局部脆性断裂。应变时效引起的局部脆性：Q460钢材经过剪切、压弯等冷加工后，会产生一定的塑性变形。在液压支架生产过程中，有许多筋板、隔板需要剪板机剪切，还有许多弧板、盖板需要用压力机压