doc]钢桥u肋焊接新工艺——金属芯药芯焊丝co2气体保护焊

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2、钢桥U肋焊接新工艺——金属芯药芯焊丝CO2气体保护焊生产应用俘掳钢桥U肋焊接新工艺——金属芯药芯焊丝CO2气体保护焊武船重型工程有限公司(武汉市430415)张华舒先庆李立明武峰叶君龙摘要针对目前钢桥U肋焊接中存在的共性技术问题进行了研究.采用宏观断面分析,冷裂敏感性对比试验,金相组织分析等手段,研究了金属芯药芯焊丝CO气体保护焊工艺在U肋焊接中的适应性,分析了各种工艺条件对U肋焊缝熔透率及焊缝成形的影响,优化了焊接坡口尺寸和工艺参数.研究结果表明:对于钢桥板厚为8mm的U肋角焊缝,采用金属芯药芯焊丝CO气体保护焊

3、,焊丝直径为1.6mm,可一道焊接成形,焊缝熔透率大于80%,外观成形和内部质量良好,可大幅提高焊接工效,降低生产成本,从焊接新工艺途径上得到了突破.关键词:钢桥U肋金属芯药芯焊丝工艺参数焊缝熔透率焊缝成形中图分类号:TG4440前言中国的焊接钢桥正在蓬勃发展,跨江河,跨海大桥不断建成.钢桥为设计使用寿命百年以上的公共建筑,且属典型的受动载载荷结构,对焊接接头质量的要求非常严格¨J.u肋焊接是整个钢桥生产制造中的重要组成部分,u肋与面,底板问角焊缝要求有较高的抗疲劳性能,是钢桥焊接中的重点与难点.近年来,国内有多座

4、钢桥在运营期间受车轮载荷作用,U肋与面板问角焊缝出现了开裂问题,给钢桥的设计与制造者带来了警示和思考.目前,钢桥U肋焊接均采用熔渣型药芯焊丝CO,气体保护焊或实心焊丝CO:气体保护焊,但鉴于u肋焊缝的接头形式和技术要求的特殊性,在焊接质量,工效与成本上未能达到较好的综合效益;尤其对于板厚为8mm的U肋,采用熔渣型药芯焊丝焊接,若单道焊接,焊缝金属填充量不足,焊缝外观成形不良,若两道焊接,则焊接生产效率过低.中铁山桥公司对钢桥U肋加劲焊接技术进行了总结,但仅基于现有技术介绍了U肋焊接的工艺要求,并没有突破U肋焊接中的

5、共性技术问题.金属芯药芯焊丝是近年来国际上发展的新趋势,相对于熔渣型药芯焊丝,它的药芯大部分是金属粉,只有少量的稳弧剂和造渣剂,具备高熔敷速度,低飞溅率,焊接工艺性好的特点,而且氢含量可以较易地限制收稿日期:2010—03—17在较低的水平,使焊缝抗裂性能得到提高,同时可减少焊接气孔倾向.将金属芯药芯焊丝用于U肋焊缝的焊接,利用其良好的工艺性能和更高的熔敷速度优势,旨在解决目前行业中钢桥u肋焊接存在的共性技术问题,特别是对于板厚为8mm的U肋角焊缝,可一道焊接成形.因而改善了焊缝外观成形和内部质量,大幅提高焊接工效

6、,降低生产成本.1U肋角焊缝设计要求及工艺特点1.1设计要求钢桥中的U肋板厚多为8mm,少数为6mm或l0mm,图1为U肋加劲结构截面示意图.A放大图1U肋加劲结构截面示意图U肋焊缝设计要求主要有:①焊缝外观应满足规定要求,不得有裂纹,未熔合,未焊满,咬边等缺陷;②焊缝熔深不小于u肋厚度的80%;③u肋焊缝背面不允许有焊漏.1.2工艺特点目前,由于应用了微合金强化作用原理,钢中碳含2010年第10期5l俘掳生产应用量和碳当量及夹杂物的降低,焊接热影响区的脆化作用已显着降低.而实践表明,为保证焊缝强度要求所选用的焊接

7、材料,焊缝的实际强度往往会大大超过设计要求,成为”超强匹配”.对于钢桥U肋角焊缝,焊缝金属冷却速度较快,硬化作用比较明显,焊缝的塑性和韧性常常逊于母材,因此焊缝金属产生裂纹的几率增大,特别是u肋焊缝中的横向冷裂纹问题不可忽视.由于u肋焊缝为背面无衬垫单面焊接成形,焊缝熔深允许范围很窄,受u肋坡口精度,装配间隙,工件倾角,送丝位置和角度,焊接参数等因素的影响,同时保证良好的焊缝外观成形和设计熔深要求,又要避免焊缝焊漏,工艺要求非常严格,是钢桥焊接中的难点.2试验条件及方法母材材质为Q345D,U肋试板规格为8mm×1

8、20i/l/flx400mm;面(底)板试板规格为14mm×150mmX500mm;金属芯药芯焊丝牌号为SQJ50MX,代号为xl,直径为1.6mm;熔渣型药芯焊丝代号为X2,直径为1.6mm.表1为金属芯药芯焊丝xl熔敷金属化学成分与力学性能.表1SQJ50M×金属芯药芯焊丝熔敷金属化学成分与力学性能影响U肋焊缝外观成形和熔深的工艺因素较多,且各因素间存在