1、盐城市赛隆节能技术工程有限公司1Q235 钢焊接工艺1. 材料简介Q235 是一种普通碳素结构钢，其屈服强度约为 235MPa，随着材质厚度的增加屈服值减小。由于 Q235 钢含碳量适中，因此其综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能有较好的配合，用途最为广泛，大量应用于建筑及工程结构，以及一些对性能要求不太高的机械零件。2. 焊接特点Q235 的碳和其他合金元素含量较低，其塑性、韧性好，一般无淬硬倾向，不易产生焊接裂纹等倾向，焊接性能优良。Q235 焊接时，一般不需要预热和焊后热处理等特殊的工艺措施，也不需选用复杂和特殊的设备。对焊接电源没有特殊要求，一般的交、直流弧焊机都可以焊接。在实际生产中
2、，根据工件的不同加工要求，可选择手工电弧焊、CO2 气体保护焊、埋弧焊等焊接方法。3. 手工电弧焊手工电弧焊是一种基本的焊接方法，其设备简单，操作方便、灵活，应用较为广泛。 3.1 焊材选择Q235 是普通碳素结构钢，当作为一般结构焊接时，可搭配 E43 系列焊条使用，一般多使用 E4303 焊条。当其作为动载荷或是复杂的厚板结构时，一般选用E4315、E4316、E5015、E5016 焊条。其化学成分及力学性能见表 3.1.1。焊条在使用前需进行烘干处理。表 3.1.1 焊条化学成分及力学性能熔敷金属含量%焊条型号Mn Si S P Ni Cr Mo V抗拉强度 MPa屈服强度 MPa伸长
3、率%E4303 E4315E43161.25 0.90420 330E5015E50161.60 0.750.035 0.0400.30 0.20 0.30 0.08490 40022盐城市赛隆节能技术工程有限公司23.2 焊前准备焊接前，焊件按工艺要求选择坡口形式，开坡口并清除坡口、焊件对接面及周围的锈蚀、油污等有害物质，避免产生焊接缺陷。同时也要保证焊条的表面清洁、无污物。当环境温度低于 0，或者焊件较厚时，一般在 100-150下预热。3.3 焊接工艺参数手工电弧焊一般分为平焊、横焊、立焊、仰焊四种形式。焊接电流的选择主要取决于焊条直径和焊缝位置，其次是焊件厚度、接头类型、焊道层次等。而
4、电弧电压主要由电弧长度来决定。因此，电弧长度要适中，以保证电弧燃烧稳定 ，防止出现咬边、未焊透、外观成型不良等缺陷。在焊接过程中，焊接速度要适当，既要保证焊透、融合良好，又要保证不烧穿。对于厚度较大的焊件需采用多层焊。在多层焊接时第一层焊通常选用较小的焊接电流，一般用直径 3.2mm 的焊条，焊层厚度最大不超过 5mm。盖面层要保证焊缝宽度和高度符合要求。各种位置焊缝的焊接工艺参数见下表。表 3.3.1 平对接焊缝焊接工艺参数坡口形式 板厚/mm 焊条直径/mm 焊接电流/A3.0 3.2 90-1203.2 100-1304.0 160-200不开坡口4.0-5.05.0 200-2603.
5、2 100-1304.0 160-2105.0-6.05.0 200-2604.0 160-210V 型坡口6.05.0 220-2804.0 160-210X 型坡口 125.0 220-280盐城市赛隆节能技术工程有限公司3表 3.3.2 立对接焊缝焊接工艺参数坡口形式 板厚/mm 焊条直径/mm 焊接电流/A2.0-3.0 2.0 40-50不开坡口3.0-4.0 3.2 80-1105.0-6.0 3.2 90-1203.2 90-120V 型坡口7.04.0 120-1603.2 90-120X 型坡口 124.0 120-160表 3.3.3 横对接焊缝焊接工艺参数坡口形式 板厚/
6、mm 焊条直径/mm 焊接电流/A2.0 2.0 50-553.2 90-120不开坡口3.0-4.04.0 120-1603.2 90-120V 型坡口 5.04.0 140-1603.2 90-120X 型坡口 144.0 140-160表 3.3.4 仰对接焊缝焊接工艺参数坡口形式 板厚/mm 焊条直径/mm 焊接电流/A2.0 2.0 50-553.2 80-110不开坡口3.0-5.04.0 120-1603.2 90-1204.0 140-160V 型坡口 5.05.0 220-2603.2 90-120X 型坡口 124.0 140-160盐城市赛隆节能技术工程有限公司45.0
7、220-260表 3.3.5 角接缝焊接工艺参数焊缝类别 焊脚高度/mm 焊丝直径/mm 焊接电流/A2.0 2.0 55-653.0 3.2 100-1303.2 100-1304.04.0 160-2004.0 160-200平角焊5.0 5.0 220-2802.0 2.0 50-603.0-4.0 3.2 90-1203.2 90-120立脚焊 5.04.0 120-1602.0 2.0 55-603.0-4.0 3.2 90-120仰角焊5.0 4.0 120-1604. CO2气体保护焊接工艺CO2气体保护焊是一种高效节能的焊接方法，其焊接变形小，焊接质量好，易于实现过程控制自动化
8、。4.1 焊丝选择Q235 在 CO2气体保护焊时通常选用 ER49-1（H08Mn2SiA）和 ER50-6 焊丝。其化学成分及力学性能见下表。表 4.1.1 ER49-1 及 ER50-6 焊丝化学成分及力学性能熔敷金属化学成分%焊丝型号C Si Mn S P抗拉强度MPa屈服强度MPa伸长率%ER49-1 0.11 0.65-0.95 1.80-2.10 0.03 0.03 490 372 20ER50-6 0.06-0.15 0.80-1.15 1.40-1.85 0.035 0.025 500 420 224.2 焊前准备焊接用 CO2气体的纯度应该较高，一般不低于 99.5%，有些
9、优质接头的焊接则要求CO2气体的纯度不低于 99.8%，露点低于-40。坡口加工的精度是保证融合良好和焊缝美观的重要因素之一，可采用机械加工、气体火焰切割和等离子切割等方法进行。焊接前，应清理坡口及坡口两侧 20mm 以内的油污、锈迹和氧化皮等污物。盐城市赛隆节能技术工程有限公司5定位焊时根据板厚确定焊缝长度和间距。一般薄板的定位焊缝应该细而短，长度为 3-50mm，间距为 30-150mm；中厚板的定位焊缝长度为 15-50mm，焊缝间距为 100-150mm。4.3 焊接工艺参数CO2气体保护焊在焊接时，采用细丝、短路过渡的方法，可以焊接薄板；采用粗丝、射滴过渡的方法，可以焊接中、厚板。从
10、焊接位置上看，可以进行全位置焊接，也可以进行平焊、横角焊及其他空间位置的焊接。在焊接时，要选择正确的工艺参数，以保证焊件的焊接质量。不同接头形式对应的焊接工艺参数见下表表 4.3.1 对接接头焊接工艺参数板厚/mm 坡口形式 焊接位置 有无垫板 焊丝直径/mm 坡口角度 根部间隙/mm 钝边 /mm 根部半径/mm 焊接电流/A 电弧电 压/V 气体流量 L/min 自动焊焊速 m/h无 0.5-1.2 0-0.5 35-120 17-21 6-12 18-35平有 0.5-1.2 0-1.0 40-150 18-23 6-12 18-30无 0.5-0.8 0-0.5 35-100 16-1
11、9 8-151.0-2.0 I 型 立有 0.5-1.0 0-1.0 35-100 16-19 8-15无 0.8-1.2 0-2.0 100-230 20-26 10-15 20-30平有 0.8-1.6 0-2.5 120-260 21-27 10-15 20-30无 0.8-1.0 0-1.5 70-120 17-20 10-152.0-4.5 I 型 立有 0.8-1.0 0-2.0 70-120 17-20 10-15无 1.2-1.6 1.0-2.0 200-400 23-40 15-20 20-425.0-9.0 I 型 平有 1.2-1.6 1.0-3.0 250-420 26
12、-41 15-25 18-3510-12 I 型 平 无 1.6 1.0-2.0 350-450 32-43 20-25 20-42无 1.2-1.6 45-60 0-2.0 0-5.0 200-450 23-43 15-25 20-42平有 1.2-1.6 30-50 4.0-7.0 0-3.0 250-450 26-43 20-25 18-35无 0.8-1.2 45-60 0-2.0 0-3.0 100-150 17-21 10-15立有 0.8-1.2 35-50 4.0-7.0 0-2.0 100-150 17-21 10-15无 1.2-1.6 40-50 0-2.0 0-5.0
13、200-400 23-40 15-255-60 V 型横 有 1.2-1.6 30-50 4.0-7.0 0-3.0 250-400 26-40 20-25无 1.2-1.6 45-60 0-2.0 0-5.0 200-450 23-43 15-25 20-42平有 1.2-1.6 35-60 2.0-6.0 0-3.0 250-450 26-43 20-25 18-35无 0.8-1.2 45-60 0-2.0 0-3.0 100-150 17-21 10-155-60 V 型 立有 0.8-1.2 35-60 3.0-7.0 0-2.0 100-150 17-21 10-15平 无 1.2
14、-1.6 40-60 0-2.0 0-5.0 200-450 23-43 15-25 20-42立 无 0.8-1.2 45-60 0-2.0 0-3.0 100-150 17-21 10-15K 型横 无 1.2-1.6 45-60 0-3.0 0-5.0 200-400 23-40 15-2510-100X 型 平 无 1.2-1.6 45-60 0-2.0 0-5.0 200-450 23-43 15-25 20-42盐城市赛隆节能技术工程有限公司6立 无 1.0-1.2 45-60 0-2.0 0-3.0 100-150 19-21 10-1520-60 U 型 平 无 1.2-1.6
15、 10-12 0-2.0 2.0-5.0 8.0-10 200-450 23-43 20-25 20-4240-100 双 U 型 平 无 1.2-1.6 10-12 0-2.0 2.0-5.0 8.0-10 200-450 23-43 20-25 20-42表 4.3.2 T 型接头焊接工艺参数板厚/mm 坡口形式 焊接位置 有无垫板 焊丝直径/mm 坡口角度() 根部间隙 /mm 钝边 /mm 焊接电流 /A 电弧电 压/V 气体流量 L/min 自动焊焊速 m/h平 无 0.5-1.2 40-120 18-21 18-35横 无 0.5-1.2 40-120 18-211.0-2.0 I
16、型立 无 0.5-0.8/ 0-0.5 /35-100 16-196-12平 无 0.8-1.6 100-230 20-26 20-30立 无 0.8-1.0 70-120 17-202.0-4.5 I型横 无 0.8-1.6/ 0-1.0 /100-230 20-2610-15平 无 0.8-1.6 200-450 23-43 15-25 20-42立 无 0.8-1.2 100-150 17-21 10-155.0-6.0 I型横 无 0.8-1.6/ 0-2.0 /200-450 23-43 15-25无 1.2-1.6 40-60 0-2.0 0-5.0 200-450 23-43 1
17、5-25 20-42平有 1.2-1.6 30-50 4.0-7.0 0-3.0 250-450 26-43 20-25 18-35无 0.8-1.2 45-60 0-2.0 0-5.0 100-150 17-21 10-155-60V型 立有 0.8-1.2 35-50 4.0-7.0 0-2.0 100-150 17-21 10-15无 1.2-1.6 40-50 0-2.0 0-5.0 200-400 23-40 15-255-60 V型 横 有 1.2-1.6 30-50 4.0-7.0 0-3.0 250-400 26-40 20-25平 无 1.2-1.6 45-60 0-2.0
18、0-5.0 200-450 23-43 15-25 20-42立 无 0.8-1.2 45-60 0-2.0 0-3.0 100-150 17-21 10-1510-100 K型横 无 1.2-1.6 45-60 0-3.0 0-5.0 200-400 23-40 15-20表 4.3.3 角接接头焊接工艺参数板厚/mm 坡口形式 焊接位置 有无垫板 焊丝直 径/mm 坡口角度() 根部间 隙/mm 钝边 /mm 焊接电流 /A 电弧电 压/V 气体流量 L/min 自动焊焊 速 m/h平 无 0.5-1.2 40-120 18-21 20-35立 无 0.5-0.8 35-80 16-181
19、-2 I型横 无 0.5-1.2/ 0-0.5 /40-120 18-216-12平 无 0.8-1.6 100-230 20-26 20-30立 无 0.8-1.0 70-120 17-202-4.5 I型横 无 0.8-1.6/ 0-1.5 /100-230 20-2610-15平 无 0.8-1.6 0-2.0 200-450 23-43 20-25 20-42立 无 0.8-1.2 0-1.0 100-150 17-21 10-155-30 I型横 无 0.8-1.6/0-2.0/200-400 23-40 15-25无 1.2-1.6 45-60 0-2.0 0-3.0 200-45
20、0 23-43 15-25 20-42平有 1.2-1.6 30-50 2.0-7.0 0-3.0 200-450 26-43 20-25 18-355-60 V型立 无 0.8-1.2 45-60 0-2.0 0-3.0 100-150 17-21 10-15盐城市赛隆节能技术工程有限公司7有 0.8-1.2 35-50 4.0-7.0 0-2.0 100-150 17-21 10-15无 1.2-1.6 40-50 0-2.0 0-5.0 200-400 23-40 15-25横有 1.2-1.6 30-50 2.0-7.0 0-3.0 250-400 26-40 20-25无 1.2-1
21、.6 45-60 0-2.0 0-5.0 200-450 23-40 15-25 20-42平有 1.2-1.6 35-60 2.0-6.0 0-3.0 250-450 26-43 20-25 18-35无 0.8-1.2 45-60 0-2.0 0-3.0 100-150 17-21 10-155-60V型 立有 0.8-1.2 35-60 3.0-7.0 0-2.0 100-150 17-21 10-15平 无 1.2-1.6 40-60 0-2.0 0-5.0 200-450 23-43 15-25 20-42立 无 0.8-1.2 40-60 0-2.0 0-3.0 100-150 1
22、7-21 10-1510-100 K型横 无 1.2-1.6 40-60 0-3.0 0-5.0 200-400 23-40 15-25表 4.3.4 搭接接头焊接工艺参数板厚/mm坡口形式焊接位置有无垫板焊丝直径/mm根部间隙/mm焊接电流/A电弧电压/V气体流量L/min自动焊焊速m/h1-4.5 I 型 横 无 0.8-1.2 0-1.0 40-230 17-26 8-15 20-425-30 I 型 横 无 1.2-1.6 0-2.0 200-400 23-40 15-25 20-424.4 金属飞溅金属飞溅是 CO2气体保护焊的主要缺点。为了减少飞溅，要选择合适的焊接电流、电弧电压和
23、焊枪角度。一般短路过渡时焊接电流处于小电流区，细颗粒过渡时电流处于大电流区。5. 埋弧焊接工艺 自动埋弧焊利用机械装置自动控制送丝、移动电弧，自动化程度高，生产效率高，焊缝成形美观，化学成分稳定，焊缝质量较高。5.1 焊材选择Q235 钢板在埋弧焊接时按国家标准 GB/T14957-1944熔化焊用钢丝及GB/T4241-1984焊接用不锈钢盘条规定，常选用 HJ431 型焊剂，配合 H08A、H08MnA焊丝。镀铜焊丝 H08A 化学成分和力学性能见下表表 5.1.1 H08A 化学成分及力学性能化学成分（质量分数，%） 力学性能C Mn Si S P Cu b/MPa （%）0.09 0.
24、38 0.01 0.012 0.017 0.08 537 28HJ431 焊剂属于高锰、高硅、低氟型焊剂，电弧稳定、焊波美观，但抗锈能力一般。在使用前需在 250下烘干 1-2h。其化学成分见下表。盐城市赛隆节能技术工程有限公司8表 5.1.2 HJ431 焊剂化学成分MnO SiO2 CaF2 MgO CaO Al2O3 FeO S P34.5-38 40-44 3-6.5 5-7.5 5.5 4 1.5 0.1 0.15.2 焊前准备埋弧焊接前应选择合适的坡口形式。由于埋弧焊可使用大电流焊接，故厚度为324mm 的钢板可开 I 型坡口，间隙为 04mm，偏厚者可双面焊，也可开带钝边的单边V
25、 形坡口或 Y 形坡口。厚度 2460mm 的钢板可开双 Y 形坡口或带钝边 V 形坡口等；厚度50160mm 的钢板可开带钝边的双 U 形或 UV 形坡口等。V 形或 Y 形坡口角度一般为 6080，单 V 形坡口角度为 2040。坡口可用刨边机、铣边机、气割机或等离子弧切割机等设备加工，加工后坡口边缘要求平直。具体形式及尺寸按设计要求或国家标准 GB/T 985-2008埋弧焊的推荐坡口执行。焊前应清除坡口、对接面及焊接部位两侧 20-30mm 范围内的表面锈蚀、油污、氧化皮及水分等有害物质。也应保证焊剂清洁、粒度均匀。清除焊丝表面的锈斑和油渍等污物。焊件装配必须保证间隙均匀、高低平整。定
26、位焊一般采用焊条电弧焊，使用E4303 焊条，焊条直径 4mm。焊缝长度一般为 30mm，间距为 100-300mm。保证焊透、融合良好，无焊接缺陷。Q235 在埋弧焊前，一般不需预热。如果焊接环境低于 0，则应将焊件预热至 30-35。对于厚度超过 70mm 的焊件，焊前应预热至 100-120。对于压力容器，焊后应作消除应力处理，可选择在 550-650下进行。埋弧焊时，由于在焊接起始阶段焊接参数不够稳定，达到预定的焊缝厚度需要有一个过程，而在焊缝收尾时，由于熔池冷却收缩会出现弧坑。这两种情况都会影响焊接质量，甚至产生缺陷。因此，在试板两端分别焊上一块引弧板和引出板。焊接开始时，在引弧板上
27、起弧，结束时在引出板上收弧。焊接结束后，用气割将两块板割除。5.3 焊接参数采用对接双面埋弧焊时参见下表的工艺参数。表 5.3.1 对接双面埋弧焊工艺参数焊件厚度/mm 焊丝直径/mm 焊接顺序 焊接电流/A 电弧电压/V 焊接速度/(m/h)正 240-260 30 36-404 2.0反 300-340 30 36-40盐城市赛隆节能技术工程有限公司9焊件厚度/mm 焊丝直径/mm 焊接顺序 焊接电流/A 电弧电压/V 焊接速度/(m/h)正 340-360 30 34-356 3.0反 460-480 30 32-33正 530-570 30 30-318 4.0反 590-640 31
28、 30-31正 480-520 31 27-2810 4.0反 640-680 33 27-28正 620-660 35 24-2512 4.0反 680-720 35 24-25正 980-720 37 24-2514 4.0反 730-770 40 22-2316 5.0 正 800-850 34-36 37-3816 5.0 反 850-900 36-38 25-26正 850-900 36-38 35-3618 5.0反 900-950 38-40 23-24正 850-900 36-38 35-3620 5.0反 900-1000 38-40 23-24正 900-950 37-39
29、 32-3322 5.0反 1000-1050 38-40 23-24对于厚度 16mm 以上的钢板，焊接时先用手工电弧焊进行反面封底，然后在正面进行埋弧焊，焊后用碳弧气刨清根，再进行反面的埋弧焊接。碳弧气刨的工艺参数如下：碳棒直径 6mm，刨削电流 280-300A，压缩空气压力 0.4-0.6MPa。角接接头可在船型位置或横焊位置下进行埋弧自动焊。在船型位置可焊接焊脚尺寸大于 8mm 的角焊缝，焊接厚度相同的底板和腹板时，焊丝与工件夹角为 45；若两者尺寸不同，则焊丝靠近厚板一侧。在横焊位置焊接时，焊缝成形不易控制，通常将焊丝偏向底板，焊丝与底板的夹角在 30-40之间。角接埋弧焊接工艺参
30、数见下表。表 5.3.2 角接船型位置埋弧焊工艺参数焊脚高度/mm 焊丝直径/mm焊接电流/A 电弧电压/V 焊接速度 m/h6.0 2.0 450-480 34-36 40-428.0 3.0 550-600 34-36 30-328.0 4.0 580-620 34-36 30-3210 3.0 600-650 34-36 23-2510 4.0 650-700 34-36 23-2512 3.0 600-650 34-36 15-1712 4.0 720-750 36-38 20-2212 5.0 750-800 36-38 18-20表 5.3.3 角接横向埋弧焊工艺参数盐城市赛隆节能
31、技术工程有限公司10焊脚高度/mm 焊丝直径/mm焊接电流/A 电弧电压/V 焊接速度 m/h3.0 2.0 200-220 25-28 58-604.0 2.0 280-300 28-30 54-554.0 3.0 340-360 28-30 54-555.0 2.0 380-400 30-32 54-555.0 3.0 340-360 28-30 54-555.0 4.0 480-500 23-26 64-657.0 2.0 380-400 30-32 27-287.0 3.0 480-500 30-32 47-487.0 4.0 600-650 30-32 50-518.0 4.0 680-700 32-33 35-36
