厚板焊接工藝

由於材料為低合金結構鋼，含有少量的合金元素，淬硬傾向大，焊接性差，焊縫中極易出現裂紋，因此厚板焊接是本工程的一大難題，為防止焊接缺陷的產生，除遵循上述“焊接通則”要求外，特制定如下工藝措施：

(1)焊接材料

①選擇強度、塑性、韌性相同的焊接材料，並且焊前要進行工藝評定試驗，合格後方可正式焊接，焊接材料選擇低氫型焊接材料。

②CO2氣體保護焊：選用藥芯焊絲E71T-1或ER50-6。

CO2氣體：CO2含量(V/V)不得低於99.9%，水蒸氣與乙醇總含量(m/m)不得高於0.005%，並不得檢出液態水。

③手工電弧焊時：選用焊條為E50型， 焊接材料烘乾溫度如下所示：

(2)焊前預熱

①為減少內應力，防止裂紋，改善焊縫效能，母材焊接前必須預熱。

②預熱最低溫度：

③T型接頭應比對接接頭的預熱溫度高25-50℃。

④操作地點環境溫度低於常溫時(高於0℃)應提高預熱溫度為15-25℃。

⑤預熱方法

採用電加熱和火焰加熱兩種方式，火焰加熱僅用於個別部位且電加熱不宜施工之處，並應注意均勻加熱。電加熱預熱溫度由熱電儀自動控制，火焰加熱用測溫筆在離焊縫中心75mm的地方測溫，測溫點應選取加熱區的背面。

(3)工藝引數選擇

為提高過熱區的塑性、韌性，採取小線能量進行焊接。根據焊接工藝評定結果，選用科學合理的焊接工藝引數。

(4)焊接過程採取的措施

①由於後層對前層有消氫作用，並能改善前層焊縫和熱影響區的組織，採用多層多道焊，每一焊道完工後應將焊渣清除乾淨並仔細檢查和清除缺陷後再進行下一層的焊接。

②每層焊縫始終端應相互錯開50mm左右。

③層間溫度必須保持與預熱溫度一致。

④每道焊縫一次施焊中途不可中斷。

⑤焊接過程中採用邊振邊焊技術或錘擊消除焊接應力。

在邊焊邊振過程中，可以延遲焊縫組織結晶，使焊縫中的H等有害雜質有更充足的時間逸出，從而降低焊縫金屬含氫量及雜質偏析，減少裂紋及層狀撕裂趨向；可使焊縫晶粒更加細化，提高焊接接頭塑性和韌性，從而大大提高焊接接頭的機械效能；焊縫金屬在振動狀態下結晶，可降低焊接應力，提高焊縫抗層狀撕裂及抗疲勞能力。

⑥焊接過程要注意每道焊縫的寬深比大於1.1。

(5)採取合理的焊接順序及坡口形式可降低焊縫內應力：

厚板接料儘量採取對稱的X型坡口，並且對稱焊接。

(6)後熱：

後熱不僅有利於氫的逸出，可在一定程度上降低殘餘應力，適當改善焊縫的組織，降低淬硬性，因此焊後立即將焊縫加熱至200-250℃，並且保溫時間不得小於1小時。

(7)外觀質量控制：

焊縫加強高及過渡角的圓滑過渡可適當提高接頭的疲勞強度，因此：

①對焊縫內部質量在焊後24小時按規定進行無損檢測。

②對焊縫的外表面要進行磁粉探傷。

對焊縫外觀進行打磨處理，不得出現加強高過高、焊縫咬邊等缺陷。

(8)厚板焊接防止層狀撕裂的措施

板厚方向承受焊接拉應力的板材端頭伸出接頭焊縫區；

工藝措施：

採用氣體保護焊施焊，並匹配藥芯焊絲。

消氫處理：

消氫處理的加熱溫度應為200-250℃，保溫時間應依據工件板厚按每25mm板厚不小於0.5h、且總保溫時間不得小於1h確定。達到保溫時間後應緩冷至常溫。

消氫處理的加熱和保溫方法按上述方法中規定執行。

採用邊振動邊焊接工藝：

在邊焊邊振過程中，可以延遲焊縫組織結晶，使焊縫中的H等有害雜質有更充足的時間逸出，從而降低焊縫金屬焊量及雜質偏析，減少裂紋及層狀撕裂趨向；可使焊縫晶粒更加細化，提高焊接接頭塑性和韌性，從而大大提高焊接接頭的機械效能；焊縫金屬在振動狀態下結晶，可降低焊接應力，提高焊縫抗層狀撕裂及抗疲勞能力。

2 厚板焊接t8/5值及焊接規範控制

(1)厚板焊接存在的一個重要問題是焊接過程中，焊縫熱影響區由於冷卻速度較快，在結晶過程中最容易形成粗晶粒馬氏體組織，從而使焊接時鋼材變脆，產生冷裂紋的傾向增大。因此在厚板焊接過程中，一定要嚴格控制t8/5。即控制焊縫熱影響區尤其是焊縫熔合線處，從800℃冷卻到500℃的時間，即t8/5值。

(2)t8/5過於短暫時，焊縫熔合線處硬度過高，易出現淬硬裂紋；t8/5過長，則熔合線處的臨界轉變溫度會升高，降低衝擊韌性值，對低合金鋼，材質的組織發生變化。出現這兩種情況，皆直接影向焊接結頭的質量。

(3)對於手工電弧焊，焊接速度的控制：在工藝上規定不同直徑的焊條所焊接的長度，規定焊工按此執行，從而確保焊接速度，其它控制採用電焊機控制，從而達到控制焊接線能量的輸入，達到控制厚板焊接質量之目的。

3 厚板加熱方法

厚板焊接預熱，是工藝上必須採取的工藝措施，對於本工程鋼結構焊接施工採用電加熱板預加熱的方法。加熱時應力求均勻，預熱範圍為坡口兩側至少2t，且不小於100mm

寬，測溫點應在離電弧經過前的焊接點各方向不小於75mm處；預熱溫度宜在焊件反面測量。

150到260度。

焊前預熱金屬。採用丙烷、標準規定的氣體或乙炔焊炬對工件焊接區域進行預熱處理，預熱溫度為150～260℃，然後進行焊接。對焊接區域金屬進行預熱的目的是防止焊縫區域冷卻過快，不使焊縫產生裂紋或未熔合。

調整焊接電流以適合於厚鋼板的焊接。進行焊接時，保持焊接電弧在厚鋼板上的停留時間，應指出，只有當熟練掌握這項技術時，才能得到良好的焊接接頭。