Q345E焊接工艺的优化

陈卫胜+沈根平

摘 要：同船舶制造和其它重型钢结构相比，风塔工程有其特殊性，冷温型风塔对低温韧性的要求很高，对焊接热输入亦有特殊要求。埋弧焊是大型风塔工程焊接的主导工艺， 对热输入必须严格控制，体现在控制热输入对焊接接头冲击韧性的影响，本文介绍了冷温塔的焊接试验过程，供同行参考。

关键词：低合金钢；埋弧焊；热输入；焊接试板

0 引言

风塔的焊接要求较高，冷温塔是大型风塔的一种，同时客户要求加工方应取得EN1090资质认证，并要满足EN102042.2要求。根据现有焊接工艺评定报告，对目前用于风塔制造的焊材包括焊条、焊丝及焊剂等进行全面梳理。根据ISO15614-1要求，如涉及到焊剂和焊丝等更换，还要增加附加的冲击试验，焊接工艺认可试验和编制焊接工艺规程文件（WPS）应达到ISO15609和ISO15614-1的规定。

1 试验过程

1.1 试板焊接

试验期间对3块焊接试板进行了工艺评定，母材和焊材均为客户提供。板厚分别为12mm、24mm、36mm，下料尺寸为600mm 200mm，焊接工艺评定见表1。

焊道分布及现场记录焊接工艺参数见图1和图2及表2所示（以36mm7#试验板为例）

焊接后外观检验，100%超声波检查，合格后取两根横向拉伸、4根侧弯试样、冲击两组（焊缝中心WM和熔合线+2mm）、金相一块，冲击试验温度为-40℃。测试结果见表3和表4所列。

1.2 焊接工艺认可试验

对表4结果进行分析，5#板冲击试样焊缝区的冲击平均值为29.7J，勉强合格；7#板冲击试样焊缝区的冲击平均值为26J，结果不合格。

由于是首次对新选用焊材做焊接工艺认可试验，尽管焊材供应商提供了产品质保书，且力学性能数据满足相关要求，如焊接工艺认可试验不合格，便没有实际意义了。对此与焊材厂商联系并作现场技术指导，重新焊制试板。严格控制焊接电流、焊接电压、焊接速度、层间温度及焊道分布等事项。焊接工艺参数见表5所示。

焊后试板进行外观检查，100%超声波检查，取冲击试样2组进行试验，试验结果见表6。

1.3 试验结果分析

结果分析：从以上数据看，前后焊接试板的焊缝冲击韧性值为什么会有如此大的差别呢？对每道埋弧焊的焊接热输入量进行分析，表2的焊接热输入大于3 KJ/mm，而表5的埋弧焊的焊接热输入均小于2.5KJ/mm。

埋弧焊是大电流、高效率的焊接方法，它的焊接热输入远大于焊条电弧焊，从提高生产率方面来看，焊接热输入越大，生产率越高。但是在焊接低合金钢时，过大的焊接热输入会使热影响区的晶粒更粗大，导致焊接接头脆化，接头的冷弯角度达不到要求，同时冲击韧性也显著下降。

冷温型风塔对低温韧性的要求很高，因此对焊接热输入亦有特殊要求。在埋弧焊生产过程中，必须控制过大的焊接热输入，严格按照焊接工艺规程文件（WPS）上的焊接工艺参数执行，产品质量才能得到保证。

从上述试验结果可以看出，控制埋弧焊的热输入，最为重要的就是控制焊接电流、电弧电压及焊接速度，同时还必须严格控制焊道间的层温。

2 结束语

大功率风塔项目使用厚板、超厚板越来越多，目前采用的单丝埋弧焊方法，受焊工素质以及现场质量控制等方面的制约，无论是在焊接质量还是生产效率方面已不能适应后续生产形势的发展。因此，如何进一步提高焊接效率，必须研究更高效的埋弧焊工艺，加快双丝埋弧焊等新工艺在风塔制造方面的研究和应用是当务之急。

参考文献：

[1] 姚东伟，姜殿忠，杨文华，康猛.某海湾工程中的厚板焊接技术[J].电焊机，2013 （12） ：77-82.

[2] 范如源，陈新旭，杨麟.大型构件现场装配焊接技术[J].电焊机，2013 （09）： 73-76.

摘 要：同船舶制造和其它重型钢结构相比，风塔工程有其特殊性，冷温型风塔对低温韧性的要求很高，对焊接热输入亦有特殊要求。埋弧焊是大型风塔工程焊接的主导工艺， 对热输入必须严格控制，体现在控制热输入对焊接接头冲击韧性的影响，本文介绍了冷温塔的焊接试验过程，供同行参考。

关键词：低合金钢；埋弧焊；热输入；焊接试板

0 引言

风塔的焊接要求较高，冷温塔是大型风塔的一种，同时客户要求加工方应取得EN1090资质认证，并要满足EN102042.2要求。根据现有焊接工艺评定报告，对目前用于风塔制造的焊材包括焊条、焊丝及焊剂等进行全面梳理。根据ISO15614-1要求，如涉及到焊剂和焊丝等更换，还要增加附加的冲击试验，焊接工艺认可试验和编制焊接工艺规程文件（WPS）应达到ISO15609和ISO15614-1的规定。

1 试验过程

1.1 试板焊接

试验期间对3块焊接试板进行了工艺评定，母材和焊材均为客户提供。板厚分别为12mm、24mm、36mm，下料尺寸为600mm 200mm，焊接工艺评定见表1。

焊道分布及现场记录焊接工艺参数见图1和图2及表2所示（以36mm7#试验板为例）

焊接后外观检验，100%超声波检查，合格后取两根横向拉伸、4根侧弯试样、冲击两组（焊缝中心WM和熔合线+2mm）、金相一块，冲击试验温度为-40℃。测试结果见表3和表4所列。

1.2 焊接工艺认可试验

对表4结果进行分析，5#板冲击试样焊缝区的冲击平均值为29.7J，勉强合格；7#板冲击试样焊缝区的冲击平均值为26J，结果不合格。

由于是首次对新选用焊材做焊接工艺认可试验，尽管焊材供应商提供了产品质保书，且力学性能数据满足相关要求，如焊接工艺认可试验不合格，便没有实际意义了。对此与焊材厂商联系并作现场技术指导，重新焊制试板。严格控制焊接电流、焊接电压、焊接速度、层间温度及焊道分布等事项。焊接工艺参数见表5所示。

焊后试板进行外观检查，100%超声波检查，取冲击试样2组进行试验，试验结果见表6。

1.3 试验结果分析

结果分析：从以上数据看，前后焊接试板的焊缝冲击韧性值为什么会有如此大的差别呢？对每道埋弧焊的焊接热输入量进行分析，表2的焊接热输入大于3 KJ/mm，而表5的埋弧焊的焊接热输入均小于2.5KJ/mm。

埋弧焊是大电流、高效率的焊接方法，它的焊接热输入远大于焊条电弧焊，从提高生产率方面来看，焊接热输入越大，生产率越高。但是在焊接低合金钢时，过大的焊接热输入会使热影响区的晶粒更粗大，导致焊接接头脆化，接头的冷弯角度达不到要求，同时冲击韧性也显著下降。

冷温型风塔对低温韧性的要求很高，因此对焊接热输入亦有特殊要求。在埋弧焊生产过程中，必须控制过大的焊接热输入，严格按照焊接工艺规程文件（WPS）上的焊接工艺参数执行，产品质量才能得到保证。

从上述试验结果可以看出，控制埋弧焊的热输入，最为重要的就是控制焊接电流、电弧电压及焊接速度，同时还必须严格控制焊道间的层温。

2 结束语

大功率风塔项目使用厚板、超厚板越来越多，目前采用的单丝埋弧焊方法，受焊工素质以及现场质量控制等方面的制约，无论是在焊接质量还是生产效率方面已不能适应后续生产形势的发展。因此，如何进一步提高焊接效率，必须研究更高效的埋弧焊工艺，加快双丝埋弧焊等新工艺在风塔制造方面的研究和应用是当务之急。

参考文献：

[1] 姚东伟，姜殿忠，杨文华，康猛.某海湾工程中的厚板焊接技术[J].电焊机，2013 （12） ：77-82.

[2] 范如源，陈新旭，杨麟.大型构件现场装配焊接技术[J].电焊机，2013 （09）： 73-76.

摘 要：同船舶制造和其它重型钢结构相比，风塔工程有其特殊性，冷温型风塔对低温韧性的要求很高，对焊接热输入亦有特殊要求。埋弧焊是大型风塔工程焊接的主导工艺， 对热输入必须严格控制，体现在控制热输入对焊接接头冲击韧性的影响，本文介绍了冷温塔的焊接试验过程，供同行参考。

关键词：低合金钢；埋弧焊；热输入；焊接试板

0 引言

风塔的焊接要求较高，冷温塔是大型风塔的一种，同时客户要求加工方应取得EN1090资质认证，并要满足EN102042.2要求。根据现有焊接工艺评定报告，对目前用于风塔制造的焊材包括焊条、焊丝及焊剂等进行全面梳理。根据ISO15614-1要求，如涉及到焊剂和焊丝等更换，还要增加附加的冲击试验，焊接工艺认可试验和编制焊接工艺规程文件（WPS）应达到ISO15609和ISO15614-1的规定。

1 试验过程

1.1 试板焊接

试验期间对3块焊接试板进行了工艺评定，母材和焊材均为客户提供。板厚分别为12mm、24mm、36mm，下料尺寸为600mm 200mm，焊接工艺评定见表1。

焊道分布及现场记录焊接工艺参数见图1和图2及表2所示（以36mm7#试验板为例）

焊接后外观检验，100%超声波检查，合格后取两根横向拉伸、4根侧弯试样、冲击两组（焊缝中心WM和熔合线+2mm）、金相一块，冲击试验温度为-40℃。测试结果见表3和表4所列。

1.2 焊接工艺认可试验

对表4结果进行分析，5#板冲击试样焊缝区的冲击平均值为29.7J，勉强合格；7#板冲击试样焊缝区的冲击平均值为26J，结果不合格。

由于是首次对新选用焊材做焊接工艺认可试验，尽管焊材供应商提供了产品质保书，且力学性能数据满足相关要求，如焊接工艺认可试验不合格，便没有实际意义了。对此与焊材厂商联系并作现场技术指导，重新焊制试板。严格控制焊接电流、焊接电压、焊接速度、层间温度及焊道分布等事项。焊接工艺参数见表5所示。

焊后试板进行外观检查，100%超声波检查，取冲击试样2组进行试验，试验结果见表6。

1.3 试验结果分析

结果分析：从以上数据看，前后焊接试板的焊缝冲击韧性值为什么会有如此大的差别呢？对每道埋弧焊的焊接热输入量进行分析，表2的焊接热输入大于3 KJ/mm，而表5的埋弧焊的焊接热输入均小于2.5KJ/mm。

埋弧焊是大电流、高效率的焊接方法，它的焊接热输入远大于焊条电弧焊，从提高生产率方面来看，焊接热输入越大，生产率越高。但是在焊接低合金钢时，过大的焊接热输入会使热影响区的晶粒更粗大，导致焊接接头脆化，接头的冷弯角度达不到要求，同时冲击韧性也显著下降。

冷温型风塔对低温韧性的要求很高，因此对焊接热输入亦有特殊要求。在埋弧焊生产过程中，必须控制过大的焊接热输入，严格按照焊接工艺规程文件（WPS）上的焊接工艺参数执行，产品质量才能得到保证。

从上述试验结果可以看出，控制埋弧焊的热输入，最为重要的就是控制焊接电流、电弧电压及焊接速度，同时还必须严格控制焊道间的层温。

2 结束语

大功率风塔项目使用厚板、超厚板越来越多，目前采用的单丝埋弧焊方法，受焊工素质以及现场质量控制等方面的制约，无论是在焊接质量还是生产效率方面已不能适应后续生产形势的发展。因此，如何进一步提高焊接效率，必须研究更高效的埋弧焊工艺，加快双丝埋弧焊等新工艺在风塔制造方面的研究和应用是当务之急。

参考文献：

[1] 姚东伟，姜殿忠，杨文华，康猛.某海湾工程中的厚板焊接技术[J].电焊机，2013 （12） ：77-82.

[2] 范如源，陈新旭，杨麟.大型构件现场装配焊接技术[J].电焊机，2013 （09）： 73-76.