Expertenleitfaden zum Schweißen von Q345 (niedrig legierter hochfester Stahl)

Schweißen von Q345

I. Chemische Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften von Stahl Q345

1. Die chemische Zusammensetzung von Q345 ist in der folgenden Tabelle dargestellt (%)

ElementInhalt
C≤0.2
Mn1.0-1.6
Si≤0.55
P≤ 0.035
S≤0.035
Al≥0.015
V0.02-0.15
Nb0.015-0.06
Ti0.02-0.2

2. Die mechanischen Eigenschaften von Q345C sind wie folgt (%)

Mechanische LeistungsindikatorenWert
Dehnungsrate (%)≥ 22
Prüftemperatur 0 ℃≥ 34
Zugfestigkeit MPa470-650
Streckgrenze MPa324-259

Bei einer Wandstärke von 16-35 mm beträgt σs≥325Mpa; bei einer Wandstärke von 35-50 mm beträgt σs≥295Mpa.

Schweißen von Q345

II. Schweißeigenschaften von Stahl Q345

2.1 Berechnung des Kohlenstoffäquivalents (Ceq)

Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5

Der berechnete Ceq-Wert beträgt 0,49% und ist damit größer als 0,45%. Dies zeigt, dass die Schweißleistung von Q345 Stahl ist nicht sehr gut, und beim Schweißen müssen strenge Verfahrensmaßnahmen getroffen werden.

2.2 Häufige Probleme mit Q345-Stahl beim Schweißen

2.2.1 Verhärtungstendenz der hitzebeeinflussten Zone

Während des Abkühlungsprozesses beim Schweißen von Q345-Stahl neigt die Wärmeeinflusszone dazu, eine abgeschreckte Struktur zu bilden. Martensitwas die Härte des nahtnahen Bereichs erhöht und seine Plastizität verringert. Infolgedessen können nach dem Schweißen Risse auftreten.

2.2.2 Empfindlichkeit gegenüber Kaltrissen

Die wichtigste Art von Schweißriss in Q345-Stahl ist die Kaltrissbildung.

III. Konstruktionsprozess Schweißen

Vorbereitung der Fase → Punktschweißen → Vorwärmen → Innenschweißen → Fugenhobeln (mit Kohlelichtbogen-Luftfugen) → Außenschweißen → Innenschweißen → Selbstprüfung/Sonderprüfung → Wärmebehandlung nach dem Schweißen → Zerstörungsfreie Prüfung (Schweißnahtgüteklasse ein Durchgang)

IV. Auswahl der Schweißprozessparameter

Durch die Schweißbarkeit Analyse von Q345-Stahl wurden die folgenden Maßnahmen entwickelt:

1. Auswahl der Materialien zum Schweißen

Aufgrund der hohen Rissneigung von Q345-Stahl sollten wasserstoffarme Schweißwerkstoffe verwendet werden. In Anbetracht des Grundsatzes, dass die Schweißverbindung so fest sein sollte wie das Grundmaterial, sollte der Typ E5015 (J507) Schweißdraht gewählt wird.

Die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften sind wie folgt (in %):

ElementInhalt
C0.071
Mn1.11
Si0.53
S0.009
P0.016
Cr0.02
Mo0.01
V0.01
Ti0.01

Die mechanischen Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

σb/Mpaσs/Mpaδ5(%)Ψ(%)Akv/J-30℃
4405403179164/114/76
(Die Zugfestigkeit sollte größer sein als die Streckgrenze.)

2. Form der Fase:

Entsprechend den Zeichnungen und der gelieferten Ausrüstung.

3. Verfahren zum Schweißen:

Manuell Elektrisch Lichtbogenschweißen (D) verwendet werden.

4. Schweißstrom:

Zur Vermeidung grober Schweißnaht Struktur, die zu einer Verringerung der Kerbschlagzähigkeit führen kann, muss das Schweißen mit kleinen Spezifikationen angewendet werden. Zu den spezifischen Maßnahmen gehören Schweißdrähte mit kleinem Durchmesser, schmale Schweißbahnen, dünne Schweißschichten und mehrlagige, mehrbahnige Schweißverfahren.

Die Breite der Schweißbahn sollte das Dreifache des Durchmessers des Schweißdrahtes nicht überschreiten, und die Dicke der Schweißschicht sollte 5 mm nicht überschreiten.

Für die erste bis dritte Lage sollte ein Ф3.2-Schweißdraht mit einem Schweißstrom von 100-130A verwendet werden; für die vierte bis sechste Lage sollte ein Ф4.0-Schweißdraht mit einem Schweißstrom von 120-180A verwendet werden.

5. Vorwärmtemperatur:

Da der Ceq von Q345-Stahl >0,45% ist, sollte vor dem Schweißen eine Vorwärmung erfolgen, wobei die Vorwärmtemperatur T0=100-150℃ und die Zwischenlagentemperatur Ti≤400℃ beträgt.

6. Parameter für die Wärmebehandlung nach dem Schweißen:

Um das Schweißen zu reduzieren EigenspannungUm den Wasserstoffgehalt in der Schweißnaht zu verringern und die Metallstruktur und die Eigenschaften der Schweißnaht zu verbessern, sollte die Schweißnaht nach dem Schweißen einer Wärmebehandlung unterzogen werden.

Die Wärmebehandlungstemperatur beträgt 600-640℃ bei einer Haltezeit von 2 Stunden (für eine Blechdicke von 40 mm), und die Erwärmungs-/Abkühlungsrate beträgt 125℃/h.

V. Ablauf der Schweißarbeiten vor Ort

1. Vorschweißen Vorwärmen

Bevor Sie die Flanschplatte schweißen, müssen Sie sie vorwärmen und nach einer konstanten Temperatur von 30 Minuten mit dem Schweißen beginnen.

Die Vorwärmung, die Zwischenlagentemperatur und die Wärmebehandlung werden automatisch durch den Temperaturkontrollschrank für die Wärmebehandlung gesteuert, der Heizplatten mit Ferninfrarot-Spuren verwendet, wobei ein Mikrocomputer die Kurve automatisch einstellt und aufzeichnet und ein Thermoelement die Temperatur misst.

Während des Vorwärmens befindet sich der Messpunkt des Thermoelements 15 mm bis 20 mm von der Kante der Fase entfernt.

2. Schweißen

2.1 Um Schweißverformungen zu vermeiden, wird jede Stützenverbindung von zwei Personen symmetrisch geschweißt, wobei die Schweißrichtung von der Mitte zu den Seiten verläuft.

Beim Schweißen der inneren Öffnung (der dem Bauchblech zugewandten Fase) müssen die erste bis dritte Lage eine kleine Spezifikation verwenden, da das Schweißen dieser Lage die Hauptursache für Schweißverformungen ist.

Nach dem Schweißen der ersten bis dritten Lage wird das Fugenhobeln durchgeführt. Nach Beendigung des Fugenhobelns muss die Schweißnaht mechanisch poliert, der Kohlenstoffeinbruch auf der Oberfläche der Schweißnaht gereinigt und der metallische Glanz freigelegt werden, um eine starke Oberflächenverkohlung zu verhindern, die Risse verursacht.

Die äußere Öffnung sollte in einem Zug geschweißt werden, und schließlich sollte der verbleibende Teil der inneren Öffnung geschweißt werden.

2.2 Beim Schweißen der zweiten Lage sollte die Schweißrichtung entgegengesetzt zu der der ersten Lage sein, usw. Jede Lage des Schweißnaht sollten um 15-20 mm versetzt sein.

2.3 Die beiden Schweißer sollten den Schweißstrom konstant halten, Schweißgeschwindigkeitund die Anzahl der geschweißten Lagen.

2.4 Beginnen Sie beim Schweißen am Schließblech und enden Sie am Rückenblech. Nach Beendigung der Schweißarbeiten abschneiden und sauber polieren.

3. Wärmebehandlung nach dem Schweißen:

Nach Beendigung der Schweißung sollte die Wärmebehandlung innerhalb von 12 Stunden durchgeführt werden. Kann die Wärmebehandlung nicht rechtzeitig durchgeführt werden, sind Maßnahmen zur Isolierung und langsamen Abkühlung zu ergreifen. Während der Wärmebehandlung sollte die Temperatur mit zwei Thermoelementen gemessen werden, die an der Innen- und Außenseite der Schweißnaht punktgeschweißt sind.

4. Schweißnaht-Inspektion

Gemäß den Anforderungen der "Steel Structure Engineering Construction and Acceptance Specifications" werden die Schweißnähte mittels Ultraschallprüfung mit einer Prüfrate von 100% geprüft.

VI. Technisches Management vor Ort

1. Erstellung von detaillierten Arbeitsanweisungen für Schweißarbeiten.

2. Die vollständige Prozesskontrolle des Schweißprozesses ist das Kernstück der Qualitätssicherung.

Während des Schweißens jeder Säulenverbindung sollte eine spezielle Person den Schweißvorgang überwachen. Wenn der Schweißer die Arbeitsanweisung nicht befolgt, sollte das Schweißen sofort abgebrochen werden.

Während des Schweißvorgangs sollte das Wärmebehandlungspersonal die Zwischenlagentemperatur ständig überwachen. Überschreitet sie die Norm, sollte der Schweißer sofort benachrichtigt werden, damit er aufhört.

3. Die Stärkung des Qualitätsbewusstseins des Baupersonals ist der Schlüssel zur Umsetzung des Schweißprozesses.

Vor Beginn der Bauarbeiten sollte eine umfassende Unterweisung des Personals stattfinden und eine Bauverfahrenskarte ausgestellt werden. In der Unterweisung sollten die Merkmale des Schweißprozesses sowie die Notwendigkeit und die Kontrollpunkte einer strengen Überwachung des Schweißprozesses auf der Baustelle ausführlich erläutert werden.

VII. Schlussfolgerung

Im Anschluss an diese Schweißprozessmaßnahme wurden insgesamt 102 Schweißnähte vor Ort ausgeführt, die bei der zerstörungsfreien Prüfung eine einmalige Erfolgsquote von 100% aufwiesen.

Durch die praktische Überprüfung der Konstruktion kann dieser Schweißprozess nicht nur das Schweißen von Q345-Stahl vor Ort leiten, sondern auch sicherstellen, dass Schweißqualität.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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