Tecniche di saldatura per lamiere spesse: Una guida completa

Quale processo volete utilizzare per risolvere il problema della saldatura del metallo di base con uno spessore di 270 mm, come la saldatura robotizzata o la saldatura a spazio ridotto?

Esaminiamo quindi come produrre una lamiera di 4810 mm x 4810 mm x 270 mm eseguendo una saldatura di testa di lastre di acciaio Q235D da 270 mm.

1. Problemi di saldatura di lamiere di grande spessore e misure per risolverli

Requisiti: I requisiti di planarità variano da 8 a 10 mm per garantire le proprietà del materiale della piastra d'acciaio dopo la saldatura.

(1) Numero e dimensioni delle piastre in acciaio saldate

Questo è costruito utilizzando tre piastre di acciaio, con larghezza di 1.900 mm, 1.900 mm e 1.050 mm e lunghezza di 4.830 mm, che vengono unite tra loro.

Per tenere conto del ritiro della saldatura, è stato riservato un margine di 9 mm. Tuttavia, al termine della produzione, si è scoperto che il ritiro era compreso tra 10 e 12 mm. Ciononostante, il margine di lavorazione di 25-30 mm con un errore massimo di 3 mm non ne pregiudica l'utilizzo nella lavorazione.

(2) Metodo di saldatura e tipo di scanalatura

Piastra spessa comune metodi di saldatura includono la saldatura a elettroscoria, la saldatura ad arco sommerso, la saldatura a gas e la saldatura ad elettrodo.

Date le condizioni dell'impresa e l'efficienza di vari metodi di saldatura, il metodo di saldatura scelto è stato la saldatura a cordone protetto da gas CO2 con saldatura ad arco sommerso e copertura della superficie.

Le forme di scanalatura delle piastre spesse sono per lo più di tipo Ⅰ, a X e a U, tra le altre. Dopo un confronto approfondito, è stata selezionata la scanalatura a U.

Per facilitare il processo di eliminazione delle radici, è stata scelta una scanalatura a U asimmetrica. Per garantire la qualità della saldatura, la produzione della scanalatura deve essere completata mediante lavorazione meccanica e deve garantire una dimensione e un rugosità della superficie valore di 12,5μm.

(3) Test pre-saldatura

Per garantire qualità della saldaturaPer la prova di saldatura è stata utilizzata una lastra d'acciaio lunga 1 metro con uno spessore di 200 mm, che è servita non solo ad addestrare i saldatori, ma anche a individuare eventuali carenze nel processo operativo vero e proprio.

Durante la prova di saldatura del fondo, si è osservato che l'apertura all'estremità non saldata non cambiava significativamente quando l'estremità di saldatura veniva spostata all'altra estremità.

(4) Materiali per la saldatura e parametri

L'analisi delle principali cause di fessurazione è stata condotta come segue:

Tendenza all'indurimento

Il materiale utilizzato è l'acciaio Q345D con un contenuto di carbonio limite superiore di 0,18%; wP, S ≤ 0,03%.

Con una bassa tendenza all'incrudimento e una buona saldabilità, questo non è considerato la causa principale di crepe fredde.

② Funzione dell'idrogeno

I materiali di saldatura utilizzati sono stati rigorosamente essiccati e l'ambiente dell'officina è stato mantenuto asciutto.

Anche se una piccola quantità di idrogeno rimane nella saldatura durante la saldatura, il contenuto è basso e non è considerato la causa principale delle cricche da freddo.

③ Una distribuzione disomogenea della temperatura nella direzione dello spessore durante la saldatura può portare a grandi deformazioni plastiche laterali di compressione;

Un ritiro non uniforme nella direzione dello spessore durante il raffreddamento dopo la saldatura può facilmente causare una deformazione angolare tra i due connettori.

Il principio di selezione dei materiali di saldatura è che la composizione della lega e le prestazioni di resistenza del metallo saldato devono soddisfare il limite inferiore specificato dallo standard del metallo di base o raggiungere l'indice di prestazione minimo specificato dalle condizioni tecniche del prodotto.

Pertanto, si è deciso di utilizzare il filo di saldatura THQ-50C con un diametro di 1,2 mm, il filo di saldatura ad arco sommerso H10Mn2 con un diametro di 4 mm e il flusso SJ101 (preriscaldato per più di 4 ore a 100°C prima della saldatura). I parametri di saldatura sono i seguenti.

Parametri di saldatura

Nota: la temperatura tra gli strati nell'area di saldatura varia da 120 a 180℃.

Infine, la deformazione inversa viene impiegata per controllare la deformazione che si verifica durante la processo di saldatura.

Nel processo di costruzione della saldatura, a causa della deformazione inversa causata dalla saldatura, è necessario girare prontamente il pezzo e saldare l'altro lato, consentendo un funzionamento ciclico per controllare la deformazione.

(5) Trattamento termico

Il preriscaldamento del pezzo è indispensabile prima della saldatura ed è fondamentale per garantire un riscaldamento uniforme del pezzo.

Dopo diverse prove, si è deciso di praticare diversi fori uniformemente distanziati su un lato di un tubo lungo 4,8 metri.

Il tubo è stato poi sigillato con un ugello di taglio del gas saldato al tubo e riscaldato tramite accensione del gas.

Sono stati realizzati due pezzi in modo da poter riscaldare contemporaneamente entrambi i lati della saldatura.

Al termine del processo di saldatura, all'interno del pezzo si genera una grande quantità di tensioni residue di saldatura.

Per evitare cricche e deformazioni ritardate durante la lavorazione, la distensione in forno ricottura deve essere eseguita dopo la saldatura.

2. Attuazione

Posizionare il materiale in lastre a un'altezza di 1 - 1,2 metri dal suolo, con un angolo di deformazione di 1 - 1,5 gradi e una fessura di circa 2 mm.

Prima della saldatura, l'area di 200 mm su entrambi i lati del rovescio della saldatura sarà riscaldata simultaneamente in più punti per garantire un'uniformità temperatura di preriscaldamento. La temperatura di preriscaldamento del lato anteriore deve essere compresa tra 90 e 120°C.

Il lato con la scanalatura grande sarà saldato per primo, utilizzando la saldatura ad arco schermato con gas CO2 per la base.

A questo punto, è necessario misurare la deformazione della parte più lontana della piastra di controllo (con un minimo di 4 punti di misurazione).

Quando la deformazione del pezzo è compresa tra 1 e 1,2 gradi (calcolata come A), cioè il punto di misura si trova al di sopra del valore piano di ≤ A, il pezzo deve essere girato.

È importante notare che quando si salda su una piastra di grande spessore, il pezzo in lavorazione deve essere capovolto e saldato su entrambi i lati della nervatura concava della saldatura per evitare il sollevamento in caso di cricche.

La larghezza della saldatura d'apporto ad arco sommerso di controllo deve essere inferiore a 18 mm per ridurre i difetti. La larghezza della saldatura deve essere la stessa.

Dopo aver girato il pezzo, scriccatura ad arco di carbonio è necessario rimuovere la saldatura di fondo, scoprire il metallo saldato e lisciare la superficie. Quindi si può iniziare la saldatura ad arco sommerso.

Durante il processo di saldatura, la deformazione della piastra laterale più lontana viene misurata continuamente.

Quando la deformazione inversa raggiunge i 0 gradi, le nervature concave della saldatura vengono eliminate, lasciando solo tre nervature di saldatura uniformemente distribuite. Quando la deformazione inversa raggiunge (A-5) mm, il pezzo viene nuovamente capovolto.

Dopo che il pezzo è stato girato e fissato, si rimuovono le nervature di saldatura e si osserva la deformazione della piastra (i valori di osservazione sono piccoli, circa 2 mm).

Si avvia quindi la saldatura ad arco sommerso e, quando la deformazione inversa è inferiore o uguale a 10 mm (misurata come descritto sopra), il pezzo viene girato di nuovo.

Questo processo dovrebbe essere accompagnato da un rilevamento dei difetti a ultrasuoni ad alta temperatura, se disponibile, per ridurre la quantità di rilavorazioni necessarie per i difetti finali.

Dopo aver girato il pezzo, viene eseguita la saldatura ad arco sommerso controllando la deformazione inversa entro 5 mm.

Il pezzo viene girato e saldato sull'altro lato fino al completamento dell'intero processo di saldatura.

Dopo la saldatura, il pezzo viene tenuto al caldo per 6 ore.

Dopo il raffreddamento naturale, la superficie della saldatura verrà levigata, verranno eseguiti test a ultrasuoni e l'intero pezzo verrà sottoposto a ricottura di distensione in forno a 620℃ per 10 ore.

Durante la ricottura, si deve tenere conto della deformazione della piastra di grandi dimensioni dovuta al suo stesso peso e si possono utilizzare metodi come l'autopeso e la gravità esterna per appiattire la piastra.

Una volta che le parti saldate sono state sottoposte a ricottura di distensione e raffreddate a temperatura ambiente, le parti saldate sono state sottoposte a ricottura di distensione e raffreddate a temperatura ambiente. difetti di saldatura e la planarità saranno testati e, se i requisiti sono soddisfatti, si procederà alle fasi successive.

L'altro lamiera d'acciaio sarà saldato alla piastra d'acciaio saldata utilizzando lo stesso metodo di saldatura e le stesse fasi descritte sopra.

Al termine della saldatura complessiva, la saldatura viene mantenuta calda per 6 ore, raffreddata naturalmente e sottoposta a test a ultrasuoni. Successivamente, l'intero pezzo sarà sottoposto a distensione e ricottura.