超高強度Q890貝氏體鋼焊接工藝研究

摘 要：超高強度Q890貝氏體鋼強度高，碳當量大，在煤礦機械、工程機械、造船等行業得到廣泛應用。同時，為促進其作用充分發揮，把握焊接工藝是必要的。本文介紹了超高強度Q890貝氏體鋼的特點，分析了它的焊接工藝，主要包括焊絲選擇、下料及組對成型、焊前預熱、焊接施工、性能試驗等內容。實際應用表明，把握焊接工藝可以獲得滿意的焊接接頭，實現不換焊絲焊接，也為它的推廣和應用創造條件。

關鍵詞：超高強度Q890貝氏體鋼；焊接工藝；焊絲選擇；下料及組對成型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.046

0 引言

為促進超高強度Q890貝氏體鋼作用的充分發揮，使其更好滿足實際需要，把握焊接要點，提升焊接施工效果是必要的。然而在焊接過程中，部分工作人員綜合技術水平偏低，責任心不強，沒有嚴格把握焊接工藝流程和施工要點，制約焊接效果提升，也影響超高強度Q890貝氏體鋼作用的發揮，需要采取完善和改進措施。

1 超高強度Q890貝氏體鋼的特點

超高強度Q890貝氏體鋼是技術創新和進步的產品，其強度高，碳當量大，擁有自身顯著特點，在煤礦機械、工程機械、造船行業等得到較為廣泛應用。同時，超高強度Q890貝氏體鋼在焊接施工中，由于自身綜合性能存在缺陷，再加上部分焊接人員綜合技能偏低，可能導致焊接裂紋、接頭開裂、焊接應力偏大等問題發生，降低結構美觀和焊件性能。為彌補焊接質量缺陷，提升其綜合性能，使其更好滿足生產需要，本文介紹一種新的焊接工藝。具體焊接施工中，不僅嚴格控制板材下料、坡口加工、組對成型、焊前預熱、焊接工藝、焊后處理等工序，同時還注重性能試驗和檢測，詳細掌握焊接施工基本情況。實際應用表明，采用該項焊接施工技術措施，不僅能順利完成焊接施工任務，還有利于最大程度上避免裂紋產生，消除焊接應力，也為超高強度Q890貝氏體鋼的推廣和應用創造條件。

2 超高強度Q890貝氏體鋼焊接工藝分析

為提高焊接施工效果，促進其作用充分發揮，確保超高強度Q890貝氏體鋼的綜合性能良好，焊接施工中應該把握以下要點。

2.1 焊接工藝分析

超高強度Q890貝氏體鋼焊接施工過程中，通常會有較大的淬硬傾向。并且鋼材強度級別越大，淬硬傾向越大。超高強度Q890貝氏體鋼具有熱裂紋和冷裂紋傾向，為取得更好的焊接施工效果，有必要在焊接前做好研究分析工作，確保焊接工藝合理，從而能夠取得更好的焊接施工效果。焊縫裂紋傾向評定時，碳當量是重要指標，有利于判定裂紋敏感性。鋼材碳當量標準值0.45，而超高強度Q890貝氏體鋼該指標為0.52，顯著高于標準值，淬硬傾向更明顯。為提升焊接施工效果，實現對裂紋的預防，盡量減少裂縫產生的可能性，焊接前需要對超高強度Q890貝氏體鋼進行預熱處理。同時在焊接施工任務完成后，不能忽視熱處理，以消除焊接應力。使用二氧化碳氣體保護焊方式，按要求操作，保持低氫狀態，讓焊接施工取得更好效果。

2.2 焊絲選擇

焊絲選擇時要注意與焊接強度匹配，常用原則為等強匹配、高強匹配和低強匹配。為促進超高強度Q890貝氏體鋼焊接質量提升，避免產生焊接裂紋，通常采用低強匹配原則，采用90kg級實芯焊絲。并做好試驗分析工作，詳細掌握其化學成分和力學性能，使其在焊接施工中更好發揮作用。

2.3 下料及組對成型

下料前對鋼板表面拋丸除銹，合理控制切割氣體壓力和流量，提高下料水平，保證工件齊整，體積大小和尺寸一致。用專用坡口機切割坡口，并對切割部位進行毛刺處理。然后根據設計圖紙要求，完成工件組對成型。要將坡口部位的水、油、銹等清理干凈，保證坡口干凈整潔，然后正式進行點焊施工。為提升點焊效果，提前對點焊位置進行預熱處理，長度約100mm，間距200mm，選用ER50-6焊絲。

2.4 焊前預熱

下料和組對成型后，對工件預熱處理。為提升預熱效果，為焊接施工奠定基礎，促進焊接質量控制，預熱溫度在150-200℃之間為宜，預熱后立即焊接。采用多層多道焊工藝，并隨時監測焊接部位溫度，做好溫度調整工作，確保溫度適宜。預熱和焊接都要重視溫度控制，讓焊接取得更好效果。

2.5 焊接施工

超高強度Q890貝氏體鋼互焊采用氣體保護焊工藝，遵循低強匹配原則，使用90kg級實芯焊絲。每道焊接任務完成后要及時清理焊渣，層間溫度在100-150℃之間。焊接最好連續進行，保證焊接到位，接頭處理牢固可靠。當發生中斷現象時應做好錯位搭接工作，錯位長度約25mm。要確保接頭處理到位，提升焊接質量。焊接后進行熱處理，確保施工效果。

2.6 性能試驗

在把握上述焊接工藝流程，順利完成焊接施工任務的前提下，選取超高強度Q890貝氏體鋼試塊，尺寸為350mm×150mm×25mm，單邊“K”型坡口，按照GB/T19869.1-2005的規定，對上述焊接工藝進行驗證，檢測超高強度Q890貝氏體鋼的綜合性能。通過對試件外觀的觀察和分析，發現焊件外觀平整、光潔、無裂紋。然后根據規定對焊件進行拉伸、沖擊與彎曲試驗，結果表明，超高強度Q890貝氏體鋼焊接接頭良好，各項力學指標良好、穩定，完全滿足施工需要和使用要求。

3 結束語

通過把握焊接工藝流程，加強焊接溫度控制，注重每道工序管理，取得良好效果。此外，性能試驗也表明，采用該方法可以獲得滿意的焊接接頭，實現不換焊絲焊接，也為它的推廣和應用提供技術支撐。

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基金項目：本文系江西省教育廳科技項目：超高強度Q890貝氏體鋼焊接工藝研究（課題編號：GJJ161288）

作者簡介：史洪松（1983-），男，江西新余人，碩士，講師，研究方向：機械設計制造及其自動化。