Q550高强度钢板焊接工艺研究

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q550焊接工艺论文

液压支架结构用Q550低合金高强度钢板焊接工艺研究液压支架结构用Q550低合金高强度钢板焊接工艺研究1.引言长期以来，我国液压支架一直广泛采用16Mn、27SiMn等普通钢板。

随着高产高效矿井建设的不断发展，对综采设备的生产能力和可靠性要求越来越高，支架向着大配套、大工作阻力、高可靠性方向发展。

支架结构制造所用材料的升级换代已势在必行。

目前主要材料将以65＝450~700MPa级的不同等级低合金钢逐步取代16Mn。

同时，对焊接材料、制造工艺也有更高要求。

而且，支架多为焊接结构件，所选材料除了具有较高的强度外，还应具备较好的焊接工艺。

由于高强钢存在缺口敏感性，表现为焊接件易出现断裂、开焊等缺点，采用怎样的焊接工艺才能保证支架的强度，我们对此结合我厂情况从母材分析、焊前准备、焊接材料、焊接工艺及焊后热处理等方面进行分析探讨。

决定试用Q550低合金高强度钢代替16Mn、27SiMn。

2.Q550低合金高强度钢的材料性能Q550低合金高强度钢是一种可焊接的低碳工程结构用钢。

其含碳量通常小于0.25％，在碳钢的基础上，改善钢的性能，在冶炼时加入一些合金元素Mn、Si、Ni、Ti、V、Al、Nb等元素，Mn、Si 提高了钢的强度，Al、Ti、V、Nb细化了晶粒，增加了钢的韧性。

比普通碳素结构钢有较高的屈服点σs或屈服强度σ0.2(30～80kgf/mm2)和屈强比σs/σb(0.65～0.95),较好的冷热加工成型性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性，以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。

其合金元素含量较低,一般在2.5％以下，在热轧状态或经简单的热处理(非调质状态)后使用；因此这类钢能大量生产、广泛使用。

各发达工业国家的低合金高强度钢产量约占钢产量的10％。

3.焊接性能分析Q550为低合金高强度结构钢，其含碳常量小于0.25%，易于热加工焊接。

可以改善焊接性能，提高焊接质量和焊接强度。

常温焊接时有明显的淬硬倾向，热影响区容易形成硬而脆的马氏体组织，塑性和韧性下降，耐应力性能恶化，泠裂纹倾向增加，同时为防止产生裂纹，焊接过程中应严格保持低氢条件，为此焊接材料应严格脱脂，采用气体保护焊，如气体含有水分过多，则应进行干燥处理。

液压支架Q550D 低合金结构钢的焊接

Welding Procedure of Q550D Low Alloy Structural Steel on
Hydraulic Frame work
YANG Dao - he
( Electromechanical Equipment Company , Huaibei Mining Industry Group , Huaibei 235000 , China)
根据碳当量法 ,当母材 WcE ≥0. 45 %时 ,应适当预热。由于支架结构件板材较厚 ,强度级别较高 ,为保证受热均匀 ,部件装配、点组后 ,应采取整体预热方式进行预热 ,预热温度 150 ℃～200 ℃。结构件焊前预热有防止裂纹、降低焊缝及热影响区冷却速度、减少应力的作用 ,预热后进行及时焊接。焊接时层间温度控制在 120 ℃～150 ℃。 4. 3 焊接工艺参数的确定
热处理后焊缝表面及工件表面的飞溅物应打磨清理结束语制定工艺时必须考虑下列工艺措施板材的切割面的氧化渣在焊接前必须清除干净坡口两侧50mm范围内应严格除去水采用小的线能量多层多道焊有利于细化晶粒提高韧性第一道焊缝需用小直径的焊丝及小的焊接电流以减少母材在焊缝中的金属比例支架结构件在焊接过程中产生的缺陷与焊接材料因素有关为保证焊接过程的低氢条件定位焊焊条及焊接焊丝应进行脱脂保护气体应进行干燥处理q550d强度级别较高结构件焊前应预热焊后应进行热处理以改善热影响区的组织与力学性能消除残余应力提高结构件长期使用的质量稳定性和工作的安全性热处理后焊缝表面及工件表面的飞溅物应打磨清理焊接速度cms线能量kjcm保护气体co2992803603335焊后热处理及打磨焊后热处理的目的是为消除焊接内应力提高构件的尺寸稳定性增强抗应力腐蚀改善接头组织及力学性能提高结构长期使用的质量稳定性和工作的安全性等

Q550低合金高强度钢有条件不预热焊接工艺试验与应用

４４．工艺与新技术．
焊接技术第４５卷第１期２０１６年１月
ｌ材料的制备和焊接试验所用材料为２５ｍｎｌ厚的Ｑ５５ＯＴＭＣＰ钢板．
焊接试板尺寸为２００ｍｍｘｌ５０ｍｉｎｘ２５ｍｍ采用半自动富氩气体保护焊，保护气体（Ａｒ）８０％＋（ＣＯ）２０％．流量１５～２０Ｌ／ｍｉｎ．压力０．２ＭＰａ．按多层多道窄焊道焊接方法施焊．焊接工艺参数如下：
在液压支架的实际生产中．为防止出现上述缺陷，一般要求焊接工艺必须焊前预热、焊中保温、焊后热处理，由此造成工人施焊环境恶劣、焊接成本加大。近来随着ＴＭＣＰ钢的大量应用．公司在液压支架的实际生产中提出了Ｑ５５０ＴＭＣＰ钢的有条件不预热焊接工艺试验的要求在此拟对Ｑ５５ｏ钢的有条件不预热焊接工艺进行研究．为液压支架的实际生产提供一定的理论依据
关键词：Ｑ５５０ＴＭＣＰ钢；液压支架；焊接裂纹；不预热焊接工艺的条件；焊接工艺试验
中图分类号：ＴＧ４５７．２１：ＴＧ４０８
文献标志码：Ｂ
２Ｏ世纪８０年代以来．一种采用热一机械控制工艺生产的低合金钢简称ＴＭＣＰ钢获得了广泛的应用在低碳Ｃ—Ｍｎ钢的基础上．采用Ｖ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ａ１等微合金化．通过控制终轧温度和变形量．并配合在线加速冷却生产的控冷控轧钢．使钢材获得细小的铁素体组织。这种钢材能够在不降低强度、塑性和低温韧性的前提下，具有良好的抗氢致裂纹、抗应力腐蚀开裂及抗热影响区脆化的性能ＴＭＣＰ钢的屈服强度为３５０５５０ＭＰａ随着煤炭开采技术的发展．煤机制造行业应用低合金高强度结构钢的设备越来越多．特别是液压支架设计制造中选用钢材由原来单一的１６Ｍｎ（Ｑ３４５）逐步扩展到Ｑ４６Ｏ，Ｑ５５ｏ，Ｑ６９ｏ，Ｑ８９０直到Ｑ９６ｏ，液压支架选用低合金高强度钢已经成为发展趋势．然而由于低合金高强度结构钢焊接存在很多特点．工艺上比较复杂．限制了它的应用。影响比较大的几个因素为：

Q550GJC焊接H形钢柱截面宽厚比限值分析

Q550GJC焊接H形钢柱截面宽厚比限值分析* 摘要：为研究屈服强度为550 MPa及以上的钢构件的局部屈曲,考虑到构件局部屈曲与其截面的板件宽厚比有密切联系，借助ANSYS有限元分析软件，对Q550GJC高强度焊接H形钢柱截面板件在地震作用下的宽厚比限值进行分析。

通过考虑构件的材料非线性、儿何非线性、初始儿何缺陷和焊接残余应力等影响，对钢柱进行压弯滞回计算，得到构件的骨架曲线，并从中计算出构件的延性系数。

结果表明：得到的Q550GJC焊接H 形钢柱截面板件在地震作用下的宽厚比限值符合GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》的规定。

关键词：高强度钢材；有限元；宽厚比限值；残余应力；滞回曲线；延性系数0引言近些年来，随着钢材生产工艺的发展与创新，高强度钢材（名义屈服强度大于460 MPa）的质量己经有所保证，与此同时，与高强度钢材相配套的，具有足够强度、良好韧性和延性的焊接材料也取得了较大的研究进展。

这些材料方面的发展与进步使得高强度钢材已经在国内外多个工程实际中得以应用[1-4] o在多、高层钢结构中，钢柱同时承受轴心压力和弯矩作用，理想模型为压弯构件。

钢结构中的受力构件，通常是由宽而薄的板件组成，因此可以将钢构件的受压、受弯作用归结为板件的受力问题。

为了保证钢结构在罕遇地震作用下不倒塌，要求其构成板件在经历较大塑性变形后仍具有一定的强度和变形能力，这就要求结构构件局部屈曲不早于整体屈曲出现。

为了满足这一设计目的，国内外现行的钢结构设计规范普遍对板件宽厚比限值做出规定，但试验分析与理论研究结果均是在普通强度钢材的基础上得到。

基于高强度钢材和普通强度钢材在力学性能上的差别，对高强钢板件宽厚比限值进行研究十分必要。

根据延性地震理论[5],目前结构影响系数即地震作用调整系数的研究大多采用基于杆件层面的位移延性系数，而杆件的延性是建立在截面的延性基础上的，截面延性是确定截面板件宽厚比的重要因素。

根据截面承载能力、塑性转动变形能力的不同，我国正在修订的GB 50017-2003《钢结构设计规范》（征求意见稿）增加了截面分类的相关条文，将设计截面分为A、B、C、D、E五级。

Q550CFD低焊接裂纹敏感性高强度钢板

0.25
0.28
0.30
五、Q550CFD机械性能
Q550CFD的力学性能和工艺性能能应符合下表规定：
Q550CFD力学性能要求（适用于横向）
牌号
拉伸试验
弯曲试验
夏比V型冲击试验
上屈服强度
抗拉强度
断后伸长率
弯曲1800
温度
冲击吸收能量
厚度≤50
50-100
Q550CFD
550
530
670-830
16
q550cfd是低焊接裂纹敏感性高强度钢板规定厚度在5mm100mm之间主要用于制作对焊接性要求高的水电站压力钢管工程机械铁路车辆桥梁高层及大跨度建筑执行标准
Q550CFD低焊接裂纹敏感性高裂纹敏感性高强度钢板，规定厚度在5mm-100mm之间，主要用于制作对焊接性要求高的水电站压力钢管、工程机械、铁路车辆、桥梁、高层及大跨度建筑，执行标准：YB/T4137-2013.
钢板的名称由代表屈服强度“屈”字的汉语拼音首字母Q、规定的屈服强度数值、国际上代表低焊接裂纹敏感性的英文字母（CF）、质量等级（C、D、E）四个部分组成
二、Q550CFD尺寸、外形、重量及允许偏差
钢板的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T709的规定。
经供需双方协议，也可供应其他尺寸、外形及允许偏差的钢板
Q550CFD化学成分要求
C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
Mo
V
Nb
Ti
B
≤0.09
≤0.5
≤2.0
≤0.018
≤0.01
≤0.8
≤1.8
≤0.7
≤0.1
≤0.12
≤0.05

Q550D室温焊接实验报告

Q550D室温焊接实验报告实验：山东鲁南装备制造2021年3月一实验目的验证Q550D钢板室温焊接抗拉强度、伸长率是不是合格、30倍显微镜观看有无微观焊接裂纹二实验标准（1）《GB/T 2651-2020 焊接接头拉伸实验方式》（2）《GB/T228-2002金属材料室温拉伸实验方式》（3）《GB 4675.1-1984 焊接性实验斜Y型坡口焊接裂纹实验方式》三实验参数及实验结果1.母材：Q550D δ=30低合金高强度结构钢；交货状态：淬火+回火；炉号：14T-004272-03 30*3000*113002.焊机：DX-600G CO2/MAG焊机3.焊丝：JL-70M Ø1.2金属粉芯焊丝4.焊工：熟练焊工操作5.温度：10℃；湿度：50%6.焊接方式：多层多道焊（拉伸实验）；单道焊（焊接裂纹实验）；焊后530℃+50min回火（1）第一组：富氩气爱惜焊（80%Ar+20%CO2）室温焊接拉伸实验结果（表1）表1 富氩气爱惜焊（80%Ar+20%CO2）室温焊接拉伸实验结果（2）第二组：CO2气爱惜焊室温拉伸焊接实验结果（表2）表2 CO2气爱惜焊室温焊接拉伸实验结果（3）第三组：斜Y型坡口焊接裂纹实验结果表3 斜Y型坡口焊接裂纹实验结果四实验结论（1）该Q550D钢板采纳富氩气室温焊接抗拉强度与伸长率合格，能够不预热焊接，但要焊后回火（2）该Q550D钢板采纳二氧化碳气室温焊接抗拉强度与伸长率合格，能够不预热焊接，但要焊后回火（3）二者对斜Y型坡口焊接裂纹实验式样切片30倍放大显微镜下观看均无焊接微观裂纹（4）富氩气焊接抗拉强度高于二氧化碳气焊接抗拉强度35MPa，性能更优。

Q550D高强度钢板组织及焊接性能分析

收稿日期 =2017 -0 2 -2 8 作者简介 :朱晓丽（1988 - ) , 女，内蒙古赤峰市人，助理工程师，现从事金相检测工作。
42
包钢科技
第 43卷
行分析研究，为其在焊接领域的广泛应用提供指导。
有裂纹的产生。同时斜 Y 坡口焊接裂纹试验表明对于 20 m m 厚 Q 550D 钢板，在不预热条件下焊接，两组试样表面
裂纹率和断面裂纹率均为零。
关键词：Q550D;焊接 ;宽厚板;显微组织
中图分类号 :T G 115.6
Key words：Q550D；welding；wide and thick plate；microstructure
Q550D 是一种微合金低碳贝氏体钢，具有强度高、韧性好、耐磨、耐腐蚀、低温韧性、加工性能和焊接性能优良等特点，广泛应用于工程机械、煤矿机械、造船和钢结构等领域[1_6]。但由于 Q550D 使用环境恶劣，加之 Q550D 在生产过程中板形难以控
(1. CSP Plant of Steel Union Co. Ltd. of Baou 014010, Monggol, China ； 2. Sales Co. of Steel Union Co. Ltd. of Baotou Steel ( Group) Corp. yBaotou 014010 ^Nei Monggol yChina)
1 成分设计与轧制工艺流程
摘要 :包钢通过成分优化和轧制工艺的优化研制了工程机械用高强度钢 Q550D。通过热影响区最高硬度、插销试验、斜 Y 坡口焊接裂纹试验对 Q550D 高强度钢的焊接性能进行分析，研究结果表明：Q 550D 钢板热影响区最高硬度（HV10 ) 为 297。插销试验结果表明，在中等拘束条件下，采用 HS - 7 0 焊丝焊接 20 m m 厚 Q550D钢板，不预热没

Q550钢板焊接工艺分析

Q550钢板焊接工艺分析近年来国家在矿山工程建筑中对Q550钢的应用越来越多，那么我们对它的技术要求也就需要更加细致的研究。

以下就是我们对Q550钢板的一系列实验分析，而且制定出了相应的焊接工艺。

标签：Q550钢；实验分析；焊接1 对钢材的力学性能和化学成分进行分析通过收集整理资料我们得到了试验室选用的Q550D钢的化学成分和力学性质，而后作成表格如表1和表2：从上面表格中我就可以看出Q550系列刚的化学成分中有很多微量元素，且占得比例还是相当可观的。

2 实验时采用的焊接材料按照国家标准规定《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》中ER69-1，直径1.2.的实心焊丝，可以保证焊接时焊缝的高强度和良好的机械性能。

通过查阅资料得出了所用焊丝的化学成分和拉伸试验要求。

如表3、表4：通过以上表格，我们就可以清晰的看到焊丝中的化学成分及其拉伸要求，这样就能根据要求制定出相应的焊接方法。

3 焊接的方式方法（1）对坡口形式的焊接。

根据以前的实验研究，钢板的焊接口会有很多种形式，但是具体情况具体分析，我们根据所采用的保护气体的特点来选择相应的焊接口形式。

通过讨论研究，大家一致认为这种情况采用单边的V型破口进行焊接是最合适的，与此同时就需要制定相应的焊接措施；（2）坡形焊接口的工艺参数。

按照国家标准，再通过查阅相关资料得到了所需的工艺参数：对焊接速度的要求是22-26cm/min，对焊接电压的要求是30-32V，对填充盖面的要求是240-260A的电流，进行打底焊接的电流是230A-250A，二氧化碳的流量是15-20L/min。

通过以前对焊接的学习可知道，手工焊接形式有平焊、点焊、斜焊等，这几种情况都可以使用于坡口形式的焊接中。

在焊接时先进行加热，对焊接口加热到一定程度在进行焊接，焊接完后进行有效的保温措施会得到很好的焊接质量的，如还有更高要求的可以进行退火或者调制热处理等措施，会有更加好的效果；（3）焊接的装置。

q550

Q550D 回火工艺试验近段时间经过摸索对Q550D高强度钢走TMCP+T工艺，处理13块一次性合格，验证了该工艺的可行性。

为了更好的摸索回火工艺，找出适合生产的最佳回火温度和回火时间。

采用对比分析试验以下是同一块钢板同一取样位置的试样按照不同的回火温度，在相同的保温时间内，电热炉试验数据：第一套方案：不同回火温度，相同保温时间：回火试验方案编号回火温度/℃回火时间/min1 520℃ 1002 560℃ 1003 600℃ 1004 640℃ 1005 680℃ 1006 720℃ 100一、性能结果如下：试样状态钢种厚度屈服抗拉伸长冲击冲击冲击热轧 Q550D 25 500 695 19 261 297 312520℃ Q550D 25 585 665 21 2 82 280 266560℃ Q550D 25 630 665 21 3 41 306 300600℃ Q550D 25 590 685 18.5 226 253 258640℃ Q550D 25 595 670 20 2 60 204 254680℃ Q550D 25 605 680 22.5 203 206 228720℃ Q550D 25 490 680 22 297 306 276二、钢板回火后光谱成分：试样状态 C Si Mn P S Als V Ti Ni Mo Nb热轧 0.073 0.36 1.58 0.01 0.002 0.032 0.051 0.015 0.075 0.177 0 .049520℃ 0.071 0.35 1.54 0.008 0.001 0.03 0.05 0.014 0.072 0.1740.044560℃ 0.082 0.37 1.61 0.01 0.001 0.034 0.051 0.017 0.075 0.179 0.054600℃ 0.061 0.36 1.57 0.009 0.001 0.029 0.05 0.015 0.074 0.173 0.047640℃ 0.059 0.35 1.55 0.008 0.001 0.03 0.05 0.014 0.075 0.17 0.044680℃ 0.074 0.34 1.59 0.011 0.001 0.028 0.053 0.014 0.065 0.161 0.052720℃ 0.064 0.33 1.53 0.01 0.001 0.028 0.052 0.013 0.064 1.55 0.045平均值 0.069 0.305 1.57 0.009 0.001 0.03 0.051 0.015 0.071 0.3690.048三、钢板回火前后性能分析：从上图看出，回火后的屈服强度较热轧，整体大幅度上升，回火温度560，其屈服强度最高，回火温度720屈服强度降到最低。

Q550D钢板焊接工艺研究

难焊接材料，冷裂纹敏感性高，钢的焊接性差，焊
接难度大。钢板的力学性能见表 2。
表 2 Q550D 钢板力学性能
屈服强度 ReL /MPa
538
抗拉强度 Rm /MPa
650
伸长率（％） 20．5
冲击吸收功 AKV /J （－20 ℃）
49， 65， 59
20° 20°
6.3 翼形表面
20°
R15
R15 2 图 1 固定导叶坡口图
由于本公司第一次采用 Q550D 钢板，作为新型材料对其进行分析并选择相应焊接材料，钢板化学成分见表 1。
收稿日期： 2018-09-28
1 焊接工艺评定
针对 Q550D 钢板的焊接特性，按照 ASME 第Ⅸ
卷中的相关规定进行工艺评定试验，制订 Q550D 钢
26～28
17．3～21．4
200～240
24～28
15．1～31．3
200～240
24～28
15．1～32．6
210～260
25～30
15～30．3
热输入 /（kJ·cm-1） 18．82～22．28
12．01～28．36
11．46～26．75
12．20～27．94
试板焊接退火后按照 ASME 标准进行试件的制备，共制作 20 支拉伸试样（2 组拉伸）、 24 支侧弯试样（4 组侧弯）、 12 根冲击试样，工艺评定合格的焊接接头力学性能试验结果详见表 5。由表 5 可知，焊接接头的力学性能达到预期目标，根据 ASME 标准判定 GM90 实心气保焊焊丝用 φ （Ar）80%+φ（CO2）20% 混合气体保护焊接 Q550D＋Q550D 的钢板所获得的接

Q550钢板焊接工艺分析

Q550钢板焊接工艺分析作者：霍雷来源：《山东工业技术》2015年第18期摘要：近年来国家在矿山工程建筑中对Q550钢的应用越来越多，那么我们对它的技术要求也就需要更加细致的研究。

以下就是我们对Q550钢板的一系列实验分析，而且制定出了相应的焊接工艺。

关键词：Q550钢；实验分析；焊接1 对钢材的力学性能和化学成分进行分析通过收集整理资料我们得到了试验室选用的Q550D钢的化学成分和力学性质，而后作成表格如表1和表2：从上面表格中我就可以看出Q550系列刚的化学成分中有很多微量元素，且占得比例还是相当可观的。

通过查阅资料得出了所用焊丝的化学成分和拉伸试验要求。

如表3、表4：通过以上表格，我们就可以清晰的看到焊丝中的化学成分及其拉伸要求，这样就能根据要求制定出相应的焊接方法。

3 焊接的方式方法（1）对坡口形式的焊接。

根据以前的实验研究，钢板的焊接口会有很多种形式，但是具体情况具体分析，我们根据所采用的保护气体的特点来选择相应的焊接口形式。

通过讨论研究，大家一致认为这种情况采用单边的V型破口进行焊接是最合适的，与此同时就需要制定相应的焊接措施；（2）坡形焊接口的工艺参数。

通过以前对焊接的学习可知道，手工焊接形式有平焊、点焊、斜焊等，这几种情况都可以使用于坡口形式的焊接中。

建筑用高性能结构钢Q550GJ的CO2气体保护焊焊接工艺

荣誉表彰
2018年12月20日，《建筑用高性能结构钢Q550GJ的CO2气体保护焊焊接工艺》获得第二十届中国专利优秀奖。
谢谢观看
（1）焊接材料：选用实心焊丝ER69-G或药芯焊丝E601T1-K2，焊丝直径1.2毫米；
（2）根据板厚和焊接位置选择X形坡口、V形坡口或单边V形坡口，其中，X形坡口，正面60°，反面45°，钝边2～3毫米，根部间隙0～3毫米；V形坡口角度为45°～60°，钝边0～3毫米，根部间隙3～6毫米；单边V形坡口角度为45°，钝边0～3毫米，根部间隙3～6毫米；
（2）填充焊缝：保护气体流量20～25升/分钟，焊接电流180～220安，焊接电压22～24伏，焊接速度25～ 35厘米/分钟，热输入6.8～12.
实施方式
板厚为48毫米的建筑高性能结构钢Q550GJ实心焊丝CO2气体保护焊（立焊）焊接工艺如下：
焊接坡口采用附图2中V型坡口形式，焊材选用大西洋焊材；
2018年12月20日，《建筑用高性能结构钢Q550GJ的CO2气体保护焊焊接工艺》获得第二十届中国专利优秀奖。
（概述图为《建筑用高性能结构钢Q550GJ的CO2气体保护焊焊接工艺》摘要附图）
专利背景
在钢结构工程中采用高性能结构钢能大幅度减少钢材的用量，相应的大大减少冶炼钢材消耗的能源，最终降低单位建筑面积消耗的能源。中国每年建筑用结构钢超过3000万吨，若其中10%采用高性能结构钢，即高性能结构钢用量约300万吨，用钢量可减少15%，每吨钢结构造价按10000元计算，则可节省投资成本近50亿元。经济发达国家在钢结构用钢材方面非常注重使用高性能结构钢。中国国外已大量使用420兆帕、460兆帕、490兆帕、550 兆帕级，甚至用到780兆帕级高强钢，并配套相应的规范标准。专利Fra bibliotek的技术方案

行走液压支架用Q550D高强度钢的焊接工艺

行走液压支架用Q550D高强度钢的焊接工艺杨杰【摘要】分析了行走式液压支架用材料Q550D低合金高强度钢的化学成分、力学性能特点及Q550D碳当量、冷裂纹敏感性等焊接性能,就其焊接材料、焊接工艺、焊后处理及检验等进行研究.最终确定焊前预热,焊中保温,焊后热处理焊接工艺,在施工期间通过严格控制焊接电流、焊接速度、层间温度等确保焊接质量,结果未出现焊接不良、裂纹等焊接缺陷,满足了设备的使用要求.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】4页(P42-44,47)【关键词】履带行走式液压支架;低合金高强度钢(Q550D);焊接性能;焊接工艺;无损检测【作者】杨杰【作者单位】中国煤炭科工集团太原研究院有限公司,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】TD355+.410 引言履带行走式液压支架是短壁化机械开采安全有效的支护设备，通过对煤层顶板的支护，为井下工作人员及运行设备提供一个相对安全的作业空间。

可以有效地解决煤矿边角煤、煤柱开采时的支护难题，消除大面积悬顶所造成的安全隐患，延长矿井的使用寿命，提高煤炭能源回收率。

因此，提高行走支架的可靠性和安全性是课题主要研究方向。

目前太原院生产的行走支架已满足国内生产需求，为减轻支架本身质量，便于组织生产物料，结构件材质选择为低合金高强度钢Q550D。

由于行走支架结构较为复杂，多为钢板焊接而成的箱体式结构，焊接易产生变形，同时在使用过程中，承受动载荷、静载荷较大，这就对低合金高强度钢Q550D焊接质量提出更高要求。

为避免出现冷裂纹及淬硬组织，本文对Q550D的焊接工艺进行探讨。

图1为履带式行走液压支架实样图。

图1 履带式行走液压支架实样图1 Q550D主要化学成分及力学特性Q55D是一种屈服强度为550MPa低合金高强度贝氏体钢材。

现选择某钢厂工艺生产的热轧Q550D钢板，化学成分及力学性能如表1、表2所示。

从化学成分中看出C含量为0.153%，淬硬性较低，另外加入合金元素Mn、Si、Cr、Mo可提高钢的强度、耐磨性、可塑性，提高钢的抗冲击能力，同时P、S等有害化学元素含量低，Q550D综合力学性能较优。

Q550低合金板结构件的焊接工艺5页word文档

Q550低合金板结构件的焊接工艺目前，大型机械设备如煤矿机械设备、重型车辆、工程机械、港口机械等在使用过程中承受动、静载荷，同时有应力腐蚀现象，为保证此类产品有足够的强度及良好的使用性能该类产品大多采用高强板进行加工制作，在产品的制作过程中高强板的焊接质量的决定着制造的产品质量。

下面结合我厂产品制造中Q550低合金高强板使用情况，对Q550板的成份、焊接性能、焊接材料及焊接工艺等方面分析说明。

1 材料的化学成分分析Q550合金钢是在碳钢基础上，为改善钢的性能，在冶炼时加入一些合金元素，提高了钢的强度；细化了晶粒，增加了钢的韧性，改善钢的性能。

2 焊接性能分析钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成而其中影响最大的是碳元素，含碳量越高，可焊性越差，按照碳当量推荐的计算公式Q550碳当量：C当量=[C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15]*100%0.18+0.6/6+（0.8+0.3+0.12）/5+（0.8 +0.8）/15=0.63%Q550碳当量大于0.45%，焊接时有较明显的淬硬倾向大，热影响区容易形成硬而脆的马氏体组织，塑性和韧性下降，耐应力腐蚀性能恶化，冷裂纹倾向增加，因此焊接时需要较小的热输入量。

焊接热输入量过高，会导致热影响区性能降低；同时为防止产生裂纹，焊接过程中应严格保持低氢条件，为此焊接材料应严格脱脂，采用CO2气体保护焊，如CO2气体中水分过多，则应进行干燥处理。

3 焊接材料选择在焊接结构件的过程中，保证产品质量的首要条件是合理选择焊接材料及焊接工艺。

熔池金属是由母材金属和焊接材料在高温液态下共同组成的，成分偏析在发生物理反应的熔渣与金属之间产生，由于合金元素的氧化、还原、蒸发等，在热影响区内，会改变金属化学成分、金相组织和力学性能，例如，影响焊缝力学性的气孔是由熔入与析出氧、氮、氢等杂质造成的，并且热裂是由于纹熔池结晶时的成分偏析及结晶方式导致的，这些均在在成分偏析之后的凝固结晶过程中形成。

Q550高强度中厚板的TMCP工艺研究

控冷／￣Ｃ
控冷／￣Ｃ
（）１样回火时间２ｉ＋．ｍｉ／ｂ５ｒｎ３ｎｍｍ￣力学性能分析ａ０ｔ
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（ｈｎＵｉｒｔｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ；ｈｎＩｎａｄＳｅｌｏｔ）１Ｗｕａｎｖｓｙｆｉｃｎｅｈｏｙ２Ｗｕａｒｎｔ．ＬｄｅｉＳｅｏｏｅＣ
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蚕誊
雩雩Ｘ＾
图１Ｑ５的动态ＣＴ曲线５０钢Ｃ
其余厚度规格采用常规工艺生产。
３１ＴＰ工艺的设计．ＭＣ
获得完全马氏体。由于受ＡＣ系统冷却能力的Ｃ
限制，要求返红温度在２０℃ 以下。试验钢的终５轧、冷及返红温度要求见表３开。
的钢板进行回火实验，在不同的回火工艺条件下，
织主要是Ｂ＋钢板中部有贝氏体存在，Ｍ，主要因
为芯部冷却速度较慢，钢板发生中温转变，成了形
贝氏体。３３回火热处理试验及性能分析．为研究ＴＰ型Ｑ５ＭＣ５０钢的热处理工艺，场现
Ｑ５５０钢的动态ＣＴ曲线（图１。Ｃ见）
由图１知，可以尽可能快的速度冷却，可才

建筑高性能结构钢Q550GJC的焊接技术_刘菲

Abstract： High performance structural steel features high strength，good ductility and material-saving，which has a superior performance and remarkable economic benefits，it is getting more popularization and application in tall and large span buildings as well as highway bridges． Developed by WISCO Q550GJC is a new type of building high performance structural steel． So far，it has not been applied in the field of domestic construction steel structure． On the basis of the research in necessary test such as steel weldability and the selection of welding material，it was qualified and summarized the WPS of Q550GJC including SAW，SMAW，GMAW and FCAW，which could meet the requirements of national standard Code for Welding of Steel Structures GB50661—2011． The WPS provided the beneficial reference for the future engineering application and the development of relevant standards． Keywords： flame cutting test； Y-slit type welding cracking test； heating straightening test； WPQＲ

Q550钢板焊接工艺分析

的机械性能。通过查阅资料得出了所用焊丝的化学成分和拉伸试验要求。如表３、表４：
表３焊丝的化学成分
元素Ｃｕ
（％）０．２４
１ — １１．２
２５２５
２４．９２４．９
６２２．５６２２．５
０１Ｏ０．０６０．２４ — ０．５４０．３１．４０ — ２．１０ＯＯ１０
元素
Ｐ
ＮＩｎ
ｓｉ
Ｃ２．１２ — ２侧弯侧弯侧弯侧弯
ｆ％）０．０２０１．２４ — １．７９Ｏ．２１一Ｏ．５６０．０７
４实验结果
从上面表格中我就可以看出Ｑ５５Ｏ系列刚的化学成分中有很多微量元素，且占得比例还是相当可观的。
通过本次试验，我们得到了合格的实验数据，各项试验数据都符合国家标准规定，下面就列一些表格进行观察（见表５、表６）
表５拉伸试验
试样编号试样宽度试样厚度横截面积断裂荷载抗拉强度断裂部位
（ｍｍ）（Ｉ１７１ｍ）（ａｍ２ｒ）（ＫＮ）（Ｍｐａ）和特征
２实验时采用的焊接材料
按照国家标准规定《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》中ＥＲ６９ — １，直径１．２．的实心焊丝，可以保证焊接时焊缝的高强度和良好
１Ｏ１Ｏ１０１Ｏ
４Ｄ４Ｄ４Ｄ４Ｄ
１８０１８０１８０１８Ｏ

Q550NQR1高强耐候钢焊接工艺研究

施，预热可以减缓焊接接头的冷却速度，适当延长冷却时间，从而减少或避免淬火组织，同时也有利于氢的逸出。根据标准AS/NZS 1554.1确定钢材的最低预热温度为50℃。
2. 焊接工艺试验（1）焊材的选用焊材选择时既要保证符合钢材强度要求，又要有足够的塑性、韧性以保证产品生产技术要求。结合Q550NQR1的强度等级及化学成分，选取的配套焊丝为TH650EW－Ⅱ，焊材成分中适当降低P、S含量，且提高Ni含量以保证焊缝冲击韧性。对焊接材料的化学成分及熔敷金属的力学性能进行了检测，结果显示以上焊材符合相关标准要求，如表3、表4所示。（2）试验方案为了研究该钢种的焊接工艺性，并制定合理的焊接工艺保证措施，分别进行了 Q550NQR1同种及异种钢材的对接接头、角接接头焊接工艺评定试验。焊接方法采用熔化极活性气体保护焊），保护气体为80%Ar+20%CO2，焊前进行 75~100℃预热处理，多层焊时，层间温度控制为 100~120℃，焊接参数如表5所示。
层/道数 1
2~4 —
钢材接头组合接头类型
Q550NQR1+ Q550NQR1
Q550NQR1+ Q450NQR1
角接对接角接对接
表6 接头力学性能试验结果
抗拉强度 /MPa
— 723/母材断
— 621/母材断
冷弯（180°d=4a）
— 完好 — 完好
－40℃冲击吸收能量/J
焊缝 57.8 67.7
拉伸试验
－40℃/J 57.0
下屈服强度抗拉强度
/MPa
/MPa 伸长率(%)
649
732
19.5
表5 焊接参数
接头形式焊接电流/A