焊接材料及焊接參數(shù)對(duì)Q345qDNH焊接接頭組織及性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-08-22 05:29
近年來(lái),隨著我國(guó)大跨度橋梁的架設(shè),鋼結(jié)構(gòu)橋梁具有非常廣闊的發(fā)展前景。但隨著橋梁用鋼的強(qiáng)度和耐蝕性能的不斷提高,焊接接頭由于殘余應(yīng)力、夾雜、化學(xué)成分和微觀組織的不均勻性容易腐蝕失效,成為橋梁用鋼安全的薄弱環(huán)節(jié),對(duì)橋梁鋼的壽命和安全有著極大的影響。目前關(guān)于橋梁鋼焊接接頭性能的研究主要集中在力學(xué)性能和耐腐蝕性能的比較,對(duì)母材與焊絲的匹配關(guān)系以及焊接參數(shù)對(duì)力學(xué)性能和耐腐蝕性能的影響則鮮有報(bào)道;诖,本文研究了THQ440-NQ-II和ER50-6兩種焊絲在不同焊接參數(shù)下對(duì)橋梁耐候鋼Q345qDNH焊接接頭的組織、力學(xué)性能以及耐腐蝕性能的影響,為耐候橋梁鋼的應(yīng)用與發(fā)展提供理論依據(jù)。研究獲得的主要結(jié)果如下:1.THQ440-NQ-II焊絲在不同焊接熱輸入下初道焊縫金屬的顯微組織主要由等軸狀的鐵素體、珠光體組成,而后續(xù)焊接道次的焊縫金屬由柱狀晶組成,主要組織有針狀鐵素體、先共析鐵素體以及少量魏氏組織鐵素體,多層多道焊接工藝顯著細(xì)化了焊縫晶粒,并且隨著焊接熱輸入增大,末道焊縫柱狀晶晶粒也逐漸增大;對(duì)焊接接頭進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試,其屈服強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率以及沖擊韌性與母材相比有所下降,尤其是在-40℃下的沖...
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
普通鋼(a)耐候鋼(b)長(zhǎng)期暴露大氣中形成銹層示意圖
焊接材料及焊接參數(shù)對(duì)Q345qDNH焊接接頭組織及性能的影響8車(chē)輛用耐大氣腐蝕鋼及不銹鋼焊接材料》中的焊接材料,在某些情況下還依然使用普通焊接材料對(duì)橋梁耐候鋼進(jìn)行焊接,雖然能夠滿足焊接接頭的力學(xué)性能要求,但焊縫區(qū)由于橋梁所處環(huán)境較為復(fù)雜,受環(huán)境影響較大,可能會(huì)使焊接接頭成為腐蝕的薄弱區(qū),不能滿足橋梁耐候鋼焊接接頭耐腐蝕性能的要求。1.4橋梁鋼的焊接技術(shù)1.4.1橋梁鋼常用焊接方法截止目前為止,我國(guó)對(duì)橋梁鋼的焊接方式還比較單一,主要有氣體保護(hù)焊、埋弧焊以及手工電弧焊等幾種比較成熟的方式[48],下面分別對(duì)不同的焊接方式進(jìn)行介紹:(1)氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊作為一種高效、節(jié)能、低成本的焊接方法,在大跨度橋梁鋼結(jié)構(gòu)的正交異性橋面板焊接、橋面對(duì)接焊縫中廣泛使用。該焊接方式可以對(duì)不同厚度的工件進(jìn)行全位置的焊接,且焊接過(guò)程中質(zhì)量穩(wěn)定、容易控制,勞動(dòng)成本低。根據(jù)保護(hù)氣體的不同,可以將其劃分為二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、鎢極氬弧焊、熔化極惰性氣體保護(hù)焊等多種焊接方式,是主流焊接方式。本文采用的焊接方式為熔化極活性氣體保護(hù)焊接的方式對(duì)橋梁耐候鋼Q345qDNH進(jìn)行焊接,設(shè)備裝置簡(jiǎn)圖如圖1.2所示。圖1.2熔化極活性氣體保護(hù)焊示意圖(2)埋弧焊埋弧焊一般應(yīng)用于桁架結(jié)構(gòu)形式的橋梁,例如蕪湖長(zhǎng)江大橋中大約60%采用的是埋弧焊方法[49]。由于其具有生產(chǎn)效率高、焊接線能量大、焊縫質(zhì)量穩(wěn)定,可對(duì)中厚板一次焊接成形等優(yōu)點(diǎn),自問(wèn)世以來(lái)就廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)、壓力容器等領(lǐng)域。其利用電弧作為熱源在顆粒狀的焊劑下覆蓋燃燒進(jìn)行焊接,在焊接時(shí),可以采用較大的電流密度進(jìn)行焊接,并且表面覆蓋的焊劑具有隔熱作用,所以其電弧熱量散失較其他焊接方法較少。但這種焊接方法由于是埋弧操作,看不到熔池
工程碩士學(xué)位論文11第2章試驗(yàn)材料及方法2.1試驗(yàn)材料2.1.1試驗(yàn)材料本試驗(yàn)所采用的材料為某鋼廠自行研發(fā)設(shè)計(jì)的橋梁耐候鋼Q345qDNH,鋼水由轉(zhuǎn)爐精煉后經(jīng)控軋控冷工藝得到厚度為12mm的鋼板,其組織如圖2.1所示,可以看出母材主要是由鐵素體、珠光體以及少量的貝氏體組織組成,晶粒細(xì)小組織均勻,其化學(xué)成分及力學(xué)性能如表2.1、2.2所示。圖2.1Q345qDNH的顯微組織表2.1橋梁耐候鋼Q345qDNH的化學(xué)成分(wt%)CSiMnPSNiCrCuQ345qDNH0.070.271.460.0120.0030.370.450.32表2.2橋梁耐候鋼Q345qDNH的力學(xué)性能屈服強(qiáng)度Rel(MPa)抗拉強(qiáng)度Rm(MPa)延伸率A(%)沖擊功Akv(J)常溫-40℃Q345qDNH44154529.52702802802152372482.1.2焊接材料本次實(shí)驗(yàn)采用符合TB/T2374-2008《鐵路車(chē)輛用耐大氣腐蝕鋼及不銹鋼焊接材料》的THQ440-NQ-Ⅱ耐大氣腐蝕鋼保護(hù)焊絲以及符合GB/T8110-2008《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》的ER50-6焊絲對(duì)耐候鋼板進(jìn)行焊接,焊絲的直徑為1.2mm,其化學(xué)成分及熔敷金屬的力學(xué)性能如表2.3、2.4、2.5所示:表2.3焊絲化學(xué)成分(wt%)焊絲牌號(hào)CSiMnPSNiCrCuTHQ440-NQ-II≤0.100.35-0.650.90-1.30≤0.025≤0.0250.2-0.50.2-0.50.2-0.5ER50-60.06-0.150.80-1.151.40-1.850.0250.025
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 黃會(huì)強(qiáng),車(chē)平,裴雪峰,張劍峰,黃河珍,高正穩(wěn). 焊接技術(shù). 2019(S2)
[2]耐候鋼母材與焊絲匹配對(duì)焊接接頭應(yīng)力腐蝕性能的影響[J]. 胡潔,黃翠,何亞玲,王曉敏,周強(qiáng). 腐蝕與防護(hù). 2018(06)
[3]對(duì)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的思考[J]. 岳清瑞,侯兆新. 工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化. 2017(05)
[4]Q500qENH耐候橋梁鋼在模擬工業(yè)大氣環(huán)境中的腐蝕行為[J]. 楊穎,侯華興,張哲,李琳. 腐蝕與防護(hù). 2017(04)
[5]不同組織A710鋼在NaCl溶液中耐蝕性對(duì)比研究[J]. 胡騫,劉靜,王玉昆,黃峰,戴明杰,侯陽(yáng)來(lái). 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊接材料的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 徐向軍. 金屬加工(熱加工). 2016(08)
[7]Q690qENH鋼暴曬兩年的大氣腐蝕性能[J]. 李琳,鐘彬,高鵬,艾芳芳,徐小連,陳義慶,肖宇. 腐蝕與防護(hù). 2015(09)
[8]展望耐候鋼在輸電桿塔中的應(yīng)用[J]. 謝震. 特種結(jié)構(gòu). 2014(04)
[9]中國(guó)橋梁工程學(xué)術(shù)研究綜述·2014[J]. 馬建,孫守增,楊琦,趙文義,王磊,馬勇,劉輝,張偉偉,陳紅燕,陳磊,康軍. 中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2014(05)
[10]Mn對(duì)船板鋼大熱輸入焊接CGHAZ組織性能的影響[J]. 羅小兵,蘇航,楊才福,柴鋒,袁曉敏. 焊接學(xué)報(bào). 2010(10)
博士論文
[1]高強(qiáng)高耐候焊材及接頭組織性能研究[D]. 肖曉明.鋼鐵研究總院 2014
[2]高強(qiáng)度橋梁鋼焊接性的研究[D]. 賈坤寧.東北大學(xué) 2008
碩士論文
[1]中小跨徑鋼板組合梁橋成橋過(guò)程穩(wěn)定性研究[D]. 龔翔箭.長(zhǎng)安大學(xué) 2019
[2]橋梁耐候鋼Q345qNH的腐蝕行為及其機(jī)理的研究[D]. 宋志濤.蘭州理工大學(xué) 2019
[3]1MnCrMoNi合金鋼的焊接接頭組織和性能研究[D]. 李寧興.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[4]免涂裝耐候橋梁鋼用耐候焊材焊接接頭的組織和力學(xué)性能研究[D]. 曲曉敏.燕山大學(xué) 2018
[5]A710鋼及其焊接接頭耐海洋大氣腐蝕行為研究[D]. 黃宸.武漢科技大學(xué) 2019
[6]Q345qD橋梁鋼焊接接頭組織與疲勞行為的研究[D]. 許科華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[7]高性能Q370qE-HPS橋梁鋼的研制與應(yīng)用性能研究[D]. 周雯.武漢科技大學(xué) 2015
[8]S355J2W耐候鋼焊接接頭組織及性能研究[D]. 劉博維.北京交通大學(xué) 2012
[9]355MPa級(jí)耐候鋼中Cu、Cr和P元素的作用[D]. 封輝.東北大學(xué) 2010
本文編號(hào):3357100
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
普通鋼(a)耐候鋼(b)長(zhǎng)期暴露大氣中形成銹層示意圖
焊接材料及焊接參數(shù)對(duì)Q345qDNH焊接接頭組織及性能的影響8車(chē)輛用耐大氣腐蝕鋼及不銹鋼焊接材料》中的焊接材料,在某些情況下還依然使用普通焊接材料對(duì)橋梁耐候鋼進(jìn)行焊接,雖然能夠滿足焊接接頭的力學(xué)性能要求,但焊縫區(qū)由于橋梁所處環(huán)境較為復(fù)雜,受環(huán)境影響較大,可能會(huì)使焊接接頭成為腐蝕的薄弱區(qū),不能滿足橋梁耐候鋼焊接接頭耐腐蝕性能的要求。1.4橋梁鋼的焊接技術(shù)1.4.1橋梁鋼常用焊接方法截止目前為止,我國(guó)對(duì)橋梁鋼的焊接方式還比較單一,主要有氣體保護(hù)焊、埋弧焊以及手工電弧焊等幾種比較成熟的方式[48],下面分別對(duì)不同的焊接方式進(jìn)行介紹:(1)氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊作為一種高效、節(jié)能、低成本的焊接方法,在大跨度橋梁鋼結(jié)構(gòu)的正交異性橋面板焊接、橋面對(duì)接焊縫中廣泛使用。該焊接方式可以對(duì)不同厚度的工件進(jìn)行全位置的焊接,且焊接過(guò)程中質(zhì)量穩(wěn)定、容易控制,勞動(dòng)成本低。根據(jù)保護(hù)氣體的不同,可以將其劃分為二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、鎢極氬弧焊、熔化極惰性氣體保護(hù)焊等多種焊接方式,是主流焊接方式。本文采用的焊接方式為熔化極活性氣體保護(hù)焊接的方式對(duì)橋梁耐候鋼Q345qDNH進(jìn)行焊接,設(shè)備裝置簡(jiǎn)圖如圖1.2所示。圖1.2熔化極活性氣體保護(hù)焊示意圖(2)埋弧焊埋弧焊一般應(yīng)用于桁架結(jié)構(gòu)形式的橋梁,例如蕪湖長(zhǎng)江大橋中大約60%采用的是埋弧焊方法[49]。由于其具有生產(chǎn)效率高、焊接線能量大、焊縫質(zhì)量穩(wěn)定,可對(duì)中厚板一次焊接成形等優(yōu)點(diǎn),自問(wèn)世以來(lái)就廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)、壓力容器等領(lǐng)域。其利用電弧作為熱源在顆粒狀的焊劑下覆蓋燃燒進(jìn)行焊接,在焊接時(shí),可以采用較大的電流密度進(jìn)行焊接,并且表面覆蓋的焊劑具有隔熱作用,所以其電弧熱量散失較其他焊接方法較少。但這種焊接方法由于是埋弧操作,看不到熔池
工程碩士學(xué)位論文11第2章試驗(yàn)材料及方法2.1試驗(yàn)材料2.1.1試驗(yàn)材料本試驗(yàn)所采用的材料為某鋼廠自行研發(fā)設(shè)計(jì)的橋梁耐候鋼Q345qDNH,鋼水由轉(zhuǎn)爐精煉后經(jīng)控軋控冷工藝得到厚度為12mm的鋼板,其組織如圖2.1所示,可以看出母材主要是由鐵素體、珠光體以及少量的貝氏體組織組成,晶粒細(xì)小組織均勻,其化學(xué)成分及力學(xué)性能如表2.1、2.2所示。圖2.1Q345qDNH的顯微組織表2.1橋梁耐候鋼Q345qDNH的化學(xué)成分(wt%)CSiMnPSNiCrCuQ345qDNH0.070.271.460.0120.0030.370.450.32表2.2橋梁耐候鋼Q345qDNH的力學(xué)性能屈服強(qiáng)度Rel(MPa)抗拉強(qiáng)度Rm(MPa)延伸率A(%)沖擊功Akv(J)常溫-40℃Q345qDNH44154529.52702802802152372482.1.2焊接材料本次實(shí)驗(yàn)采用符合TB/T2374-2008《鐵路車(chē)輛用耐大氣腐蝕鋼及不銹鋼焊接材料》的THQ440-NQ-Ⅱ耐大氣腐蝕鋼保護(hù)焊絲以及符合GB/T8110-2008《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》的ER50-6焊絲對(duì)耐候鋼板進(jìn)行焊接,焊絲的直徑為1.2mm,其化學(xué)成分及熔敷金屬的力學(xué)性能如表2.3、2.4、2.5所示:表2.3焊絲化學(xué)成分(wt%)焊絲牌號(hào)CSiMnPSNiCrCuTHQ440-NQ-II≤0.100.35-0.650.90-1.30≤0.025≤0.0250.2-0.50.2-0.50.2-0.5ER50-60.06-0.150.80-1.151.40-1.850.0250.025
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 黃會(huì)強(qiáng),車(chē)平,裴雪峰,張劍峰,黃河珍,高正穩(wěn). 焊接技術(shù). 2019(S2)
[2]耐候鋼母材與焊絲匹配對(duì)焊接接頭應(yīng)力腐蝕性能的影響[J]. 胡潔,黃翠,何亞玲,王曉敏,周強(qiáng). 腐蝕與防護(hù). 2018(06)
[3]對(duì)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的思考[J]. 岳清瑞,侯兆新. 工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化. 2017(05)
[4]Q500qENH耐候橋梁鋼在模擬工業(yè)大氣環(huán)境中的腐蝕行為[J]. 楊穎,侯華興,張哲,李琳. 腐蝕與防護(hù). 2017(04)
[5]不同組織A710鋼在NaCl溶液中耐蝕性對(duì)比研究[J]. 胡騫,劉靜,王玉昆,黃峰,戴明杰,侯陽(yáng)來(lái). 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊接材料的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 徐向軍. 金屬加工(熱加工). 2016(08)
[7]Q690qENH鋼暴曬兩年的大氣腐蝕性能[J]. 李琳,鐘彬,高鵬,艾芳芳,徐小連,陳義慶,肖宇. 腐蝕與防護(hù). 2015(09)
[8]展望耐候鋼在輸電桿塔中的應(yīng)用[J]. 謝震. 特種結(jié)構(gòu). 2014(04)
[9]中國(guó)橋梁工程學(xué)術(shù)研究綜述·2014[J]. 馬建,孫守增,楊琦,趙文義,王磊,馬勇,劉輝,張偉偉,陳紅燕,陳磊,康軍. 中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2014(05)
[10]Mn對(duì)船板鋼大熱輸入焊接CGHAZ組織性能的影響[J]. 羅小兵,蘇航,楊才福,柴鋒,袁曉敏. 焊接學(xué)報(bào). 2010(10)
博士論文
[1]高強(qiáng)高耐候焊材及接頭組織性能研究[D]. 肖曉明.鋼鐵研究總院 2014
[2]高強(qiáng)度橋梁鋼焊接性的研究[D]. 賈坤寧.東北大學(xué) 2008
碩士論文
[1]中小跨徑鋼板組合梁橋成橋過(guò)程穩(wěn)定性研究[D]. 龔翔箭.長(zhǎng)安大學(xué) 2019
[2]橋梁耐候鋼Q345qNH的腐蝕行為及其機(jī)理的研究[D]. 宋志濤.蘭州理工大學(xué) 2019
[3]1MnCrMoNi合金鋼的焊接接頭組織和性能研究[D]. 李寧興.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[4]免涂裝耐候橋梁鋼用耐候焊材焊接接頭的組織和力學(xué)性能研究[D]. 曲曉敏.燕山大學(xué) 2018
[5]A710鋼及其焊接接頭耐海洋大氣腐蝕行為研究[D]. 黃宸.武漢科技大學(xué) 2019
[6]Q345qD橋梁鋼焊接接頭組織與疲勞行為的研究[D]. 許科華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[7]高性能Q370qE-HPS橋梁鋼的研制與應(yīng)用性能研究[D]. 周雯.武漢科技大學(xué) 2015
[8]S355J2W耐候鋼焊接接頭組織及性能研究[D]. 劉博維.北京交通大學(xué) 2012
[9]355MPa級(jí)耐候鋼中Cu、Cr和P元素的作用[D]. 封輝.東北大學(xué) 2010
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