某网架工程吊挂支座45号钢和Q355材质焊接工艺

江 春 贾建坡

江苏中为金属制造有限公司 江苏 徐州221000

1 工程概况

某网架工程网架跨度53米，网架下弦有三台5吨行车，行车跨度12米靠近边柱第二个网格往中间布置，行车跨度方向同网架跨度方向。故网架下弦部分位置采用吊挂支座，网架螺栓球材质为45号钢，吊挂支座材质为Q355B；由于需要将两种不同材质且碳含量均较高的母材焊接在一起，考虑到整体项目工程质量及后期吊挂行车做用在网架下弦的长期动荷载，根据结构受力以及使用过程中实际情况试验，故进行此项目吊挂支座焊接工艺的研究。

2 两种材料的化学成分及力学性能

45号钢化学成分及力学性能：C：0.42-0.5 Si：0.17-0.37 Mn：0.5-0.8 Cr：≤0.5

力学性能：屈服强度：355 MPa抗拉强度：600 MPa伸长率：16%冲击：39J

Q355材质化学成分及力学性能：C：≤0.24，Si：≤0.55，Mn：≤1.60，P：≤0.035，S：≤0.035，Cr：≤0.30，Ni：≤0.30，Cu：≤0.40。

力学性能：屈服强度：≤16 mm：≥355 MPa抗拉强度：450-630 MPa伸长率：21%冲击：27J

根据碳含量公示计算，材质45号钢与材质Q355钢碳含量及焊接性分析：45号钢可焊性差，Q355钢可焊性好。

3 焊接前的准备工作

采用气保焊小电流打底(电流：110-220；电压：24-26)，正常电流(电流：180-250；电压：26-30)填充照面，采用多层多道焊接方式。混合气体含量为：氩气20%二氧化碳80%。焊丝采用1.2 mm 直径金桥焊丝，焊接采用OTC500型气体保护焊机，小电流主要考虑焊缝形成质量，提高焊缝金属的综合指标，为填充做好基础。

3.1 下料 采用高精度等离子下料，确保构件尺寸

3.2 焊前预热 根据材料因素焊接预热温度可根据经验公式计算：T=350√C总-0.2 5

计算可知：45号钢预热温度T=215.75摄氏度。Q355钢预热温度T=139.8 9摄氏度。综合考虑预热温度不小于200度。采用氧气乙炔，烤枪均匀将螺栓球进行加热，直至螺栓球球体温度达到200度以上。

3.3 构件坡口形成 全坡口单边焊接，对面刨1/3板厚在进行焊接，焊接顺序：多层多道焊接，打底焊缝厚度不小于3 mm，填充照面厚度均为3-5 mm。采用水平角焊缝操作面，背对背交叉焊接。先焊接通长位置。整条焊缝不断开焊接。因焊缝长度短，不存在焊接残余力和应变基本均匀。防止产生裂纹最有效的焊接方法是重叠焊接法，可提高焊接区的加热温度，减慢材料的冷却速度，第一道焊缝尚未冷却，又在上面施焊第二道焊缝，可以起到焊接预热的作用。

4 构件装配级焊接

4.1 构件装配 构件在装配前，需将坡口及附近区域表面上的浮锈，油污，氧化物等清理干净，构件装配时必须保证接缝的间隙均匀(根据实践得出预留2-3 mm 缝隙焊缝满足要求比例最高)，特别是单面坡口双面成型的焊缝。

三面拼装(图一)

4.2 焊接清渣 每层焊缝结束及时清理焊渣及焊缝表面残余药皮。采用磨光机，钢铲，打磨至平面，确保下道焊缝内部质量。背面碳棒刨开后的材料表面碳含量更高，为了保证焊缝等级，必须将刨面打磨平整。

4.3 焊后热处理 为保证焊接质量，及焊接残余应力，改善焊缝的金属组织性能，对支座进行保温处理，集中堆放在封闭的烤房内24小时，自然冷却。同时可采取锤击的方法，一是可以消除残余应力，二是可以检查焊缝是否存在裂缝。

焊接成品(图二)

5 探伤及合格指标

根据设计要求支座焊缝等级为一级，此焊接工艺能达到合格标准。

6 结论

(1)45#钢可焊性较差，与Q355B焊接时，采用1.2 mm 直径金桥焊丝、OTC500型气体保护焊机、小电流及施焊前预热的焊接工艺易保证焊缝质量。

(2)每层焊缝结束及时清理焊渣及焊缝表面残余药皮，是确保下道焊缝内部质量的必要措施。

(3)焊接完成后对支座进行保温处理，集中堆放在封闭的烤房内24小时，自然冷却焊缝质量更易保证。

(4)45#钢与Q355B焊接是传统技术难题，通过本工程的工艺、工法，焊缝质量可以达到一级焊缝的质量要求，对此类型的钢材的焊接具有一定的借鉴意义。