侯森超
河南鼎力杆塔股份有限公司 河南省 驻马店 463900
一、原材料复检及可焊性分析
1试验目的
对原材料力学性能进行检验，对Q460C热轧及控扎钢材可焊性进行分析。
2原材料
本次试验选择板厚12mm的Q460C热轧及控扎钢板，采用山西太钢不锈钢股份有限公司（Q460C）热轧钢板，中普（邯郸）钢铁股份有限公司（Q460C）控轧钢板，质量证明书如下所示：
3试验方案
在本次使用的钢板上取样进行材料复检时，根据标准要求：每种板（热轧和控扎）上取1个化学成分试样；1个拉伸试样；1个弯曲试样；3个冲击试样。取样完成后，分别加工至试验所需的尺寸，然后进行相应的化学成分试验和力学性能试验。
4试验过程及结果
1）试验设备
设备名称：液压伺服万能材料试验机
设备型号：WAW-1000C
设备名称：冲击试验机
设备型号：JB-300B
设备名称：冲击试验低温槽
设备型号：DWC-40
4）碳当量计算
按照GB/T1591-2018规定：碳当量( CEV )由熔炼分析成分按式( 1 )计算：
CEV(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu )/15
式( 1 )
热轧板碳当量计算：
CEV(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu )/15
= 0.143+1.455/6+(0.206+0.0001+0.0001)/5+(0.018+0.023 )/15
=0.45
当热机械轧制钢的碳含量不大于 0.12% 时,宜采用焊接裂纹敏感性指数( Pcm )代替碳当量评估钢材的可焊性，焊接裂纹敏感指数( Pcm )由熔炼分析成分按式( 2 )计算:
Pcm(%) =C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
式(2 )
碳含量低于0.12%，采用焊接裂纹敏感性指数( Pcm )代替碳当量评估钢材的可焊性
控扎板焊接裂纹敏感指数计算
二、熔敷金属试验
1试验目的
验证焊接材料力学性能。
2原材料
本次试验采用气体保护焊（GMAW）和埋弧焊（SAW）两种焊接方式。
本次试验根据GB/T8110标准要求选用的气体保护焊丝及气体如下：
山东索力德气体保护焊实芯焊丝，牌号为ER55-D2-Ti，直径1.2mm；
上海泰申气体保护焊实芯焊丝，牌号为ER55-D2，直径1.2mm；
山东索力德气体保护焊实芯焊丝，牌号SLD-60，直径1.2mm；
气体采用混合气体（80% Ar+20% CO2）。
本次试验根据标准GB/T5293-2018和GB/T36037-2018的要求选用的埋弧焊丝及焊剂如下：
本次选用型号为S55S2UFB-SUM3，本次焊接选用索力德牌号为H08MnMoA焊丝、直径4.0mm，符合GB/T5293-2018标准中的SUM3，
焊剂选用洛阳展腾生产的牌号为SJ101烧结焊剂（氟碱型）。
埋弧焊丝及焊机质量证明书如下所示:
3试验方案
本次选取的四种型号的焊接材料，分别进行熔敷金属试验。
1）气体保护焊丝的熔敷金属试验应按照GB/T8110规定的方法及参数进行制备试件及检验，母材选用热轧Q460钢板，厚度为16mm，焊接时焊缝高出母材4mm，以满足取样要求。
2）埋弧焊焊丝-焊剂熔敷金属试验按照GB/T5293-2018规定的方法进行，多道焊熔敷金属试件制备按照GB/T25774.1的要求进行，母材选用热轧Q460钢板，厚度为16mm，垫板厚度12mm，为满足标准要求，垫板中间加工4mm深、20mm宽的凹槽（详见图纸），焊接时焊缝高出母材5mm，以满足取样要求。试件制备及取样参照图2。焊接参数见表4。
表4 埋弧焊丝熔敷金属试验焊接参数
.png)
4试验过程及结果
试验过程简述:本次四种焊丝的熔敷金属试验，三种气保焊丝的拉伸和冲击试验数据都能满足标准要求，埋弧焊丝的拉伸和冲击试验均没有达到标准要求，对整个熔敷金属试验过程进行分析后，认为应该是焊接时层间温度没有进行控制导致试验结果不符合标准要求。调整焊接参数，控制层间温度重新进行焊接后，再次进行拉伸和冲击试验，试验结果满足标准要求。
1）焊接设备
设备名称：气保焊机 设备名称：埋弧焊机
设备型号：奥太 NBC-500 设备型号：MZC-1000
2）试验过程
钢板下料完成后，按照试验要求采用刨床加工坡口。将试件按要求组装后，采用试验方案中提供参数进行焊接。分别将试件按照规定进行编号。试件焊接完成并在超声波探伤合格后，加工拉伸试件和冲击试件进行力学性能试验。
3）试验结果
熔敷金属试验数据见表6，检验报告见附件2。
表6 熔敷金属试验数据
.png)
根据试验结果可见埋弧焊丝熔敷金属力学性能不合格。分析试验过程，在焊接时层间温度没有进行控制可能是导致试验不合格的主要原因，调整参数后重新进行焊接，焊接时层间温度控制在150以下。
三、热影响区最高硬度实验
1试验目的
根据热影响区最高硬度试验结果，对Q460C钢材焊接性能做出评价。
2原材料
本次试验选择板厚12mm的Q460C热轧及控扎钢板，采用山西太钢不锈钢股份有限公司（Q460C）热轧钢板，中普（邯郸）钢铁股份有限公司（Q460C）控轧钢板，
3试验方案
1）参照GB4675.5-84《焊接热影响区最高硬度试验方法》进行热影响区最高硬度试验，本实验采用二氧化碳气体保护焊。焊丝根据熔敷金属试验结果，选取性能最好的一种；钢板采用两种供货状态（热轧和控轧），分别进行试验并比较结果。试件加工及取样示意图见图1，其中室温试验试件B=75mm、预热试验试件B=150mm。焊接时分别选取两种焊接参数。
三、焊接工艺评定实验
1试验目的
研究和确定Q460C热轧板和控扎板正确的焊接工艺。
2试件选择
本次试验选择板厚12mm的Q460C热轧及控扎钢板，采用山西太钢不锈钢股份有限公司（Q460C）热轧钢板，中普（邯郸）钢铁股份有限公司（Q460C）控轧钢板，质量证明书如下所示：
3 试验方案
主要依据GB50661-2011《钢结构焊接规范》进行焊接工艺评定。
1）试样样本确定
焊接方法选取气体保护焊和埋弧焊两种。
评定所用的焊接接头形式：气体保护焊为对接和十字接头，埋弧焊为对接接头。
评定所用的母材厚度为δ=12mm的钢板。钢板的供货状态分别为热轧和控轧两种。
2） 焊接材料的选择
CO2气保焊焊丝选用ER55-D2-Ti、ER55-G两种，埋弧焊焊丝（H08 MnMoA）、焊剂（SJ101）组合选用S55S2UFB-SUM3。