板厚为12mm的Q235钢板采用焊条电弧焊的焊接工艺评定1、母材材质及技术情况Q235，常作为在锅炉压力容器用钢。

Q235属于低碳锰钢。

C E=0.34﹪-0.49﹪。

焊接性能良好。

1.1.材质性能分析（1）化学性能分析：表1表1Q235钢化学成分(%)Q235含碳量<2.5%.碳当量C E=0.34﹪-0.49﹪，焊接性能良好，焊接时一般不需要预热，但环境温度较低（<-10℃）要进行适当的预热。

焊后根据具体情况进行焊后热处理。

二、焊接材料及技术情况JB/T4709-2019中规定焊接材料包括：焊条，焊丝，焊带，气体，电极等。

由于焊接方法为SMAW。

因此只需要选择焊条即可。

根据母材的成分，力学性能等选择焊接材料。

由于Q235 的σb≥510σs≥345，可选择焊条J422（E4013）,J507(E5015)。

因为选择焊条一方面要与母材等强度如表3所示，另一方面还要考虑焊接工艺性如：引弧的难易，脱渣性，成形性，稳弧性，及除氧，除氢，去硫，去磷等能力。

综合考虑后选择J507(E5015)焊条。

此焊条由大桥焊条厂生产。

表3 E5015焊条熔敷金属的力学成分三、焊前准备1.坡口的选择与制备(1)坡口的选择：由于板厚为12mm,焊接方法为SMAW等焊接条件.选择V形坡口。

(2)坡口制备方法：应根据工件尺寸，形状，加工条件综合考虑。

目前有剪切，气割，刨边，车削，碳弧气刨等方法制备坡口。

考虑到坡口形式，加工质量和成本，选择气割加工坡口。

焊接坡口要求：间隙b=2-3mm，钝边P=2/mm，坡口角度60°+22.焊接区域的清理(1)焊前对坡口及附近10mm的油，锈，水等污物清理干净。

E5015焊接时清理要彻底。

否则极易产生气孔和裂纹。

(2)清理方法：①机械清理 a.钢丝刷 b.砂轮磨 c.喷丸处理②化学法 a.汽油除油 b。

酸除氧化皮 c.碱除油③必要时用氧-乙炔焰烘烤处理。

由于焊件为300x150x12的板材，所以选择钢丝刷或化学法处理。

3.焊条烘干虽然焊条出厂前已经高温烘干，考虑到焊条长期储存和运输中受潮，为确保焊接质量，焊条焊前需要烘干。

一般酸性焊条取70℃—150℃保温1.5h，碱性焊条取300℃—400℃保温2h.温度太低达不到除水的目的，温度过高引起药皮开裂。

烘干一般不两次。

4.工件的装配定位焊前的装配定位主要使工件定位对正，保证装配间隙大小和延接头长度均匀，保证焊接质量和降低制造成本有很大的影响。

可以用夹具和定位焊将它们固定才进行正式焊接。

定位焊时由于焊道短，冷却快，比较容易产生焊接缺陷。

5.焊接预热预热是指焊前对工件整体或局部进行加热的工艺。

预热的主要目的是降低焊接接头冷却速度，改善组织和性能，减小应力等。

工件是否需要预热根据工件结构，材质和尺寸而定。

一般情况下Q235不需要预热。

但是如果结构刚性大，应力集中，环境温度低时则需要预热150°C。

常见16Mn预热情况如下表：4本和加工条件选择火焰加热。

四、焊接设备及焊接设备的选用1.焊条电弧焊的设备包括焊接电源，焊钳和电缆。

焊接工具包括焊钳，面罩，护目镜及保温筒。

（1）焊接电源额定电流20—500A。

要求：具有陡降的外特性，良好的动特性。

合适的电流调节范围。

（2）弧焊电源有：①弧焊变压器BX1—330，它结构简单，成本的，维修方便，效率高成本低，没有磁偏吹。

②弧焊整流器AX—320，它在国内应用较广引弧容易，性能柔和，电弧稳定等性能。

我们选E5015，选择AX—320.（3）焊接电源的外等性为陡降带外拖。

为保证引弧性，一般空载电压为50—90V。

（4）焊钳作用：夹持焊条和传电流。

要求隔热，绝缘。

（5）面罩是防止焊接飞溅，弧光，高温对焊工的伤害。

（6）面罩的要求：耐热不然绝缘好，结构牢靠不漏光。

（7）焊条保温筒：温度在100℃—450℃，使用J507，由于碱性焊条抗水锈能力差易发生气孔和裂纹等缺陷，焊条要随用随取，多烘干的焊条必须放在保温筒里。

五、焊前确定1.焊接位置：由于焊件为平板对接，水平固定V形坡口。

因此焊接位置只有水平位置。

水平位置是最易焊接操作的焊接位置。

2.焊接顺序分为左焊法和右焊法。

处于焊接方便选择左焊法。

但右焊法更易观察熔池。

3.焊接道数和层数12mm板对接焊，无特殊要求选择单层单道焊。

4.点固焊在装配焊接中为了确保焊件的正确位置而选择点固焊。

点固焊是正式焊缝的一部分。

对它有严格的要求：（1）根据工件的力学性能和化学性能选择点固段数和每段的长度。

Q235焊接应做两端定位。

（2）所选择的焊条与正式焊缝焊条型号相同，选E5015。

（3）点固焊焊缝短，冷却快。

因此定位焊时电流要比焊接时大10% 。

（4δ焊接性好，点固长度不要长。

（5）Q235焊接后要进行热处理则定位焊也要进行热处理。

（6）定位焊时焊条直径要小一些。

（7）为保证两板焊接后变形过大，错变量不大于1.5mm。

5.反变形由于焊接是不均匀加热和冷却的过程。

焊接结束后会产生焊接残余变形，考虑焊接变形的产生，在焊接前采取反变形的手段可以消除或减弱变形的产生。

（1）所谓反变形都是事先估计一个相反的变形拉斯抵消可能产生的变形。

反变形只是预防变形的一种。

（2）预防变形的方法有：①预留加工余量。

②合理的装配工艺顺序。

③刚性固定法。

④合理的焊接顺序。

（3）由于板对接焊易产生变形，固反变形是必要地。

常用反变形方法：①锤击法。

②火焰加热法。

六、焊接参数的选择焊接时为了保证焊接质量而选择的各种物理参数的总称为焊接参数。

焊条电弧焊的工艺参数包括：焊条直径，焊接电流，电弧电压，焊接速度，热输入量，焊接层数。

焊接参数的选择直接影响到焊接生产率，焊缝形状和尺寸，焊接质量，融合比(α)和成形系数(C/S)。

1.焊条直径的选择如表：5焊条直径也就是焊芯直接。

它根据焊缝间隙，焊接位置，接头形式，板厚，焊接热输入来选择。

一般打底焊比填充和盖面小。

碱性焊条比酸性小。

立，仰焊时比平焊时小。

如：12mm板打底焊选ø3.2mm，填充，盖面选择ø4.0mm。

表5 焊条直径的选择2.焊接电流的选择如表：6焊接电流根据焊条直径，接头形式，焊接位置，层数来选择。

焊接电流选择时：若电流过大易产生焊穿和咬边，增大了工件的变形和金属的蒸发，飞溅大，使管接头处组织和性能发生变化。

如果焊接电流过小则焊接不稳，造成未焊透和未融合，夹杂，成形不美观，不利于溶滴的过度。

在相同的条件下平位置大于其他位置，E5015所用电流小于E4303。

3.焊接层数的选择工件越厚层数越多，但为保证焊缝塑性和其他力学性能不能太厚一般根据板厚δ=12mm，和焊条直径d=4.0mm来确定。

即n=δ/d。

12mm板对接选择三层如：图3 图3 焊接层数4.焊接电压的选择SMAW焊接电压由弧长界定。

弧长过长电弧电压高，此时对熔池的保护不好，焊接成型不好，冶金不充分，易产生缺欠。

电弧短时电弧电压底，对焊缝质量和溶滴过度东有利。

因此焊接时尽量选择短弧焊。

立，仰焊时电弧电压比平焊小。

碱性焊条电压比酸性焊条电压小.一般根据U=(0.25—0.5)d 选择。

5.焊接速度焊接过程中焊接速度要均匀，一般焊接速度与焊接电流，电弧电压相匹配。

一方面焊接速度影响焊缝的成型：焊缝宽度（C）焊缝余高（h）焊缝深度（s）。

另一方面影响影响工件焊透情况和是否焊穿。

焊接速度大时融化能力不够造成未焊透，飞溅和夹杂。

焊接速度过慢时，高温停留时间长，热影响区大，焊接接头晶粒粗大，同时使管子变形，错变量大。

综上所述，Q235在进行SMAW焊接时选择工艺参数如下表7。

七、操作要点及注意事项1.引弧焊接前引燃电弧的过程叫做引弧。

引弧常用接触法。

（1）划擦法：此法引弧可靠，引弧易掌握，但有划痕。

引弧时在焊接起点前10mm处，引燃后将焊条提起2—4mm.（2）直击法：焊条与工件垂直撞击，电弧引燃后将其迅速提起2—4mm，此法引弧不可靠但无划痕。

选用E5015焊条最好选择划擦法，因其对焊缝有预热的作用保证焊缝熔深正常并消除气孔和裂纹。

2.运条焊条相对于焊缝所做的各种运动的综合叫做运条。

它包括三种运动即：（1）沿焊条轴向运动。

（2）沿焊缝轴向运动（3）沿焊缝径向摆动。

常用运条方式有月牙型，直线型和锯齿型，根据焊接位置和板厚我选择直线型和月牙型。

3.收尾在焊条电弧焊中收位有特殊的要求，收尾不好会产生弧坑，裂纹，气孔。

常用的收尾方法有：（1）划圈法-适用厚板。

（2）回焊收尾法-适用碱性焊条。

（3）反复收尾法—适用大电流薄板焊接。

厚度为Q235-12mm板焊接为厚板焊接，选择画圈收尾法。

4.敲渣SMAW为气-渣联合保护，保护效果良好，渣的作用：(1)渗合金ø1(2) 机械保护(3)改善焊接工艺性。

但焊接管子时清渣不是很容易。

12mm板对接平位置焊接采用单层单道焊。

为保证质量每道焊完后都必须清渣。

清渣常用工具：（1）平光镜（2）砂轮机（3）电动钢丝八、其他方面1.焊前预热预热Q235为热轧钢，碳和合金元素较低，焊接性能好。

一般不需预热，但在特殊情况下焊前要预热100℃-150℃。

2焊道保温对于焊前预热的焊接需要焊道间保温。

焊道温度为后焊焊道焊接前，前道焊道的最高温度。

它对改善焊接质量十分重要。

Q235的层间保温不低于100摄氏度。

3.消除应力焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化。

焊接过程的不均匀温度场以及由焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形。

在没有外力作用的条件下，焊接应力在焊件内部是平衡的。

焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观，因此是设计和制造中必须考虑的问题。

焊接残余应力对焊件有 6个方面的影响。

①对强度的影响②对刚度的影响。

③对受压焊件稳定性的影响。

④对加工精度的影响。

⑤对尺寸稳定性的影响。

⑥对耐腐蚀性的影响。

焊接时适当降低焊件的刚度，并在焊件的适当部位局部加热，使焊缝能比较自由地收缩，以减小残余应力。

热处理(高温回火)是消除焊接残余应力的常用方法。

整体消除应力的热处理效果一般比局部热处理好。

焊接残余应力也可采用机械拉伸法（预载法）来消除或调整。

4.消除冷裂纹Q345C(Q235)淬硬倾向大，发生珠光体转变的冷速快，易产生马氏体和贝氏体组织。

在焊后进行250℃-350℃后热去氢和缓冷可以防止冷裂纹。

5.消除结晶裂纹热轧钢含有一定的锰且含碳量低，Mn/S比一般可以满足不发生结晶裂的可能，但如果母材异常时会产生结晶裂纹。

提高焊缝含锰量的同时减少碳和硫可有效地防止结晶裂纹。

具体的是选择E5015焊条来脱硫。

十、焊接质量检测1.焊接质量检测是保证焊接质量而进行的工序，主要任务是测出缺陷进行返修和对焊缝进行评级。

焊接检测分为（1）外观检测（2）内部检查等。

无论哪种检测都分为四个等级。