Guia especializado para soldar Q345 (aço de baixa liga e alta resistência)

I. Composição química e propriedades mecânicas do aço Q345

1. A composição química do Q345 é apresentada no quadro seguinte (%)

2. As propriedades mecânicas do Q345C são as seguintes (%)

Quando a espessura da parede está entre 16-35mm, σs≥325Mpa; quando a espessura da parede está entre 35-50mm, σs≥295Mpa.

II. Características de soldadura do aço Q345

2.1 Cálculo do Carbono Equivalente (Ceq)

Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5

O Ceq calculado é 0,49%, que é superior a 0,45%. Isto indica que o desempenho da soldadura de Q345 não é muito boa, e é necessário formular medidas rigorosas durante o processo de soldadura.

2.2 Problemas comuns com o aço Q345 durante a soldadura

2.2.1 Tendência de endurecimento da zona afetada pelo calor

Durante o processo de arrefecimento por soldadura do aço Q345, a zona afetada pelo calor tem tendência para formar uma estrutura temperada -. martensiteque aumenta a dureza da área próxima da costura e reduz a sua plasticidade. Como resultado, podem ocorrer fissuras após a soldadura.

2.2.2 Sensibilidade à fissuração a frio

O principal tipo de fissura de soldadura no aço Q345 é a fissuração a frio.

III. Processo de construção por soldadura

Preparação do bisel → Soldadura por pontos → Pré-aquecimento → Soldadura interior → Goivagem posterior (com goivagem a ar de arco de carbono) → Soldadura exterior → Soldadura interior → Auto-inspeção/inspeção especial → Tratamento térmico pós-soldadura → Inspeção não destrutiva (grau de qualidade do cordão de soldadura uma passagem)

IV. Seleção dos parâmetros do processo de soldadura

Através do soldabilidade do aço Q345, foram desenvolvidas as seguintes medidas:

1. Seleção de Materiais de soldadura

Devido à elevada tendência de fissuração do aço Q345, devem ser utilizados materiais de soldadura com baixo teor de hidrogénio. Considerando o princípio de que a junta soldada deve ser tão forte quanto o material de base, o tipo E5015 (J507) vareta de soldadura é escolhido.

A composição química e as propriedades mecânicas são as seguintes (em %):

As propriedades mecânicas são apresentadas no quadro seguinte:

2. Forma do bisel:

De acordo com os desenhos e o fornecimento de equipamento.

3. Método de soldadura:

Manual Elétrico Soldadura por arco (D) será utilizada.

4. Corrente de soldadura:

Para evitar a utilização de cordão de soldadura que pode resultar numa diminuição da resistência ao impacto, devem ser adoptadas pequenas especificações de soldadura. As medidas específicas incluem varas de soldadura de pequeno diâmetro, percursos de soldadura estreitos, camadas de soldadura finas e camadas múltiplas, percursos múltiplos processo de soldadura.

A largura do percurso de soldadura não deve exceder três vezes o diâmetro da vareta de soldadura e a espessura da camada de soldadura não deve exceder 5 mm.

Para a primeira a terceira camadas, deve ser utilizada uma vareta de soldadura Ф3.2 com uma corrente de soldadura de 100-130A; para a quarta a sexta camadas, deve ser utilizada uma vareta de soldadura Ф4.0 com uma corrente de soldadura de 120-180A.

5. Temperatura de pré-aquecimento:

Como o Ceq do aço Q345 é> 0,45%, o pré-aquecimento deve ser feito antes da soldagem, com a temperatura de pré-aquecimento T0 = 100-150 ℃ e a temperatura entre camadas Ti≤400 ℃.

6. Parâmetros de tratamento térmico pós-soldadura:

Para reduzir a soldadura tensão residualPara reduzir o teor de hidrogénio no cordão de soldadura e melhorar a estrutura metálica e as propriedades do cordão de soldadura, deve ser efectuado um tratamento térmico pós-soldadura no cordão de soldadura.

A temperatura do tratamento térmico é de 600-640 ℃, com um tempo de espera de 2 horas (para uma espessura de placa de 40 mm), e a taxa de aquecimento / resfriamento é de 125 ℃ / h.

V. Sequência de soldadura no local

1. Pré-soldadura Pré-aquecimento

Antes de soldar a placa de flange, pré-aqueça-a primeiro e comece a soldar após uma temperatura constante de 30 minutos.

O pré-aquecimento, a temperatura entre camadas e o tratamento térmico são controlados automaticamente pelo armário de controlo da temperatura do tratamento térmico, utilizando placas de aquecimento de infravermelhos distantes do tipo pista, com um microcomputador a definir e registar automaticamente a curva e um termopar a medir a temperatura.

Durante o pré-aquecimento, o ponto de medição do termopar situa-se a 15mm-20mm da borda do bisel.

2. Soldadura

2.1 Para evitar a deformação da soldadura, cada junta de coluna é soldada simetricamente por duas pessoas, com a direção de soldadura do meio para os lados.

Ao soldar a boca interior (o bisel virado para a placa da barriga), a primeira a terceira camadas devem utilizar uma pequena operação de especificação, uma vez que a sua soldadura é a principal causa de deformação da soldadura.

Após a soldadura da primeira à terceira camadas, é efectuada a goivagem posterior. Depois de concluída a goivagem a ar por arco de carbono, o cordão de soldadura deve ser polido mecanicamente, a penetração de carbono na superfície do cordão de soldadura deve ser limpa e o brilho metálico deve ser exposto, para evitar que a carbonização grave da superfície provoque fissuras.

A boca exterior deve ser soldada de uma só vez e, por fim, a parte restante da boca interior deve ser soldada.

2.2 Ao soldar a segunda camada, a direção de soldadura deve ser oposta à da primeira camada, e assim por diante. Cada camada do junta de soldadura devem ser escalonadas de 15 a 20 mm.

2.3 Os dois soldadores devem manter a coerência na corrente de soldadura, velocidade de soldadurae o número de camadas soldadas.

2.4 Durante a soldadura, começar pela placa de impacto e terminar na placa traseira. Após a conclusão da soldadura, cortar e polir.

3. Tratamento térmico pós-soldadura:

Após a conclusão da soldadura, o tratamento térmico deve ser efectuado no prazo de 12 horas. Se o tratamento térmico não puder ser efectuado a tempo, devem ser tomadas medidas de isolamento e de arrefecimento lento. Durante o tratamento térmico, a temperatura deve ser medida com dois termopares, soldados por pontos no interior e no exterior da soldadura.

4. Inspeção da soldadura

De acordo com os requisitos das "Especificações de Construção e Aceitação de Engenharia de Estruturas de Aço", as soldaduras são inspeccionadas utilizando a deteção de falhas por ultra-sons, com uma taxa de inspeção de 100%.

VI. Gestão técnica no local

1. Preparar manuais pormenorizados de instruções de trabalhos de construção de soldadura.

2. O controlo total do processo de soldadura é o núcleo para garantir a qualidade.

Durante a soldadura de cada junta de coluna, uma pessoa dedicada deve monitorizar o processo de soldadura. Se o soldador não seguir o manual de instruções de trabalho, a soldadura deve ser imediatamente interrompida.

Durante o processo de soldadura, o pessoal responsável pelo tratamento térmico deve monitorizar a temperatura da camada intermédia durante todo o processo. Se exceder a norma, o soldador deve ser imediatamente notificado para parar.

3. A sensibilização para a qualidade do pessoal de construção é fundamental para a implementação do processo de soldadura.

Antes da construção, deve ser efectuada uma reunião de informação completa com o pessoal e deve ser emitido um cartão de processo de construção. A reunião de informação deve explicar em pormenor as características do processo de soldadura e a necessidade e os pontos de controlo para controlar rigorosamente o processo de soldadura no local.

VII. Conclusão

Na sequência desta medida do processo de soldadura, foram efectuadas 102 soldaduras no local, com uma taxa de aprovação única de 100% nos ensaios não destrutivos.

Através da verificação prática da construção, esta medida do processo de soldadura pode não só orientar a soldadura do aço Q345 no local, mas também garantir qualidade da soldadura.