重級工作制q390d鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法

　　【技術領域】

　　[0001] 本發明涉及焊接技術領域，具體涉及一種重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹 板的焊接方法。

　　【背景技術】

　　[0002] 國家標準《起重機設計規范》（GB/T3811-2008)，按吊車荷載達到其額定值的頻繁 程度將吊車分為輕級、中級、重級、特重級四個級別，如繁重工作車間的軟鉤橋式吊車為重 級，冶金用橋式吊車為超重級。用于設置上述吊車梁也就相應分為輕級、中級、重級、特重 級。吊車梁是工業廠房中為行車吊運重物提供支撐力的梁架。吊車軌道固定設置吊車梁上， 行車可移動地設置在吊車軌道上。吊車梁包括腹板和設置在腹板兩端的翼緣板，腹板上焊 接連接有加強筋板。

　　[0003] 目前，國內建造重級及重級以下吊車梁的鋼種主要有碳素鋼Q235,建造特重級冶 金用起重機的鋼種主要為低合金高強鋼Q345,為了提高吊車梁的整體結構強度，通常將吊 車梁設計成實腹式工字型結構。

　　[0004] GB50661第79頁規定，在用碳素鋼腹板和翼緣板制造吊車梁過程中，如果腹板或 者翼緣板厚度超過60_，為了獲得焊縫組織優良的強韌性，防止冷裂紋的產生，需要對碳素 鋼腹板和翼緣板進行預熱，預熱溫度通常為80~120°C。

　　[0005] 如公開號為CN102107312A的中國專利文獻，針對現有的常溫狀態下厚鋼板的對 接焊接以及T型焊接施方法容易產生裂紋和較大的焊接變形的技術問題，公開一種常溫狀 態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法，焊接時，將處理后的腹板或翼緣板對接定 位，在母材上位于焊道兩側80_120mm范圍內，每隔400_600mm設置一塊電爐板，對母材均 勻加熱至90-110°C，停止加熱8-12min，再繼續加熱至150-180°C，再、對上述加熱處理后的 腹板或翼緣板進行焊接，具體步驟為：先焊正面坡口深度的1/3,然后翻轉對接后的腹板或 翼緣板并對其采用碳弧氣刨清根后，用砂輪打磨，清除滲碳層與熔渣，直至露出金屬光澤后 采用熱磁粉探傷法進行底部的MT探傷，待確定無裂縫后，進行反面焊縫的施焊；焊完后再 翻轉對接后的腹板焊接件或翻轉對接后的翼緣板焊接件，焊接正面的其余2/3焊道，直至 完成蓋面焊；蓋面焊結束后，將焊縫及焊縫邊緣140-160_的部位用石棉布覆蓋，并加熱至 200-30(TC，保溫5-6h ;焊縫施焊24h后，作超聲波無損探傷檢驗。通過該方法通過預熱構 件來避免在焊接厚鋼板過程中出現的焊接裂紋以及焊接變形等缺陷。

　　[0006] 隨著工業生產技術的發展，為了有效提高資源利用率，降低工業生產成本，工業項 目越來越大型化、特大型化，相應的用于大型、特大型工業項目的碳素鋼吊車梁的設計也越 來越復雜，體積越來越大，重量也越來越大。為了有效降低吊車梁的設計復雜性，減小占用 體積，降低吊車梁的整體重量，近兩年來，在吊車梁技術領域，開始使用低合金高強鋼作為 吊車梁構件的制作材料。

　　[0007] 由于低合金元素的強化作用，使低合金高強鋼不但具有較高的強度，還具有較好 的塑性、韌性和焊接性。其中，Q345是目前用于制造吊車梁構件的主要鋼種，與Q345相比， 低合金尚強鋼Q390D的強度和承載能力更尚，并具有良好的承受動荷載和耐疲勞性能。用 低合金高強鋼代替碳素結構鋼制造吊車梁，可以節省鋼材15%~25%，并減輕吊車梁自 重，低合金高強鋼開始被越來越多地應用到大型結構、重型結構、大跨度結構、高層建筑、橋 梁工程或者其他需要承受動力荷載和沖擊荷載的吊車梁中。

　　[0008] 隨著工業生產技術的發展，為了有效提高資源利用率，降低工業生產成本，工業項 目越來越大型化、特大型化，相應的用于大型、特大型工業項目的碳素鋼吊車梁的設計也越 來越復雜，體積越來越大，重量也越來越大。為了有效降低吊車梁的設計復雜性，減小占用 體積，降低吊車梁的整體重量，近兩年來，在吊車梁技術領域，開始使用低合金高強鋼作為 吊車梁構件的制作材料。

　　[0009] 在焊接技術領域，采用不同鋼種制成的構件，在焊接連接時，就焊接方法本身存在 實質性差別，也即用碳素鋼腹板和翼緣板制造實腹式工字型吊車梁的焊接方法不能用于低 合金高強鋼腹板和翼緣板制造實腹式工字型吊車梁的焊接工藝。在用低合金高強鋼腹板 和翼緣板制造實腹式工字型吊車梁過程中，為了獲得焊縫組織優良的強韌性，防止冷裂紋 的產生，需要對低合金高強鋼腹板和翼緣板，特別是焊接強度級別大于等于390MPa低合 金高強鋼腹板和翼緣板進行預熱，特別是焊接強度級別大于等于390MPa，預熱溫度通常為 100 ~150°C 〇

　　[0010] 如公開號為CN102632328A的中國專利文獻，針對現有的Q370qE鋼埋弧自動焊低 溫焊接方法，存在焊縫的冷裂硬脆傾向，低溫沖擊韌性較差，橋梁鋼結構的抗沖擊動載性能 差的技術問題，公開一種Q370qE鋼埋弧自動焊低溫焊接方法，是當環境溫度為0~_15°C 時，通過對焊接全過程溫度條件的控制，盡可能避免低溫環境的影響，減緩焊接過程焊縫的 冷卻速度，從而來降低焊縫的冷裂硬脆傾向，有效提高Q370qE鋼埋弧自動焊焊接接頭低溫 沖擊韌性，其具體控制條件如下：母材除濕預熱，預熱溫度范圍為80~120°C ;定位焊采用 焊條電弧焊，打底層焊接采用富氬混合氣體保護焊，填充層、蓋面層焊接采用埋弧自動焊； 焊條焊劑的烘干和保溫，烘干溫度為300~350°C，烘干時間為2小時，在保溫箱中保存的溫 度為100~150°C ;焊接過程中利用履帶式陶瓷電加熱器通電加熱，鋪蓋于焊縫及兩側，使 焊縫層、道間溫度控制為160~200°C，以對焊縫進行保溫、緩冷；焊接完成后，對焊區保溫、 緩冷，直至冷卻至環境溫度。該方法能降低焊縫的冷裂硬脆傾向，有效保證了 Q370qE鋼埋 弧自動焊焊接接頭低溫沖擊韌性，增強了橋梁鋼結構沖擊動載的性能，提高了橋梁使用壽 命。需要說明的是Q370qE鋼為橋梁鋼。

　　[0011] 上述低碳合金鋼腹板與翼緣板之間焊接連接，需對腹板和翼緣板進行預熱。預熱 通常采用火焰加熱或者電加熱器加熱方式，但無論采用哪種加熱方式對腹板和翼緣板進行 預熱，均需消耗能源和資源，較高的預熱溫度，還會造成的工作環境惡化，加大焊接作業的 難度。

　　[0012] Q390D鋼是一種低碳合金鋼，其屈服強度為390Mpa，由于其含碳量低，其具有良好 抗腐蝕性、耐磨性、抗疲勞性，是一種良好的結構鋼。由于Q390D鋼和Q345、Q370qE鋼在合 金成分上具有較大差別，用于Q345、Q370qE鋼構件的焊接方法不能借用到Q390D鋼上。

　　【發明內容】

　　[0013] 本發明所要解決的技術問題是提供一種對縫焊接時不需對腹板和翼緣板進行預 熱的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，從而進一步降低焊接作業的操 作難度，提高焊接作業的質量。

　　[0014] 本發明解決技術問題所采用的技術方案是：

　　[0015] 重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，將厚度為50~60mm的 Q390D鋼板切割成翼緣板焊接件，將厚度為34~36mm的Q390D鋼板切割成腹板焊接件，接 著全焊透對接焊接腹板焊接件制成腹板，全焊透對接焊接翼緣板焊接件制成翼緣板，全焊 透T形組合焊接腹板和翼緣板將腹板和翼緣板焊接成吊車梁；包括以下步驟：

　　[0016] 步驟1、制作具有對接焊接坡口的腹板焊接件和翼緣板焊接件：采用數控火焰切 割機將厚度為50~60mm的待切割Q390D鋼板切割成預定規格的翼緣板焊接件，將厚度為 34~36mm的待切割Q390D鋼板切割成預定規格的翼緣板焊接件；在腹板焊接件的對接焊 接接頭處開制雙面X形坡口，在翼緣板焊接件的對接焊接接頭處開制雙面X形坡口；在對接 焊接接頭兩端的腹板焊接件或翼緣板焊接件上設置引弧板和熄弧板。

　　[0017] 步驟2、腹板焊接件和翼緣板焊接件焊前除濕：采用氧乙炔焰對翼緣板焊接件的 對焊接接頭、及腹板焊接件的對焊接接頭進行烘干處理，烘干焊接區域的水分。

　　[0018] 步驟3、全焊透對接焊接腹板焊接件制成腹板及全焊透對接焊接翼緣板焊接件制 成翼緣板：使用單絲自動埋弧焊機在平焊位進行腹板焊接件或翼緣板

　　焊接件之間的對接焊 接，先采用多層多道焊焊接正面坡口，單絲自動埋弧焊機的導電嘴與腹板焊接件或翼緣板 焊接件之間為30~50mm，每道焊縫的焊接熱輸入量均為30 ± lOkJ/cm，道間溫度保持一致， 道間溫度小于或等于230°C，每道焊縫厚度小于或等于6_，每道焊縫的寬深比大于1. 1，前 后焊縫的焊接方向相反；正面坡口焊接完成后，翻轉對接后的腹板焊接件或翻轉對接后的 翼緣板焊接件，對背面焊縫采用碳弧氣刨進行清根，清根完成后，再采用和正面坡口焊接相 同的多層多道焊焊接工藝對背面坡口進行焊接，直至背面坡口焊接完成，制成腹板或上、下 翼緣板。

　　[0019] 步驟4、腹板和翼緣焊縫保溫緩冷處理：腹板對接焊接接頭焊接完成后或翼緣板 對接焊接接頭焊接完成后，將整個焊接接頭用保溫護具覆蓋，保持自然狀態下冷卻即可；焊 接完成48小時后，進行焊縫檢查和做無損檢測。

　　[0020] 步驟5、全焊透腹板和上、下翼緣板組合的T形接頭：用自動或半自動火焰切割機 在腹板與上、下翼緣板的T形組合焊接接頭處開制雙面K形坡口，在T形組合焊接接頭兩端 的腹板和上、下翼緣板上設置引弧板和熄弧板，弧板和熄弧板的坡口尺寸與焊接接頭的坡 口尺寸一致，引弧板和熄弧板長度大于80mm ;將腹板和上、下翼緣板組合成工字形吊車梁， 并整體平放，在單絲自動埋弧焊的橫焊位進行腹板和翼緣板之間的T形組合焊接，焊接方 式為進行平角焊，先采用多層多道焊焊接翼緣板的正面坡口，單絲自動埋弧焊機的導電嘴 與腹板焊接件或翼緣板焊接件之間為30~50mm，每道焊縫的焊接熱輸入量均為30 ± IOkJ/ cm，道間溫度保持一致，道間溫度小于或等于230°C，每道焊縫厚度小于或等于6_，每道焊 縫的寬深比大于1. 1，前后焊縫的焊接方向相反；正面坡口焊接完成后，翻轉T形組合焊接 后的吊車梁，對對背面焊縫采用碳弧氣刨進行清根，清根完成后，采用多層多道焊焊接翼緣 板的背面坡口，背面坡口焊接的第一道焊縫的焊縫厚度小于或等于1〇_，其他工藝參數和 正面坡口焊接相同，直至背面坡口焊接完成，制成吊車梁。

　　[0021] 步驟6、吊車梁焊縫保溫緩冷處理：T形組合焊接接頭焊接完成后，將整個焊接接 頭用保溫護具覆蓋，保持自然狀態下冷卻即可；焊接完成48小時后，進行焊縫檢查和做無 損檢測。

　　[0022] 進一步，步驟1中的在腹板焊接件或翼緣板焊接件的對接焊接接頭處開制雙面X 形坡口為：按統一的坡口標準在所有的腹板焊接件或翼緣板焊接件的對接焊接接頭處開制 雙面X形坡口。

　　[0023] 進一步，統一的坡口標準為：國標GB50661的規定的坡口標準。

　　[0024] 進一步，步驟5中的全焊透腹板和上、下翼緣板組合的T形接頭為：以吊車梁的長 度中心點為基點，沿著中心點到兩端的方向，將吊車梁分成多個焊接段，每個焊接段設置一 個單絲自動埋弧焊，每個單絲自動埋弧焊沿著中心到兩邊的方向分段焊接腹板和上、下翼 緣板，每道焊縫的焊接接頭錯位，接頭錯位大于100mm。

　　[0025] 本發明的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，適用于用Q390D 鋼制作重級工作制吊車梁，也適用于和Q390D鋼類似的鋼制作重級工作制吊車梁。

　　[0026] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：

　　[0027] 1、本發明的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，由于采用數 控火焰切割機切割Q390D鋼板，加工腹板焊接件和翼緣板焊接件，符合制造重級工作制鋼 吊車梁的生產需要，在腹板焊接件和翼緣板焊接件上開制與對接焊接相適宜的雙面X形坡 口，并按照坡口尺寸設置引弧板和熄弧板，從而降低焊縫組織中冷裂紋的產生，提高后續焊 接質量和焊接效率，實現焊接工藝的優化；由于取消現有技術采用的焊接前對腹板焊接件 或翼緣板焊接件進行整體預熱，讓腹板焊接件或翼緣板焊接件保持在室溫狀態下，從而簡 化、優化焊接工藝，降低勞動強度，減少能源消耗；由于采用多層多道焊焊接方法及優選的 工藝參數進行全焊透對接焊接，有效提高對接焊接接頭的沖擊韌性，擴大熔池范圍，提高了 焊接質量，降低焊縫組織中冷裂紋的產生，從而實現焊接工藝的優化；由于取消現有技術采 用的焊接后對焊接接頭進行加熱保溫處理，從而簡化焊接后熱處理工藝，減輕勞動強度，節 約能源；由于多層多道焊焊接方法進行全焊透T形組合平角焊焊接，有效提高T形組合焊接 接頭的沖擊韌性，擴大熔池范圍，提高了焊接質量，降低焊縫組織中冷裂紋的產生，從而實 現焊接工藝的優化；由于取消現有技術采用的焊接后對焊接接頭進行加熱保溫處理，從而 簡化焊接后熱處理工藝，減輕勞動強度，節約能源。

　　[0028] 從整體上看，本發明各步驟在技術上相互關聯，在工藝上相互配合。從而本發明 在制作腹板或翼緣板過程中，焊接前不對腹板焊接件和翼緣板焊接件進行預熱處理，焊接 后不對腹板或翼緣板的對接焊接接頭進行加熱保溫處理，而采用保溫自然卻處理；在制作 吊車梁過程中，焊接前不對腹板和翼緣板進行預熱處理，焊接后不對腹板和翼緣板之間的T 形組合焊接接頭進行加熱保溫處理，而采用保溫自然卻處理；同時采用自動埋弧焊多層多 道焊工藝，焊接自動化程度高，焊縫組織中冷裂紋極少，焊接質量高、焊接作業的勞動強度 低，焊接投入少，極大減少焊接工時，從而從整體上使焊接工藝更符合重級工作制鋼吊車梁 制造。

　　[0029] 2、本發明的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，由于采用統一 的坡口開制標準，有利于后續焊接作業的標準化，便于焊接作業人員的培訓和管理，從而提 高焊接作業質量和焊接效率，降低焊接作業的成本；由于采用國標GB50661的規定的坡口 標準為統一的坡口開制標準，是現有焊接作業人員必須掌握的坡口標準，進一步降低了焊 接作業人員培訓和管理成本，也更能進一步提高焊接作業質量和焊接效率，這點在重級工 作制鋼吊車梁的生產制造上非常重要。

　　[0030] 3、本發明的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，由于多單絲自 動埋弧焊同時分段退焊吊車梁，能進一步提高吊車梁的焊接效率。

　　【附圖說明】

　　[0031] 圖1為本發明的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法的實施流程 圖。

　　【具體實施方式】

　　[0032] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

　　[0033] 如圖1所示，本發明的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，將厚 度為50~60mm的Q390D鋼板切割成翼緣板焊接件，將厚度為34~36mm的Q390D鋼板切 割成腹板焊接件，接著全焊透對接焊接腹板焊接件制成腹板，全焊透對接焊接翼緣板焊接 件制成翼緣板，全焊透T形組合焊接腹板和翼緣板將腹板和翼緣板焊接成吊車梁；包括制 作具有對接焊接坡口的腹板焊接件和翼緣板焊接件，腹板焊接件和翼緣板焊接件除濕，全 焊透對接焊接腹板焊接件制成腹板及全焊透對接焊接翼緣板焊接件制成翼緣板，腹板和翼 緣焊縫保溫緩冷處理，全焊透腹板和上、下翼緣板組合的T形接頭，吊車梁焊縫保溫緩冷處 理六個步驟，具體如下：

　　[0034] 步驟1、制作具有對接焊接坡口的腹板焊接件和翼緣板焊接件：采用數控火焰切 割機將厚度為50~60mm的待切割Q390D鋼板切割成預定規格的翼緣板焊接件，將厚度為 34~36mm的待切割Q390D鋼板切割成預定規格的翼緣板焊接件；在腹板焊接件的對接焊 接接頭處開制雙面X形坡口，在翼緣板焊接件的對接焊接接頭處開制雙面X形坡口；在對接 焊接接頭兩端的腹板焊接件上設置引弧板和熄弧板，在對接焊接接頭兩端的翼緣板焊接件 上設置引弧板和熄弧板；具體過程如下：

　　[0035] 步驟1. 1、制作腹板焊接件和翼緣板焊接件：采用數控火焰切割機將厚度為50~ 60mm的待切割Q390D鋼板切割成預定規格的翼緣板焊接件，將厚度為34~36mm的待切割 Q390D鋼板切割成預定規格的翼緣板焊接件；

　　[0036] 實施時，本領域的技術人員，根據吊車梁的設計規格、腹板和翼緣板的設計規格、 及需要留出的焊接加工余量確定腹板焊接件和翼緣板焊接件的切割規格。留出加工余 量主要用于防止焊接件收縮變形，造成材料浪費。如特重級冶金吊車梁的翼緣板寬度為 900-1200mm，腹板寬度為

　　4300-4800mm。

　　[0037] 實施時，本領域的技術人員，將待切割Q390D鋼板按照預定切割工位放置到數控 火焰切割機的切割平臺，待切割Q390D鋼板和切割平臺的軌道要保持平行；根據翼緣板焊 接件或者腹板焊接件的切割需要將割炬設置在數控火焰切割機的機架上；根據切割Q390D 鋼板的厚度選擇合適的割嘴，將割嘴設置在割炬上，這時割嘴要與鋼板保持垂直；點火并檢 查加熱火焰以及切割氧射流，正常后，下壓割炬，開始Q390D鋼板切割，當切割完一塊Q390D 鋼板后，將割炬提升回原位，待割炬運行到一個工位后，再對下一塊Q390D鋼板進行切割， 直至切割好預定數量的腹板焊接件和翼緣板焊接件。

　　[0038] 采用數控火焰切割機將待切割Q390D鋼板切割成預定規格的腹板焊接件和翼緣 板焊接件，符合制造重級工作制鋼吊車梁需要大量的大厚度腹板焊接件和翼緣板焊接件的 需要。采用其他的鋼板切割工具，如手工火焰切割機，也可將單塊鋼板切割成預定規格的腹 板焊接件和翼緣板焊接件，但無法完成重級工作制鋼吊車梁所需的大厚度腹板焊接件和翼 緣板焊接件的批量切割。

　　[0039] 步驟1. 2、在焊接接頭處開制坡口：用自動或半自動火焰切割機在腹板焊接件與 腹板焊接件的對接焊接接頭處開制雙面X形坡口，在翼緣板焊接件與翼緣板焊接件的對接 焊接接頭處開制雙面X形坡口。

　　[0040] 實施時，用自動或半自動火焰切割機在腹板焊接件與腹板焊接件的對接焊接接頭 處開制雙面X形坡口，在翼緣板焊接件與翼緣板焊接件的對接焊接接頭處開制雙面X形坡 口。雙面X形坡口相較于其他坡口，具有開制方便、焊縫填充金屬量少，焊后變形小的優點， 適合中厚板的對接焊接。

　　[0041] 為了使雙面K形坡口更符合后續自動化、標準化的焊接作業需要，優選的方案是， 按統一的坡口標準在所有的腹板焊接件或翼緣板焊接件的對接焊接接頭處開制雙面X形 坡口；上述統一的坡口標準為國標GB50661的規定的坡口標準，坡口的組對間隙、鈍邊、坡 口角度均國標GB50661的坡口準。采用統一的坡口開制標準，有利于后續焊接作業的標準 化，便于焊接作業人員的培訓和管理，從而提高焊接作業質量和焊接效率，降低焊接作業的 成本。國標GB50661的規定的坡口標準，是現有焊接作業人員必須掌握的坡口標準，進一步 降低了焊接作業人員培訓和管理成本，也更能進一步提高焊接作業質量和焊接效率，這點 在重級工作制鋼吊車梁的生產制造上非常重要。

　　[0042] 步驟1. 3、設置引弧板和熄弧板：在對接焊接接頭兩端的腹板焊接件或翼緣板焊 接件上設置引弧板和熄弧板引，弧板和熄弧板的坡口尺寸與焊接接頭的坡口尺寸一致，弓丨 弧板和媳弧板長度大于80mm。

　　[0043] 實施時，本領域的技術人員，在焊接接頭處開制坡口后，在對接焊接接頭兩端的腹 板焊接件或翼緣板焊接件上設置引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板的坡口尺寸與焊接接頭 的坡口尺寸一致，引弧板和熄弧板長度大于80mm。在腹板焊接件或翼緣板焊接件上設置引 弧板和熄弧板，是為了防止在后續焊接時，在對接焊縫處產生焊縫熔合不良、氣孔和夾渣、 裂紋等缺陷，也即減少冷裂紋的產生，從而提高后續焊接質量。

　　[0044] 本步驟采用數控火焰切割機切割Q390D鋼板，加工腹板焊接件和翼緣板焊接件， 符合制造重級工作制鋼吊車梁的生產需要，在腹板焊接件和翼緣板焊接件上開制與對接焊 接相適宜的雙面X形坡口，并按照坡口尺寸設置引弧板和熄弧板，從而降低焊縫組織中冷 裂紋的產生，提高后續焊接質量和焊接效率，實現焊接工藝的優化。

　　[0045] 步驟2、腹板焊接件和翼緣板焊接件焊前除濕：采用氧乙炔焰對翼緣板焊接件的 對焊接接頭、及腹板焊接件的對焊接接頭進行烘干處理，烘干焊接區域的水分；

　　[0046] 實施時，采用氧乙炔焰對翼緣板焊接件或腹板焊接件的對焊接接頭進行烘干處 理，烘干焊接區域的水分即可，不采用氧乙炔焰對腹板焊接件或翼緣板焊接件進行整體預 熱，腹板焊接件或翼緣板焊接件的溫度保持室溫狀態。

　　[0047] 本步驟取消現有技術采用的焊接前對腹板焊接件或翼緣板焊接件進行整體預熱， 讓腹板焊接件或翼緣板焊接件保持在室溫狀態下，從而簡化、優化焊接工藝，降低勞動強 度，減少能源消耗。

　　[0048] 步驟3、全焊透對接焊接腹板焊接件制成腹板及全焊透對接焊接翼緣板焊接件制 成翼緣板：使用單絲自動埋弧焊機在平焊位進行腹板焊接件或翼緣板焊接件之間的對接焊 接，先采用多層多道焊焊接正面坡口，單絲自動埋弧焊機的導電嘴與腹板焊接件或翼緣板 焊接件之間為30~50mm，每道焊縫的焊接熱輸入量均為30 ± lOkJ/cm，道間溫度保持一致， 道間溫度小于或等于230°C，每道焊縫厚度小于或等于6_，每道焊縫的寬深比大于1. 1，前 后焊縫的焊接方向相反；正面坡口焊接完成后，翻轉對接后的腹板焊接件或翻轉對接后的 翼緣板焊接件，對背面焊縫采用碳弧氣刨進行清根，清根完成后，再采用和正面坡口焊接相 同的多層多道焊焊接工藝對背面坡口進行焊接，直至背面坡口焊接完成，制成腹板或上、下 翼緣板；

　　[0049] 實施時，本領域的技術人員，首先將需要拼接的兩塊腹板焊接件或翼緣板焊接件 按照設計方案放置在自動埋弧焊機在平焊位，焊接時，單絲自動埋弧焊機的導電嘴與腹板 焊接件或翼緣板焊接件之間為30~50mm，每道焊縫的焊接熱輸入量均為30±10kJ/cm，道 間溫度保持一致，道間溫度小于或等于230°C，每道焊縫厚度小于或等于6_，每道焊縫的 寬深比大于1. 1，前后焊縫的焊接方向相反；多層多道焊，是指采用兩道以上焊縫完成一層 焊縫，采用兩層以上焊縫完成整個焊接；正面坡口焊接完成后，翻轉對接后的腹板焊接件或 翻轉對接后的翼緣板焊接件，對背面焊縫采用碳弧氣刨進行清根；清根完成后，再采用和正 面坡口焊接相同的多層多道焊焊接工藝對背面坡口進行焊接，直至背面坡口焊接完成制成 腹板或翼緣板。通過本步驟制成吊車梁的腹板和上、下翼緣板。

　　[0050] 本步驟采用多層多道焊焊接方法及優選的工藝參數進行全焊透對接焊接，有效提 高對接焊接接頭的沖擊韌性，擴大熔池范圍，提高了焊接質量，降低焊縫組織中冷裂紋的產 生，從而實現焊接工藝的優化。

　　[0051] 步驟4、腹板和翼緣焊縫保溫緩冷處理：腹板對接焊接接頭焊接完成后或翼緣板 對接焊接接頭焊接完成后，將整個焊接接頭用保溫護具覆蓋，保持自然狀態下冷卻即可；焊 接完成48小時后，進行焊縫檢查和做無損檢測。

　　[0052] 實施時，本領域的技術人員根據焊接接頭的預定規格尺寸，確定保溫護具的規格 尺寸，保溫護具通常為石棉布或石棉氈，也可以是玻璃纖維布或玻璃纖維氈，還可以是巖棉 布或巖棉氈。焊接完成后，直接將保溫護具覆蓋整個焊接接頭，讓焊接接頭自然冷卻；焊接 完成48小時后檢查焊縫，通常為焊縫外觀檢查，并對焊縫進行無損檢測，通常進行超聲波 無損檢測。檢測完成后，切除引弧板和熄弧板，將切除處打磨平整。

　　[0053] 本步驟取消現有技術采用的焊接后對焊接接頭進行加熱保溫處理，從而簡化焊接 后熱處理工藝，減輕勞動強度，節約能源。

　　[0054] 步驟5、全焊透腹板和上、下翼緣板組合的T形接頭：用自動或半自動火焰切割機 在腹板與上、下翼緣板的T形組合焊接接頭處開制雙面K形坡口，在T形組合焊接接頭兩端 的腹板和上、下翼緣板上設置引弧板和熄弧板，弧板和熄弧板的坡口尺寸與焊接接頭的坡 口尺寸一致，引弧板和熄弧板長度大于80mm ;將腹板和上、下翼緣板組合成工字形吊車梁， 并整體平放，在單絲自動埋弧焊的橫焊位進行腹板和翼緣板之間的T形組合焊接，焊接方 式為進行平角焊，先采用多層多道焊焊接翼緣板的正面坡口，單絲自動埋弧焊機的導電嘴 與腹板焊接件或翼緣板焊接件之間為30~50mm，每道焊縫的焊接熱輸入量均為30 ± IOkJ/ cm，道間溫度保持一致，道間溫度小于或等于230°C，每道焊縫厚度小于或等于6_，每道焊 縫的寬深比大于1. 1，前后焊縫的焊接方向相反；正面坡口焊接完成后，翻轉T形組合焊接 后的吊車梁，對對背面焊縫采用碳弧氣刨進行清根，清根完成后，采用多層多道焊焊接翼緣 板的背面坡口，背面坡口焊接的第一道焊縫的焊縫厚度小于或等于1〇_，其他工藝參數

　　和 正面坡口焊接相同，直至背面坡口焊接完成，制成吊車梁；

　　[0055] 實施時，本領域的技術人員，先將接腹板和上、下翼緣板組合成工字形吊車梁，使 其處于整體平放狀態，設置單絲自動埋弧焊，使翼緣板的正面坡口位于單絲自動埋弧焊的 橫焊位；使用單絲自動埋弧焊按照上述技術方案進行平角焊。

　　[0056] 為了提高全焊透腹板和上、下翼緣板組合的T形接頭的焊接效率，優選的方案是， 以吊車梁的長度中心點為基點，沿著中心點到兩端的方向，將吊車梁分成多個焊接段，每個 焊接段設置一個單絲自動埋弧焊，每個單絲自動埋弧焊沿著中心到兩邊的方向分段焊接腹 板和上、下翼緣板，每道焊縫的焊接接頭錯位，接頭錯位大于1〇〇_。

　　[0057] 實施時，在每個焊接段安排一個單絲自動埋弧焊，單絲自動埋弧焊沿著中心到兩 邊的方向分段焊接腹板和上、下翼緣板，當正面坡口焊接完成后，翻轉T形組合焊接后的吊 車梁，對對背面焊縫采用碳弧氣刨進行清根，清根完成后，進行背面坡口焊接直至背面坡口 焊接完成，制成吊車梁。多單絲自動埋弧焊同時分段退焊吊車梁，能進一步提高吊車梁的焊 接效率。

　　[0058] 本步驟采用多層多道焊焊接方法進行全焊透T形組合平角焊焊接，有效提高T形 組合焊接接頭的沖擊韌性，擴大熔池范圍，提高了焊接質量，降低焊縫組織中冷裂紋的產 生，從而實現焊接工藝的優化。

　　[0059] 步驟6、吊車梁焊縫保溫緩冷處理：T形組合焊接接頭焊接完成后，將整個焊接接 頭用保溫護具覆蓋，保持自然狀態下冷卻即可；焊接完成48小時后，進行焊縫檢查和做無 損檢測。

　　[0060] 實施時，本領域的技術人員根據焊接接頭的預定規格尺寸，確定保溫護具的規格 尺寸，保溫護具通常為石棉布或石棉氈，也可以是玻璃纖維布或玻璃纖維氈，還可以是巖棉 布或巖棉氈。焊接完成后，直接將保溫護具覆蓋整個焊接接頭，讓焊接接頭自然冷卻；焊接 完成48小時后檢查焊縫，通常為焊縫外觀檢查，并對焊縫進行無損檢測，通常進行超聲波 無損檢測。檢測完成后，切除引弧板和熄弧板，將切除處打磨平整。

　　[0061] 本步驟取消現有技術采用的焊接后對焊接接頭進行加熱保溫處理，從而簡化焊接 后熱處理工藝，減輕勞動強度，節約能源。

　　[0062] 下面是采用本發明的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法進行4 次重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板焊接試驗，焊接完成試驗后的超聲波無損檢測 結果。

　　[0063] 表1、4次重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板焊接試驗的超聲波無損檢測結 果

　　[0064]

　　【主權項】

　　1.重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，將厚度為50~60mm的Q390D鋼板切割成翼緣板焊接件，將厚度為34~36mm的Q390D鋼板切割成腹板焊接件，接著全焊 透對接焊接腹板焊接件制成腹板，全焊透對接焊接翼緣板焊接件制成翼緣板，全焊透T形 組合焊接腹板和翼緣板將腹板和翼緣板焊接成吊車梁；其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、制作具有對接焊接坡口的腹板焊接件和翼緣板焊接件：采用數控火焰切割機 將厚度為50~60mm的待切割Q390D鋼板切割成預定規格的翼緣板焊接件，將厚度為34~ 36mm的待切割Q390D鋼板切割成預定規格的翼緣板焊接件；在腹板焊接件的對接焊接接頭 處開制雙面X形坡口，在翼緣板焊接件的對接焊接接頭處開制雙面X形坡口；在對接焊接接 頭兩端的腹板焊接件上設置引弧板和熄弧板，在對接焊接接頭兩端的翼緣板焊接件上設置 引弧板和熄弧板； 步驟2、腹板焊接件和翼緣板焊接件焊前除濕：采用氧乙炔焰對翼緣板焊接件的對焊 接接頭、及腹板焊接件的對焊接接頭進行烘干處理，烘干焊接區域的水分； 步驟3、全焊透對接焊接腹板焊接件制成腹板及全焊透對接焊接翼緣板焊接件制成翼 緣板：使用單絲自動埋弧焊機在平焊位進行腹板焊接件或翼緣板焊接件之間的對接焊接， 先采用多層多道焊焊接正面坡口，單絲自動埋弧焊機的導電嘴與腹板焊接件或翼緣板焊接 件之間為30~50mm，每道焊縫的焊接熱輸入量均為30 ± 10kJ/cm，道間溫度保持一致，道間 溫度小于或等于230°C，每道焊縫厚度小于或等于6_，每道焊縫的寬深比大于1. 1，前后焊 縫的焊接方向相反；正面坡口焊接完成后，翻轉對接后的腹板焊接件或翻轉對接后的翼緣 板焊接件，對背面焊縫采用碳弧氣刨進行清根，清根完成后，再采用和正面坡口焊接相同的 多層多道焊焊接工藝對背面坡口進行焊接，直至背面坡口焊接完成，制成腹板或上、下翼緣 板； 步驟4、腹板和翼緣焊縫保溫緩冷處理：腹板對接焊接接頭焊接完成后或翼緣板對接 焊接接頭焊接完成后，將整個焊接接頭用保溫護具覆蓋，保持自然狀態下冷卻即可；焊接完 成48小時后，進行焊縫檢查和做無損檢測； 步驟5、全焊透腹板和上、下翼緣板組合的T形接頭：用自動或半自動火焰切割機在腹 板與上、下翼緣板的T形組合焊接接頭處開制雙面K形坡口，在T形組合焊接接頭兩端的腹 板和上、下翼緣板上設置引弧板和熄弧板，弧板和熄弧板的坡口尺寸與焊接接頭的坡口尺 寸一致，引弧板和熄弧板長度大于80mm;將腹板和上、下翼緣板組合成工字形吊車梁，并整 體平放，在單絲自動埋弧焊的橫焊位進行腹板和翼緣板之間的T形組合焊接，焊接方式為 進行平角焊，先采用多層多道焊焊接翼緣板的正面坡口，單絲自動埋弧焊機的導電嘴與腹 板焊接件或翼緣板焊接件之間為30~50mm，每道焊縫的焊接熱輸入量均為30±10kJ/cm， 道間溫度保持一致，道間溫度小于或等于230°C，每道焊縫厚度小于或等于6_，每道焊縫 的寬深比大于1. 1，前后焊縫的焊接方向相反；正面坡口焊接完成后，翻轉T形組合焊接后 的吊車梁，對對背面焊縫采用碳弧氣刨進行清根，清根完成后，采用多層多道焊焊接翼緣板 的背面坡口，背面坡口焊接的第一道焊縫的焊縫厚度小于或等于1〇_，其他工藝參數和正 面坡口焊接相同，直至背面坡口焊接完成，制成吊車梁； 步驟6、吊車梁焊縫保溫緩冷處理：T形組合焊接接頭焊接完成后，將整個焊接接頭用 保溫護具覆蓋，保持自然狀態下冷卻即可；焊接完成48小時后，進行焊縫檢查和做無損檢 測。

　　2. 根據權利要求1所述的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，其特 征在于，步驟1中所述的在腹板焊接件或翼緣板焊接件的對接焊接接頭處開制雙面X形坡 口為： 按統一的坡口標準在所有的腹板焊接件或翼緣板焊接件的對接焊接接頭處開制雙面X形坡口。

　　3. 根據權利要求2所述的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，其特 征在于，統一的坡口標準為： 國標GB50661的規定的坡口標準。

　　4. 根據權利要求1至3中任意一項權利要求所述的重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板 與腹板的焊接方法，其特征在于，步驟5中所述的全焊透腹板和上、下翼緣板組合的T形接 頭為： 以吊車梁的長度中心點為基點，沿著中心點到兩端的方向，將吊車梁分成多個焊接段， 每個焊接段設置一個單絲自動埋弧焊，每個單絲自動埋弧焊沿著中心到兩邊的方向分段焊 接腹板和上、下翼緣板，每道焊縫的焊接接頭錯位，接頭錯位大于100mm。

　　【專利摘要】本發明公開了一種重級工作制Q390D鋼吊車梁翼緣板與腹板的焊接方法，包括制作具有對接焊接坡口的腹板焊接件和翼緣板焊接件、腹板焊接件和翼緣板焊接件除濕、全焊透對接焊接腹板焊接件制成腹板及全焊透對接焊接翼緣板焊接件制成翼緣板、腹板和翼緣焊縫保溫緩冷處理、全焊透T形組合焊接腹板和翼緣板、吊車梁焊縫保溫緩冷處理六個步驟。本發明在制作腹板或翼緣板過程中，焊接前不對腹板焊接件和翼緣板焊接件進行預熱處理，在制作吊車梁過程中，焊接前不對腹板和翼緣板進行預熱處理，本發明采用自動埋弧焊多層多道焊工藝，焊接自動化程度高，焊縫組織中冷裂紋極少，焊接質量高、焊接作業的勞動強度低，焊接投入少，極大減少焊接工時。

　　【IPC分類】B23K28-02, B23K101-28

　　【公開號】CN104759767

　　【申請號】CN201510190325

　　【發明人】陳川寶

　　【申請人】中國十九冶集團有限公司

　　【公開日】2015年7月8日

　　【申請日】2015年4月21日