材料复验及焊接工艺评定工艺规程.docx
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材料复验及焊接工艺评定工艺规程
材料复验及工艺评定试验
工艺规程
四川天元机械工程股份有限公司
桥梁钢结构分公司技术部
二○一三年五月
目录
1、概述2
2、材料复验及焊接工艺评定流程图3
3、钢板复验及焊接接头的取样位置及力学性能要求3
3.1钢板复验及工艺评定焊接接头的类型及数量。
3
3.2、材料复验型钢取样6
3.3、钢板复验的取样位置。
7
3.4、工艺评定用焊接接头的取样8
4、试样的加工及化学成分、力学性能9
4.1、钢板的化学成分复验9
4.2、钢板及焊接工艺试板的力学性能复验10
4.2.1、拉伸试验10
4.2.2、钢板复验及焊接工艺试板弯曲试验。
13
4.2.3、冲击力学性能15
4.2.4、硬度试验试件取样制作19
4.2.5、宏观断面腐蚀试验的20
1、概述
1.1、本工艺流程主要针对钢桥制造中主要原材料的复验(含材料的取样、试样加工、试验操作过程),
1.2、材料复验规定符合《铁路钢桥制造规范》TB10212-2009和《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000均规定:
1.2.1、钢材应按同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态,每10个炉(批)号复验一组试件,且每批不超过60吨,超过后增加复验。
1.2.2、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001规定:
对属于下列情况之一的钢材,应进行抽样复验,其复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。
1.2.3、设计有复验要求的钢材。
2.4、对质量有疑义的钢材。
检查数量:
全数检查。
1.2.5、焊丝及焊剂也需要进行化学成分和溶敷金属力学性能试验。
2、材料复验及焊接工艺评定流程图
3、钢板复验及焊接接头的取样位置及力学性能要求
3.1钢板复验及工艺评定焊接接头的类型及数量。
钢板复验及焊接接头的试件取样加工用只能用锯床、车床、铣床根据铁标GB/T10212-2009相关要求
名称
来料形式
试验项目
化学成分
力学性能
数量
方法
材料复验
(Q345/Q420/Q345q/Q420q)、焊丝、焊剂、型钢、剪力钉
成分检测
拉伸
1
钢板按GB714和1591执行,焊丝等按相应材料标准执行
弯曲
1
冲击
3
工艺评定
对接试件
-
板拉
1
(GB/T2649-2654)执行
焊接金属拉伸
1
接头恻弯
1
低温冲击
6
硬度
1
宏观断面腐蚀试验
1
溶透角接试件
-
焊接金属拉伸
1
低温冲击
6
硬度
1
宏观断面腐蚀试验
1
T接头试件
-
焊接金属拉伸
1
硬度
1
宏观断面腐蚀试验
剪力钉焊接试件
-
接头恻弯
1
共2组,每组3个剪力钉
焊接金属拉伸
1
宏观断面腐蚀试验
1
3.1.1、材料复验试件取样标注:
下发联系单时,注明需取样钢板的材质,外形尺寸,标明取样位置、取样件数。
钢板取样后需在已取好的试件上标注原钢板的轧制方向、炉批号、材质、厚度、及取样试件的尺寸,列出取样清单,方便试件送样复验。
3.1.2、工艺评定试板按相应的尺寸取样。
a、对接接头试板每组2件,每件尺寸长度为600mm,宽度为150mm。
b、溶透角接头和T接头试板每组2件,母板尺寸长度为为350mm,宽度为350mm;焊接板尺寸长度为为350mm,宽度为150mm.
c、剪力钉数量6套(磁环可是当增加),母板尺寸长度为为300mm,宽度为300mm.
3.1.3、材料复验试板标注
3.1.3、工艺评定试板的标注
工艺评定试板标注完后,将各组配对背对组合(标有字体的一侧向外,用马板点焊固定。
(注意不能点焊开坡口面)方便运输及焊接时快速查找配对焊接。
材料复验和工艺评定的机加试件完成后分别装入试件袋做好标示。
3.1.4、焊丝主要用材料件下表
3.2、材料复验型钢取样
材料复验型钢取样位置(化学成分、力学性能)取样尺寸与钢板复验的取样尺寸相同。
3.3、钢板复验的取样位置。
3.4、工艺评定用焊接接头的取样
钢板尺寸及各试件类型取样位置
4、试样的加工及化学成分、力学性能
4.1、钢板的化学成分复验
4.1.1、钢板的化学成分表只要列举低合金高强度钢Q345/Q420(GB/T1591-2008)和桥梁用结构钢Q345q/Q420q(GB/T714-2008)。
牌号
质量等级
化学成分(质量分数)/%
C
Si
Mn
P
S
Nb
V
Ti
Cr
Ni
Cu
N
Mo
B
Als
不大于
不小于
Q345
A
≤0.20
≤0.50
≤1.70
0.035
0.035
0.07
0.15
0.20
0.30
0.50
0.30
0.012
0.10
-
-
B
0.035
0.035
C
0.030
0.030
0.015
D
≤0.18
0.030
0.025
E
0.025
0.020
Q420
A
≤0.20
≤0.50
≤1.70
0.035
0.035
0.07
0.02
0.20
0.30
0.80
0.30
0.015
0.20
-
-
B
0.035
0.035
C
0.030
0.030
0.015
D
0.030
0.025
E
0.025
0.020
Q345q
C
≤0.20
≤0.55
0.9~1.7
0.030
0.025
0.06
0.08
0.03
0.08
0.50
0.55
0.200
-
0.012
0.015
D
≤0.18
0.025
0.020
E
0.020
0.010
Q420q
C
≤0.17
≤0.17
1~1.7
0.030
0.030
0.06
0.08
0.03
0.08
0.70
0.55
0.350
0.004
0.012
0.015
D
0.030
0.025
E
0.025
0.020
4.1.2、当桥梁钢板提及Z想性能时
4.1.3、钢板的化学成分允许偏差(GB222-2006)
元素
规定化学成分范围/%
允许偏差/%
上偏差
下偏差
C
≤0.25
0.02
0.02
>0.25~0.55
0.03
0.03
>0.55
0.04
0.04
Si
≤0.37
0.03
0.03
>0.37
0.05
0.05
Mn
≤0.8
0.03
0.03
>0.8~1.7
0.06
0.06
P
≤0.06
0.005
-
>0.06~0.15
0.02
0.01
S
≤0.05
0.005
-
>0.05~0.35
0.01
0.01
Nb
0.015~0.06
0.005
0.005
V
≤0.2
0.02
0.01
Ti
≤0.2
0.02
0.01
Cr
≤1.5
0.05
0.05
Ni
≤1
0.05
0.05
Cu
≤0.55
0.05
0.05
N
0.01~0.02
0.05
0.05
Mo
-
-
-
B
-
-
-
Als
≤0.015
0.003
0.003
化学成分的判定:
规定被检元素的试验值符合其对应标准规定范围(应考虑成品化学成分允许偏差)。
如试验结果不合格,允许再双倍取样复验,即从同一批钢材上再取2组试样试验。
4.2、钢板及焊接工艺试板的力学性能复验
4.2.1、拉伸试验
4.2.1.1、焊缝拉伸接头形式的试件取样制作
4.2.1.2、拉伸试验力学性能(GB/T1591-2008、GB/T714-2008)
牌号
质量等级
拉伸试验a,b,c
断后伸长率(A)/%
厚度(mm)下屈服强度(ReL)/Mpa
厚度(mm)下屈服强度(Rm)/Mpa
厚度(mm)
≤16
>
16~40
>
40~63
>63~80
>80~100
≤16
>16~40
>
40~63
>63~80
>
80~100
≤40
>
40~63
>
63~100
Q345
A
≥345
≥335
≥325
≥315
≥305
470~630
470~630
470~630
470~630
470~630
≥20
≥19
≥19
B
C
≥21
≥20
≥20
D
E
Q420
A
≥420
≥400
≥380
≥360
≥360
520~680
520~680
520~680
520~680
520~680
≥19
≥18
≥18
B
C
D
E
a、当屈服不明显时,可测量Rp0.2代替下屈服强度。
b、宽度不小于600mm扁平材,拉伸试验取横向试样,宽度小于600mm的扁平材、型材及棒材取纵向试样,断后伸长率最小值相应提高1%(绝对值)。
c、厚度>250mm~400mm的数值适用于扁平材。
牌号
质量等级
拉伸试验a,b
断后伸长率
(A)/%
备注
厚度(mm)下屈服强度(ReL)/Mpa
厚度(mm)下屈服强度(Rm)/Mpa
≤50
>50~100
-
-
1)当屈服不明显时,可测量Rp0.2替下屈服强度。
2)钢板取横向试样,型钢取纵向试样。
4)厚度不大于16mm的钢材,断后伸长率提高1%。
Q345q
C
≥345
≥335
≥490
≥26
D
E
Q420q
C
≥420
≥410
≥540
≥19
D
E
说明:
拉伸分为试板拉伸和焊缝金属拉伸。
试板拉伸为板面常温拉伸,断裂部和特性为断于母材;焊缝金属拉伸为试棒常温拉伸。
4.2.1.3、Z向性能的拉伸断面收缩率(GB/T5313-2010)
4.2.1.4、剪力钉的拉伸试验
剪力钉拉伸断裂部位在焊缝部位拉伸载荷符合GB/T10433规定,断裂部和特性断于焊缝和热影响区外。
拉伸试验为3个剪力钉1组,若出现2剪力钉个不合格,视为不合格;出现1个不合格,加倍补做试验,加倍补做全部合格视为合格。
4.2.1.5、拉伸试验的结果评定:
钢板材料复验试验值均符合相关标准的规定值(或规定范围)。
工艺评定拉伸试验结果值不低于母材标准值视为合格,如试验结果不合格,允许再双倍取样复验,即从同件上再取试样做试验。
4.2.2、钢板复验及焊接工艺试板弯曲试验。
4.2.2.1、弯曲试件的取样制作
接头厚度<40mm时,试件厚度等于母材厚度,试件宽度≥试件厚度的1.5倍。
接头厚度≥40mm时,分层取样代替全厚度试样,试样宽度为20mm~40mm.
4.2.2.2、弯曲试验力学性能(GB/T1591-2008、GB/T714-2008)
牌号
质量等级
试验方向
180度弯曲试验
钢板厚度(mm)
≤16
>16~100
Q345
A
宽度不小于600mm扁平材,拉伸试验取横向试样,宽度小于600mm的扁平材、型材及棒材取纵向试样[d=弯心直径,a=试样厚度(直径)]
2a
3a
B
C
D
E
Q420
A
B
C
D
E
牌号
质量等级
试验方向
180度弯曲试验
钢板厚度(mm)
≤16
>16
Q345q
C
[d=弯心直径,a=试样厚度(直径)]
2a
3a
D
E
Q420q
C
D
E
说明:
试验温度为18~28度。
钢板材料复验弯曲试验没有恻弯、背弯,工艺评定弯曲根据要求情况作恻弯、背弯试验。
根据GB/T10212-2009要求对接接头只做恻弯试验。
4.2.2.3、剪力钉的弯曲试验
采用锤击剪力钉的方法,弯曲角度为30度。
焊角未出现肉眼可见裂缝视为合格。
弯曲试验为3个剪力钉1组,若出现2剪力钉个不合格,视为不合格;出现1个不合格,加倍补做试验,加倍补做全部合格视为合格。
4.2.2.4、验结果判定:
工艺评定试样受拉面的裂纹纵长度捕大于试样宽度15%,且单个裂纹试件表面上小于3mm的缺陷判定合格,如试验结果不合格,允许再双倍取样复验,即从同件上再取试样做试验。
4.2.3、冲击力学性能
4.2.3.1、冲击试板取样制作
4.2.3.2冲击力学性能(GB/T1591-2008、GB/T714-2008)
牌号
质量等级
试验温度
冲击吸收能量(KV2)a/J
备注
公称厚度(mm)
12~150
Q345
B
20
≥34
冲击试验取纵向试样
C
0
D
-20
E
40
Q420
B
20
≥34
C
0
D
-20
E
40
牌号
质量等级
试验温度
冲击吸收能量(KV2)a/J
备注
Q345q
C
0
≥47
冲击试验取纵向试样
D
-20
E
40
Q420q
C
0
≥47
D
-20
E
40
4.2.3.3、冲击试验一般做一组3个夏比V型(或U型)缺口试件,其试验结果评定标准为:
一组3个试样冲击功的平均值不低于规定值,允许其中有1个试样的单值低于规定值,但不得低于规定值的70%。
如试验结果不符合上述评定标准,但其试验值符合下述要求:
低于规定值的试样不超过2个,而且低于规定值70%的试样不超过1个。
即允许从同一批钢材上再取一组3个试样进行试验。
冲击试验不合格试样复验结果的评定标准:
前后两组6个试样的平均值应不低于规定值,低于规定值的试样不应超过2个,低于规定值70%的试样不应超过1个。
上述结果评定标准是针对标准试样,即10mmx10mmX55mm。
(厚度不小于6mm或直径不小于12mm钢材),当采用非标试样10mmx7.5mmx55mm或10mmx5mmx55mm小尺寸试样做冲击试验时(钢材不能取标准样时),其结果按分别不小于规定值的75%或50%执行。
4.2.4、硬度试验试件取样制作
试验结果判定:
硬度值不大于HV350,视为合格。
4.2.5、宏观断面腐蚀试验的
4.2.5.1、试件取样
可用剪、锯、切割等方法试样加工时,必须除去由取样造成的变形和热影响区以及裂缝等加工缺陷.试面不得有油污和加工伤痕,必要时应预先清除.试面距切割面的参考尺寸为
a、热切时不小于20mm,
b、冷切时不小于10mm,
c、烧割时不小于40mm.
4.2.5.2、试样制作
横向试样的厚度一般为20..,试面应垂直钢材(坯)的延伸方向纵向试样的长度一般为边长或直径的」.5倍,试面一般应通过钢材(坯)的纵轴,试面最后一次的加工方向应垂直于钢材(坯)的延伸方向.钢板试面的尺寸一般长为250mm,宽为板厚。
4.2.5.3、试验方法有:
热酸侵蚀法、冷酸侵蚀法、电腐蚀法。
4.2.5.4、符合规定:
单道焊缝的成型系数为1.3~2.0.