q345d热扩无缝钢管的焊接工艺

一、材料介绍 

1. q345d热扩无缝钢管化学成分如下表（%）： 

元素 C≤ Mn Si≤ P≤ S≤ Al≥ V Nb Ti 

含量 0.2 1.0-1.6 0.55 0.035 0.035 0.015 0.02-0.15 0.015-0.06 0.02-0.2 

q345d热扩无缝钢管C力学性能如下表（%）： 

机械性能指标 伸长率（%） 试验温度0℃ 抗拉强度MPa 屈服点MPa≥ 

数值 δ5≥22 J≥34 σb（470-650） σs（324-259） 

其中壁厚介于16-35mm时，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm时，σs≥295Mpa 

2. q345d热扩无缝钢管钢的焊接特点 

2.1 碳当量(Ceq)的计算 

Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5 

计算Ceq=0.49%，大于0.45%，可见q345d热扩无缝钢管钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。 

2.2 q345d热扩无缝钢管钢在焊接时易出现的问题 

2.2.1 热影响区的淬硬倾向 

q345d热扩无缝钢管钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。 

2.2.2 冷裂纹敏感性 

q345d热扩无缝钢管钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。 

二、焊接施工流程 

坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根（碳弧气刨）→外口施焊 →里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验（焊缝质量一级合格） 

三、焊接工艺参数的选择 

通过对q345d热扩无缝钢管钢的焊接性分析，制定措施如下： 

1. 焊接材料的选用 

由于q345d热扩无缝钢管钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用E5015 （J507）型电焊条。 

化学成分见下表（%）： 

元素 C Mn Si S P Cr Mo V Ti 

含量 0.071 1.11 0.53 0.009 0.016 0.02 0.01 0.01 0.01 

力学性能见下表： 

机械性能指标 σb（Mpa） σs（Mpa） δ5（%） Ψ（%） AkvJ-30℃ 

数值 440 540 31 79 164 114 76 

2. 坡口形式：（根据图纸和设备供货） 

3. 焊接方法：采用手工电弧焊（D）。 

4. 焊接电流：为了避免焊缝组织粗大，造成冲击韧性下降，必须采用小规范焊接。具体措施为：选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺（焊接顺序如图一所示）。焊道的宽度不大于焊条的3倍，焊层厚度不大于5mm。第一层至第三层采用Ф3.2电焊条，焊接电流100-130A；第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条，焊接电流120-180A。 

5. 预热温度：由于q345d热扩无缝钢管钢的Ceq＞0.45%，在焊接前应进行预热，预热温度T0=100-150℃，层间温度Ti≤400℃。 

6. 焊后热处理参数：为了降低焊接残余应力，减小焊缝中的氢含量，改善焊缝的金属组织和性能，在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为：600-640℃，恒温时间为2小时（板厚40mm时），升降温速度为125℃/h 。