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低合金管(如Q345、Q390、Q420等系列)的焊条焊接需重点关注防止冷裂纹、控制淬硬组织、保证接头强度,需遵循“焊条匹配、工艺控制、缺陷预防”三大核心原则,具体操作步骤及关键要点如下:
一、核心前提:焊条的正确选择(匹配是基础)
低合金管焊接的核心是“焊条强度/成分与管材匹配”,需根据管材的材质等级、屈服强度、焊接环境选择焊条,避免“强焊条焊弱管”或“弱焊条焊强管”导致接头失效:
低合金管材质 | 焊条型号(AWS 标准) | 焊条型号(GB 标准) | 适用场景 |
---|---|---|---|
Q345(16Mn) | E7018(低氢型) | E5015/E5016 | 大多数结构(常温、中厚壁),尤其重要承载件 |
Q345(薄壁 / 低温) | E7016(低氢钾型) | E5016 | 薄壁管、低温环境(-20℃以上),操作性优于 E5015 |
Q390(15MnV) | E8018-G | E5515-G | 高强度要求(屈服≥390MPa)的结构,如高压管道 |
Q420(15MnVN) | E8018-G/E9018-G | E5515-G/E6015-G | 超高强度管,需配合预热和后热 |
关键注意:
优先选择低氢型焊条(EXX15/EXX16/EXX18) ,因其含氢量低(≤8mL/100g),可有效避免“氢致冷裂纹”(低合金管焊接最常见缺陷);
严禁使用普通低碳钢焊条(如E4303,对应GB J422),否则接头强度不足,易开裂。
二、焊接前准备:避免缺陷的“前置保障”
1. 管材表面清理
焊接区域(坡口及两侧各20mm范围)必须彻底清除铁锈、油污、氧化皮、水分——这些杂质会导致气孔、夹渣,且水分会增加氢含量,诱发冷裂纹。
清理工具:角磨机(除锈)、丙酮/酒精(除油污)、钢丝刷(除残渣);
要求:清理后表面露出金属光泽,无可见杂质。
2. 坡口加工
根据管材壁厚选择坡口形式,保证焊透(低合金管未焊透易导致应力集中开裂):
壁厚≤6mm:可不开坡口(I型坡口),留1-2mm间隙直接对焊;
壁厚6-20mm:V型坡口(角度60°-70°,钝边1-2mm,间隙1-1.5mm);
壁厚>20mm:X型坡口(双面焊,减少变形,保证焊透)。
坡口加工需用等离子切割或机械加工,避免气割后残留的淬硬层(需用角磨机打磨掉)。