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【摘 要】进入21世纪以来，随着我国经济的迅速发展，电力需求也不断增长，电力事业进入了黄金发展时期，然而2008年我国南方发生的特大冰灾为输电线路铁塔提出了更高的要求。为了提高输电铁塔尤其是特高压输电铁塔的强度、减轻塔重、增加其承载能力、节约耗材、延长塔的使用寿命、提高经济效益，需要在制造铁塔的过程中采用低合金高强度钢材，如Q420、Q460、ASMT A572 GR65等钢材。本文主要就Q420、Q460、ASMT A572 GR65等高强钢的焊接技术进行了分析。
【关键词】高强钢；Q420；Q460；ASMT A572 GR65；焊接
一、Q420高强钢焊接技术
（一）焊接方法及焊接仪器的选择
依据电网铁塔生产厂家所提出的设备相关情况与实际的加工条件来看，焊接方法就是采用半自动混合气体（80%Ar2+20%CO2）保护焊（GMAW），每一种器件可以按照焊接的空间结构分成横焊、立焊、平焊等方式。利用一般常见的NBC-350型CO2气体保护焊焊机，用来对试验的电源、试验、检测、检验设备以及仪表、仪器均由国家质检相关技术部分进行合格认证的。相关的焊接人员技术成熟、试样、试件、持证上岗人员均需具备国家质监等部门的相关认证。
（二）坡口形式的选择
结合Q420高强钢焊接结构设计的实际情况，选用对接接头和全焊透的T形接头，焊件坡口形式及组对尺寸如图1所示，图中a1=（45±1）°，a2=（60±1）°，b=0～4mm，p=0～3mm，t=12（16）mm，H1=2/3（t～p）mm，H2=1/3（t～p）mm。
（三）焊前预热
Q420高强钢在室温下焊接具有良好的焊接性，该次Q420高强钢焊接环境温度为15℃，焊前不需要预热。如果在0℃下施焊，则需要预热150℃。
（四）焊接工艺参数
由于Q420高强钢用于电网铁塔的焊接结构，焊接接头的应力较高。因此在焊接时选用多层多道焊，避免过大的焊接热输入量，降低焊接应力，提高焊接接头的韧性。焊丝为12mm，焊剂或保护气体为80%Ar2+20%CO2，保护气体流量为18～20L/min，Q420高强钢焊接工艺参数如表1所示：
二、Q460高强钢焊接技术
（一）焊接材料的选用
选用焊接材料时应按图2所示的原则进行，结合性能与使用性能是选用焊材的决定因素。对焊缝的力学性能要求，抗拉强度就是由结合性能与使用性能决定的。同时，考虑等强度的原则，选择H08MnMoA焊丝，H08MnMoA焊丝成分如表2所示：
（二）焊接工艺参数
在点焊的时候适合选用E55 15碱性焊条，这种焊条的熔敷金属抗拉强度的最小值是550MPa，适合全部焊接时所用，它以低氢钠型的药皮，利用直流反接焊接。使用此种焊条，不但可以脱氧完全、合金过渡比较容易，而且可以最大程度的降低焊接縫隙之中的氧、氢、硫；焊接缝隙之中的抗裂性和力学性能都比酸性的焊条强的多，焊接的时候适合使用短弧焊。焊接的设备宜用OTC500-CO2气体保护焊机。它所使用的是CO2气体保护焊的焊接方法，这种焊接的优点主要有无熔渣、熔池能见度高、效率相当之高、热量非常集中、热影响区域狭窄、不易变形、焊头具有含氢量低等特性。焊接工艺参数（三）焊接工艺要求
（1）输电铁塔除在挂线结构、火曲包钢结构、塔脚结构和十字型节点板处需焊接连接外，其他连接均可用高强螺栓连接。焊缝设计可按照我国《钢结构设计规范》方法进行计算；（2）点装。在此之前，一定要将坡口及其周围50毫米之内的锈物、油污、水渍等清理干净，直到露出金属光泽为止；（3）正确的焊接顺序尤为重要，这也是防止焊接容易变形的必要条件，在焊接之时，首先要对四周主筋板进行焊接，接下来再对其他的隔板和筋板进行焊接；再者需要坚持先纵焊缝后横焊缝的原则，以及先里后外的原则；要适当的使用对称交错法进行焊接，这样可以加固器件，并且防止其变形；（4）注意环境的温度适宜，当环境的温度达到5℃的时候，在焊接Q460钢板的时候，切记不可对其进行预热。相反当温度在5℃以下的时候，就需要对Q460钢板加热到100℃～150℃左右，并且当焊接完成之后，需要用石棉布加以埋藏，这样做的目的主要就是防止冷却过快，出现裂纹，影响焊接效果，在焊接20毫米及其以上厚度的器件时，需要使用多层多道的焊接方法，一般常见的为三层三道法，这时候的温度不可低于100℃，并且在焊接之后需要放到500℃～560℃的火中进行回火，这样也是为了防止产生裂纹。在焊接的整个过程之中，最好的方法就是两个人采用对称焊接法同时进行。适当轮流进行，这样就避免了器件降温后又需要预热的问题。
三、ASMT A572 GR65高强钢焊接技术
（一）焊接材料选用
ASMT A572 GR65钢是高强度用钢，焊接材料的选用应保证焊缝的强度、韧性和塑性等性能。焊缝强度过高将导致焊缝韧性、塑性及抗裂性能的降低。根据等强匹配的原则，ASMT A572 GR65钢焊接时CO2气体保护焊选用ER60～G1.2焊丝，手工焊选用E6015～G3.2焊条。ASMT A572 GR65/Q345异种钢焊接时，采用CO2气体保护焊，选用ER50～6 1.2焊丝，混合气体比例为Ar：CO2=85%：15%。
（二）预定焊接工艺
（1） 坡口准备。我们知道梁管与柱管强度要求是比较高的，坡口的制作需要采取数控等离子切割机进行，利用一些电动工具对毛刺、油污、水、锈物进行清理，达到可以看到金属颜色为止，范围在20～30mm之间；（2）装配定位焊的要求。为了防止焊接处开裂，我们在选择定位焊的焊接材料的时候，应当选择与所焊接的材料类型相同。所装配的定位焊缝长度不可小于50毫米。定位焊的顺序要做到以最大之束力为主。所焊接的工件可以存在适当的变形，但是其焊缝应当保持匀称。还有就是定位焊接的电流一般要稍比正常焊接的时候大一点；（3）导电嘴与工件之间的距离。为了达到高质量的焊接效果，我们还需要对焊丝的长度进行控制，一般情况下，焊丝的长度应当保持在15～25毫米，如果焊丝太短，则比较容易导致飞溅的残物阻塞喷嘴或烧坏电弧的导电嘴，相反，焊丝太长，则会污染大气，残物飞溅太多，并且焊接电弧也会受到空气中风的影响。造成气孔变多。
（三）焊接工艺参数
气体的流量对于我们的焊接质量也存在一定的一些，如果流量过大，则会产生漩涡。保护的效果就会变差。应当在焊接的同时控制好堆焊速率，速率太快可能会引发气孔缺陷等，反之，则导致效率太低，焊缝处所聚集的热量大、温度高，对焊接的器件表明平整有一定的影响，会造成很多粗大的金属颗粒，并且也不利于成型。以直缝钢管对接焊缝CO2气体保护焊为例，尺寸如图3所示，焊接工艺参
结束语
随着我国冶金工艺的发展，对一些生产条件好、技术水平高、生产能力强的钢铁企业来说，生产高强度、高质量的钢材已经不再是难事，这就为低合金高强钢在我国输电线路铁塔的应用提供了坚实的保障。并且Q420、Q460、ASMT A572 GR65等高强钢合金含量相对较低、硬度高、强度大，将其应用于重要钢结构件如桥梁、电站、输电铁塔等不仅减轻了结构的整体重量，提高了使用寿命，还节省了材料用量创造了巨大的经济效益。
参考文献
[1]王迎军，王宝才，焦荣格，孙芳，何生贵，郝彦琴，苏召.电网铁塔用Q420钢焊接工艺研究[J].河北电力技术，2011，（03）：49～51.
[2]王辉.输电铁塔用新型Q460钢的焊接工艺[N].中国电力报，2012～04～11（007）.
[3]戴刚平，王淑红.ASTM A572 GR，65高强钢在变电所钢构架应用中的焊接技术研究[J].电力建设，2008，（02）：37～40.
[4]公永建，杜伟.SA516Gr，65钢使用国产焊材的焊接工艺[J].中国电力，2012，（08）：56～58.
[5]栗卓新，刘秀龙，李虹，李国栋.高强钢焊材及焊接性的国内外研究进展[J].新技术新工艺，2007，（05）：16～18.
[6]孔森，刘翠荣，牛兴海.高强钢焊接变形预防控制工艺[J].机械工程与自动化，2012，（04）：115～117.
【关键词】高强钢；Q420；Q460；ASMT A572 GR65；焊接
一、Q420高强钢焊接技术
（一）焊接方法及焊接仪器的选择
依据电网铁塔生产厂家所提出的设备相关情况与实际的加工条件来看，焊接方法就是采用半自动混合气体（80%Ar2+20%CO2）保护焊（GMAW），每一种器件可以按照焊接的空间结构分成横焊、立焊、平焊等方式。利用一般常见的NBC-350型CO2气体保护焊焊机，用来对试验的电源、试验、检测、检验设备以及仪表、仪器均由国家质检相关技术部分进行合格认证的。相关的焊接人员技术成熟、试样、试件、持证上岗人员均需具备国家质监等部门的相关认证。
（二）坡口形式的选择
结合Q420高强钢焊接结构设计的实际情况，选用对接接头和全焊透的T形接头，焊件坡口形式及组对尺寸如图1所示，图中a1=（45±1）°，a2=（60±1）°，b=0～4mm，p=0～3mm，t=12（16）mm，H1=2/3（t～p）mm，H2=1/3（t～p）mm。
（三）焊前预热
Q420高强钢在室温下焊接具有良好的焊接性，该次Q420高强钢焊接环境温度为15℃，焊前不需要预热。如果在0℃下施焊，则需要预热150℃。
（四）焊接工艺参数
由于Q420高强钢用于电网铁塔的焊接结构，焊接接头的应力较高。因此在焊接时选用多层多道焊，避免过大的焊接热输入量，降低焊接应力，提高焊接接头的韧性。焊丝为12mm，焊剂或保护气体为80%Ar2+20%CO2，保护气体流量为18～20L/min，Q420高强钢焊接工艺参数如表1所示：
二、Q460高强钢焊接技术
（一）焊接材料的选用
选用焊接材料时应按图2所示的原则进行，结合性能与使用性能是选用焊材的决定因素。对焊缝的力学性能要求，抗拉强度就是由结合性能与使用性能决定的。同时，考虑等强度的原则，选择H08MnMoA焊丝，H08MnMoA焊丝成分如表2所示：
（二）焊接工艺参数
在点焊的时候适合选用E55 15碱性焊条，这种焊条的熔敷金属抗拉强度的最小值是550MPa，适合全部焊接时所用，它以低氢钠型的药皮，利用直流反接焊接。使用此种焊条，不但可以脱氧完全、合金过渡比较容易，而且可以最大程度的降低焊接縫隙之中的氧、氢、硫；焊接缝隙之中的抗裂性和力学性能都比酸性的焊条强的多，焊接的时候适合使用短弧焊。焊接的设备宜用OTC500-CO2气体保护焊机。它所使用的是CO2气体保护焊的焊接方法，这种焊接的优点主要有无熔渣、熔池能见度高、效率相当之高、热量非常集中、热影响区域狭窄、不易变形、焊头具有含氢量低等特性。焊接工艺参数（三）焊接工艺要求
（1）输电铁塔除在挂线结构、火曲包钢结构、塔脚结构和十字型节点板处需焊接连接外，其他连接均可用高强螺栓连接。焊缝设计可按照我国《钢结构设计规范》方法进行计算；（2）点装。在此之前，一定要将坡口及其周围50毫米之内的锈物、油污、水渍等清理干净，直到露出金属光泽为止；（3）正确的焊接顺序尤为重要，这也是防止焊接容易变形的必要条件，在焊接之时，首先要对四周主筋板进行焊接，接下来再对其他的隔板和筋板进行焊接；再者需要坚持先纵焊缝后横焊缝的原则，以及先里后外的原则；要适当的使用对称交错法进行焊接，这样可以加固器件，并且防止其变形；（4）注意环境的温度适宜，当环境的温度达到5℃的时候，在焊接Q460钢板的时候，切记不可对其进行预热。相反当温度在5℃以下的时候，就需要对Q460钢板加热到100℃～150℃左右，并且当焊接完成之后，需要用石棉布加以埋藏，这样做的目的主要就是防止冷却过快，出现裂纹，影响焊接效果，在焊接20毫米及其以上厚度的器件时，需要使用多层多道的焊接方法，一般常见的为三层三道法，这时候的温度不可低于100℃，并且在焊接之后需要放到500℃～560℃的火中进行回火，这样也是为了防止产生裂纹。在焊接的整个过程之中，最好的方法就是两个人采用对称焊接法同时进行。适当轮流进行，这样就避免了器件降温后又需要预热的问题。
三、ASMT A572 GR65高强钢焊接技术
（一）焊接材料选用
ASMT A572 GR65钢是高强度用钢，焊接材料的选用应保证焊缝的强度、韧性和塑性等性能。焊缝强度过高将导致焊缝韧性、塑性及抗裂性能的降低。根据等强匹配的原则，ASMT A572 GR65钢焊接时CO2气体保护焊选用ER60～G1.2焊丝，手工焊选用E6015～G3.2焊条。ASMT A572 GR65/Q345异种钢焊接时，采用CO2气体保护焊，选用ER50～6 1.2焊丝，混合气体比例为Ar：CO2=85%：15%。
（二）预定焊接工艺
（1） 坡口准备。我们知道梁管与柱管强度要求是比较高的，坡口的制作需要采取数控等离子切割机进行，利用一些电动工具对毛刺、油污、水、锈物进行清理，达到可以看到金属颜色为止，范围在20～30mm之间；（2）装配定位焊的要求。为了防止焊接处开裂，我们在选择定位焊的焊接材料的时候，应当选择与所焊接的材料类型相同。所装配的定位焊缝长度不可小于50毫米。定位焊的顺序要做到以最大之束力为主。所焊接的工件可以存在适当的变形，但是其焊缝应当保持匀称。还有就是定位焊接的电流一般要稍比正常焊接的时候大一点；（3）导电嘴与工件之间的距离。为了达到高质量的焊接效果，我们还需要对焊丝的长度进行控制，一般情况下，焊丝的长度应当保持在15～25毫米，如果焊丝太短，则比较容易导致飞溅的残物阻塞喷嘴或烧坏电弧的导电嘴，相反，焊丝太长，则会污染大气，残物飞溅太多，并且焊接电弧也会受到空气中风的影响。造成气孔变多。
（三）焊接工艺参数
气体的流量对于我们的焊接质量也存在一定的一些，如果流量过大，则会产生漩涡。保护的效果就会变差。应当在焊接的同时控制好堆焊速率，速率太快可能会引发气孔缺陷等，反之，则导致效率太低，焊缝处所聚集的热量大、温度高，对焊接的器件表明平整有一定的影响，会造成很多粗大的金属颗粒，并且也不利于成型。以直缝钢管对接焊缝CO2气体保护焊为例，尺寸如图3所示，焊接工艺参
结束语
随着我国冶金工艺的发展，对一些生产条件好、技术水平高、生产能力强的钢铁企业来说，生产高强度、高质量的钢材已经不再是难事，这就为低合金高强钢在我国输电线路铁塔的应用提供了坚实的保障。并且Q420、Q460、ASMT A572 GR65等高强钢合金含量相对较低、硬度高、强度大，将其应用于重要钢结构件如桥梁、电站、输电铁塔等不仅减轻了结构的整体重量，提高了使用寿命，还节省了材料用量创造了巨大的经济效益。
参考文献
[1]王迎军，王宝才，焦荣格，孙芳，何生贵，郝彦琴，苏召.电网铁塔用Q420钢焊接工艺研究[J].河北电力技术，2011，（03）：49～51.
[2]王辉.输电铁塔用新型Q460钢的焊接工艺[N].中国电力报，2012～04～11（007）.
[3]戴刚平，王淑红.ASTM A572 GR，65高强钢在变电所钢构架应用中的焊接技术研究[J].电力建设，2008，（02）：37～40.
[4]公永建，杜伟.SA516Gr，65钢使用国产焊材的焊接工艺[J].中国电力，2012，（08）：56～58.
[5]栗卓新，刘秀龙，李虹，李国栋.高强钢焊材及焊接性的国内外研究进展[J].新技术新工艺，2007，（05）：16～18.
[6]孔森，刘翠荣，牛兴海.高强钢焊接变形预防控制工艺[J].机械工程与自动化，2012，（04）：115～117.