Le Q345 est un type d'acier. Il s'agit d'un acier faiblement allié (C < 0,2 %), largement utilisé dans la construction, les ponts, les véhicules, les navires, les appareils sous pression, etc. Le « Q » représente la limite d'élasticité de ce matériau, et « 345 » indique sa valeur d'élasticité, qui est d'environ 345 MPa. La valeur d'élasticité diminue à mesure que l'épaisseur du matériau augmente.
Le Q345 a de bonnes propriétés mécaniques globales, des performances acceptables à basse température-, ainsi qu'une bonne plasticité et soudabilité. Il est utilisé pour les récipients à moyenne et basse pression-, les réservoirs de pétrole, les véhicules, les grues, les machines minières, les centrales électriques, les ponts et autres structures soumises à des charges dynamiques, ainsi que pour les pièces mécaniques, les structures de bâtiment et les composants structurels métalliques en général. Il est utilisé dans des conditions laminées à chaud ou normalisées et peut être utilisé dans diverses structures dans des régions froides inférieures à -40 degrés.
Classification de qualité d'image
Le Q345 est classé en quatre grades : Q345A, Q345B, Q345C, Q345D et Q345E. La principale différence entre eux est leur température d’impact.
Qualité Q345A : aucun test d'impact ;
Qualité Q345B : test d'impact à 20 degrés (température normale) ;
Qualité Q345C : test d'impact à 0 degré ;
Qualité Q345D : test d'impact à -20 degrés ;
Qualité Q345E : test d'impact à -40 degrés.
Les valeurs d'impact varient en fonction de la température d'impact.
Composition chimique de l'image
Q345A : C inférieur ou égal à 0,20, Mn inférieur ou égal à 1,7, Si inférieur ou égal à 0,55, P inférieur ou égal à 0,045, S inférieur ou égal à 0,045, V 0,02 ~ 0,15 ;
Q345B : C inférieur ou égal à 0,20, Mn inférieur ou égal à 1,7, Si inférieur ou égal à 0,55, P inférieur ou égal à 0,040, S inférieur ou égal à 0,040, V 0,02 ~ 0,15 ;
Q345C : C inférieur ou égal à 0,20, Mn inférieur ou égal à 1,7, Si inférieur ou égal à 0,55, P inférieur ou égal à 0,035, S inférieur ou égal à 0,035, V 0,02 ~ 0,15, Al supérieur ou égal à 0,015 ;
Q345D : C inférieur ou égal à 0,20, Mn inférieur ou égal à 1,7, Si inférieur ou égal à 0,55, P inférieur ou égal à 0,030, S inférieur ou égal à 0,030, V 0,02 ~ 0,15, Al supérieur ou égal à 0,015 ;
Q345E : C inférieur ou égal à 0,20, Mn inférieur ou égal à 1,7, Si inférieur ou égal à 0,55, P inférieur ou égal à 0,025, S inférieur ou égal à 0,025, V 0,02 ~ 0,15, Al supérieur ou égal à 0,015 ;
Comparaison d'images avec 16Mn
L'acier Q345 remplace plusieurs nuances d'acier plus anciennes, notamment l'acier 12MnV, 14MnNb, 18Nb, 16MnRE et 16Mn, et pas seulement l'acier 16Mn. La composition chimique du 16Mn et du Q345 est également différente.
Plus important encore, les dimensions de regroupement d'épaisseur des deux aciers en fonction de leur limite d'élasticité diffèrent considérablement, ce qui entraînera inévitablement des modifications de la contrainte admissible des matériaux de certaines épaisseurs. Par conséquent, il est inapproprié d’appliquer simplement la contrainte admissible de l’acier 16Mn à l’acier Q345 ; la contrainte admissible doit être redéterminée-en fonction des nouvelles dimensions de regroupement d'épaisseur d'acier. Le rapport des composants principaux de l'acier Q345 est fondamentalement le même que celui de l'acier 16Mn, la différence étant l'ajout d'éléments d'alliage traces V, Ti et Nb. Ces petites quantités de V, Ti et Nb affinent la structure des grains, améliorant considérablement la ténacité de l'acier et ses propriétés mécaniques globales.
Cela permet également de produire des tôles d'acier plus épaisses. Par conséquent, les propriétés mécaniques globales de l'acier Q345 devraient être supérieures à celles de l'acier 16Mn, en particulier ses performances à basse température -, qui manquent à l'acier 16Mn. La contrainte admissible de l'acier Q345 est légèrement supérieure à celle de l'acier 16Mn.
Image
Comparaison des performances des images
Propriétés mécaniques du tuyau d'acier sans soudure Q345D :
Résistance à la traction : 490-675 Nm ; Limite d'élasticité : supérieure ou égale à 345 Nm ; Allongement : Supérieur ou égal à 22%
Propriétés mécaniques du tuyau d'acier sans soudure Q345B :
Résistance à la traction : 490-675 Nm ; Limite d'élasticité : supérieure ou égale à 345 Nm ; Allongement : Supérieur ou égal à 21%
Propriétés mécaniques du tuyau d'acier sans soudure Q345A :
Résistance à la traction : 490-675 Nm ; Limite d'élasticité : supérieure ou égale à 345 Nm ; Allongement : Supérieur ou égal à 21%
Propriétés mécaniques du tuyau d'acier sans soudure Q345C :
Résistance à la traction : 490-675 Nm ; Limite d'élasticité : supérieure ou égale à 345 Nm ; Allongement : Supérieur ou égal à 22%
Propriétés mécaniques du tuyau d'acier sans soudure Q345E :
Résistance à la traction : 490-675 Nm ; Limite d'élasticité : supérieure ou égale à 345 Nm ; Allongement : Supérieur ou égal à 22%
Série de produits d'images
Comparaison de l'acier Q345D avec les aciers Q345A, B et C. La température du test d'énergie d'impact à basse température-est basse. Il a de bonnes performances. La teneur en substances nocives P et S est inférieure à celle des Q345A, B et C.
Le prix du marché est supérieur à celui des Q345A, B et C.
Définition Q345d : ① Il se compose de Q + numéro + symbole de qualité + symbole de méthode de désoxydation. Sa nuance d'acier est préfixée par « Q », représentant la limite d'élasticité de l'acier. Le nombre suivant indique la valeur de la limite d'élasticité en MPa. Par exemple, Q235 représente l'acier de construction au carbone avec une limite d'élasticité (σs) de 235 MPa.
② Si nécessaire, des symboles indiquant la qualité et la méthode de désoxydation peuvent être ajoutés après la nuance d'acier. Les symboles de qualité sont A, B, C et D.
Symboles de la méthode de désoxydation : F indique l'acier cerclé ; b indique de l'acier semi-calmé ; Z indique l'acier tué ; TZ indique un acier spécial tué. L'acier tué ne peut pas avoir de symbole, c'est-à-dire que Z et TZ peuvent être omis. Par exemple, Q235-AF indique un acier cerclé de qualité A.
③ L'acier au carbone destiné à des usages spéciaux, tels que l'acier pour ponts et l'acier marin, adopte essentiellement la méthode de désignation de l'acier de construction au carbone, mais avec une lettre supplémentaire indiquant l'application ajoutée à la fin de la nuance d'acier.
Q345 (acier faiblement allié à haute résistance) - Extrait de documents en ligne
Image : Présentation du matériau
1. La composition chimique du Q345 est présentée dans le tableau ci-dessous (%) :
Élément
C Inférieur ou égal à
Mn
Si Inférieur ou égal à
P Inférieur ou égal à
S Inférieur ou égal à
Al Supérieur ou égal à
V
Nb
Ti
Contenu
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
2. Les propriétés mécaniques du Q345C sont présentées dans le tableau ci-dessous (%) :
Indice de propriété mécanique
Allongement (%)
Température d'essai 0 degré
Résistance à la traction MPa
Limite d'élasticité MPa Supérieur ou égal à
Valeur
δ5 Supérieur ou égal à 22
J Supérieur ou égal à 34
σb (470-650)
σs (324-259)
Lorsque l'épaisseur de la paroi est comprise entre 16 et 35 mm, σs est supérieur ou égal à 325 Mpa ; où l'épaisseur de paroi est comprise entre 2. Caractéristiques de soudage de l'acier Q345
2.1 Calcul de l'équivalent carbone (Ceq)
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
Ceq=0.49 % calculé, supérieur à 0,45 %, indiquant que la soudabilité de l'acier Q345 n'est pas très bonne et que des mesures de processus strictes doivent être formulées pendant le soudage.
2.2 Problèmes courants lors du soudage de l'acier Q345
2.2.1 Tendance au durcissement de la zone affectée par la chaleur
Pendant le processus de refroidissement du soudage de l'acier Q345, la zone affectée thermiquement-est susceptible de former une structure trempée-martensite, ce qui augmente la dureté et diminue la plasticité à proximité de la soudure. Cela entraîne des fissures après-soudure.
2.2.2 Sensibilité à la fissuration à froid
Les principales fissures de soudage dans l'acier Q345 sont des fissures à froid.
Processus de construction par soudage
Préparation des rainures → Soudage par pointage → Préchauffage → Soudage du bord intérieur → Nettoyage de la racine arrière (gouging à l'arc au carbone) → Soudage du bord extérieur → Soudage du bord intérieur → Auto-Inspection/Inspection spéciale → Post-Traitement thermique de soudure → Tests non-destructifs (qualité de soudure de niveau 1 qualifiée)
Sélection des paramètres du processus de soudage
Sur la base de l'analyse de soudabilité de l'acier Q345, les mesures suivantes sont formulées :
1. Sélection des matériaux de soudage
En raison de la forte tendance de l'acier Q345 à se fissurer à froid, des matériaux de soudage à faible teneur en hydrogène{{1} doivent être sélectionnés. Compte tenu du principe selon lequel le joint soudé doit avoir une résistance égale à celle du métal de base, des électrodes de soudage de type E5015 (J507) sont sélectionnées.
La composition chimique est indiquée dans le tableau ci-dessous (%) :
Éléments
C
Mn
If
S
P
Cr
Mo
V
Ti
Contenu
0.071
1.11
0.53
0.009
0.016
0.02
0.01
0.01
0.01
Les propriétés mécaniques sont indiquées dans le tableau ci-dessous :
Indicateurs de propriétés mécaniques
σb (MPa)
σs (MPa)
δ5 (%)
Ψ (%)
AkvJ-30 degré
Valeur
440
540
31
79
164 114 76
(La résistance à la traction doit être supérieure à la limite d'élasticité)
2. Type de biseau : (Fourniture selon plans et équipements)
3. Méthode de soudage : Soudage à l’arc manuel (D).
4. Courant de soudage : pour éviter une microstructure de soudure grossière et une résistance aux chocs réduite, des paramètres de soudage-à petite échelle doivent être utilisés. Les mesures spécifiques incluent : l'utilisation d'électrodes de petit-diamètre, de cordons de soudure étroits, de fines couches de soudure et d'un processus de soudage multi-couches et multi-passes (séquence de soudage illustrée à la figure 1). La largeur du cordon de soudure ne doit pas dépasser trois fois la longueur de l'électrode et l'épaisseur de la couche de soudure ne doit pas dépasser 5 mm. Pour la première à la troisième couche, utilisez des électrodes Ф3.2 avec un courant de soudage de 100-130A ; pour les quatrième à sixième couches, utilisez des électrodes Ф4.0 avec un courant de soudage de 120-180A.
5. Preheating Temperature: Since the Ceq of Q345 steel is >0,45%, un préchauffage est nécessaire avant le soudage. Température de préchauffage T0=100-150Degré et température entre les passes Ti Inférieur ou égal à 400Degré.
6. Paramètres de traitement thermique après-soudage : pour réduire les contraintes de soudage résiduelles, diminuer la teneur en hydrogène dans la soudure et améliorer la microstructure et les propriétés de la soudure, un traitement thermique après-soudage est requis. La température de traitement thermique est de 600 à 640 degrés, le temps de maintien est de 2 heures (pour une épaisseur de plaque de 40 mm) et la vitesse de chauffage/refroidissement est de 125 degrés/h.
Séquence de soudage sur-site
1. Préchauffage avant le soudage
Avant de souder les plaques à brides, préchauffez-les pendant 30 minutes avant de commencer le soudage. Le préchauffage, la température entre les passes et le traitement thermique sont automatiquement contrôlés par une armoire de contrôle de la température de traitement thermique utilisant un four de chauffage à bande transporteuse infrarouge lointain. Un micro-ordinateur règle et enregistre automatiquement les courbes de chauffage et des thermocouples mesurent la température. Pendant le préchauffage, les points de mesure du thermocouple sont éloignés de 15 à 20 mm du bord biseauté.
2. Soudage
2.1 Pour éviter la déformation par soudage, chaque joint de colonne est soudé symétriquement par deux personnes, avec la direction de soudage du centre vers l'extérieur. Lors du soudage du bord intérieur (le biseau près de l'âme), la première à la troisième couche doit utiliser une opération à petite échelle-, car c'est la principale cause de déformation du soudage. Après avoir soudé la première à la troisième couche, la face arrière est nettoyée. Après le gougeage à l'arc au carbone, la soudure doit être rectifiée mécaniquement pour éliminer la carburation de surface, exposant ainsi l'éclat métallique et empêchant une carbonisation importante de la surface qui pourrait provoquer des fissures. La soudure extérieure doit être réalisée en un seul passage, la soudure intérieure restante étant réalisée en dernier.
2.2 Lors du soudage de la deuxième couche, la direction de soudage doit être opposée à celle de la première couche, et ainsi de suite. Chaque joint de soudure doit être décalé de 15 à 20 mm.
2.3 Le courant de soudage, la vitesse de soudage et le nombre de couches de soudure doivent être cohérents pour les deux soudeurs.
2.4 Le soudage doit commencer sur la plaque de départ de l'arc-et se terminer sur la plaque de fin de l'arc-. Après le soudage, coupez la soudure et meulez-la proprement.
3. Traitement thermique après-soudage : le joint de soudure doit être traité thermiquement-dans les 12 heures suivant son achèvement. Si le traitement thermique ne peut pas être effectué immédiatement, des mesures de conservation de la chaleur et de refroidissement lent doivent être prises. Pendant le traitement thermique, deux thermocouples doivent être utilisés pour la mesure de la température, les thermocouples étant soudés par points à l'intérieur et à l'extérieur du joint de soudure.
4. Inspection du soudage
Conformément aux exigences du *Code de construction et d'acceptation des structures en acier*, des tests par ultrasons ont été utilisés pour inspecter les joints de soudure, avec un taux d'inspection de 100 %.
Gestion technique sur-site
1. Des instructions détaillées sur les opérations de soudage ont été préparées.
2. Le contrôle total-du processus de soudage est au cœur de la garantie de la qualité.
Pendant le soudage de chaque joint de colonne, une personne désignée doit surveiller le processus de soudage. Si le soudeur ne suit pas les instructions d'utilisation, le soudage doit être arrêté immédiatement. Pendant le processus de soudage, le personnel de traitement thermique doit surveiller la température entre les passes tout au long ; si cela dépasse la norme, le soudeur doit être immédiatement averti pour arrêter le soudage.
3. Améliorer la sensibilisation à la qualité du personnel de construction est essentiel à la mise en œuvre du processus de soudage.
Avant la construction, une séance d'information complète a été organisée pour tout le personnel et des fiches de processus de construction ont été délivrées. Le briefing a expliqué en détail les caractéristiques du processus de soudage ainsi que la nécessité et les points clés d'un contrôle strict du processus de soudage sur-site.
Conclusion
Suite à cette mesure du processus de soudage, un total de 102 joints de soudure ont été soudés sur-site, et le premier-taux de rendement des tests non-destructifs a atteint 100 %. Vérifié par la construction réelle, ce processus de soudage fournit non seulement des conseils sur site pour le soudage de l'acier Q345, mais garantit également la qualité du soudage.
