Q235A钢可以用来焊接钢结构吗?
这道题看上去不难,做结构设计的朋友可能有个概念,Q235A钢不能用于焊接结构,就连一些考试题目和研究生教材《钢结构设计原理》里的答案都是这样的。
但这个答案是不对的!现行国家标准并没有禁止在焊接结构中使用Q235A钢材。
《钢结构设计规范》或《钢结构设计标准》GB 50017从未禁止在焊接结构中使用Q235A。
现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017-2017仅规定焊接结构不宜采用Q235A钢。
已作废的《钢结构设计规范》GB 50017-2003规定,某些工作条件下的承重结构及焊接结构的构件不宜采用Q235沸腾钢,但并没有限制使用Q235A镇静钢。
唯一例外的是《钢结构设计标准》GB 50017的征求意见稿,其中明确规定焊接结构不宜采用Q235A。但此条最终未被采纳!这充分说明钢结构专家的主流意见是:在一定条件下,焊接结构可以采用Q235A!
所以说Q235A钢不能用于焊接结构的想法是错误的!
1 为什么有观点认为Q235A钢不能用于焊接结构?
《钢结构设计原理》中给出的理由是:Q235A钢的碳含量不属于交货状态,不符合焊接结构应有合格碳含量保证的要求,这也是主流观点。
但这个理由不成立!
《钢结构通用规范》GB 55006-2021规定焊接结构应有碳或碳当量的合格保证书。国家标准《碳素结构钢》GB/T 700-2006规定各A级钢的碳、锰、硅含量可以不作为交货状态,但也要求在质量证明书中注明含量。不作为交货状态通常理解为不保证含量,允许偏离国家规定的合格值。但不能就判定Q235A的碳含量不合格,或者没有碳或碳当量的合格保证书,否则GB 50017或GB 55006会直接禁止使用Q235A。
请注意钢结构设计原理答案,GB/T 700-2006 中的表述是“可不作为交货条件”,而不是前面原因中说的“不作为交货条件”。也就是说,如果你实力够强,可以要求生产厂家或供货商将 Q235A 的含碳量作为交货条件;即使你实力不够强,由于产品质量证明书上已经注明含碳量,所以你可以选择购买含碳量合格的产品。
例如下图中的Q235A钢,其碳和锰含量与Q235B没有区别。
2 Q235A的焊接性能真的很差吗?
还有观点认为,Q235A钢含碳量较高,焊接性能差,不能用于焊接结构。
但事实并非如此。
《钢结构焊接规范》GB 50661-2011将钢结构焊接难度分为A、B、C、D四个等级,对于Q235钢来说,主要通过钢的碳当量(CEV)来控制。
《碳素结构钢》GB/T 700-2006中的质量标准如下:
从化学成分来看,Q235A的碳、硫含量略大于Q235B,由于硫含量不影响焊接性,经需方同意,Q235B的碳含量也可按不大于0.22%供应,因此碳含量合格的Q235A产品的焊接难度与Q235B相差无几。
笔者计算得出Q235A碳含量为0.22%时CEV为0.45%;Q235B碳含量为0.2%时CEV为0.43%,焊接难度等级为B级(一般)。即使考虑国标允许的0.02%的偏差,Q235A、B的CEV也仅为0.48%、0.46%,属于C级(难焊接)。Q390以上钢材均在此级别以上,使用不受限制。
因此,只要控制好焊接质量,工作温度在0℃以上且不需要疲劳验证的焊接结构可以采用碳含量合格的Q235A。
3 Q235沸腾钢还能用吗?
现行的钢结构国家标准并没有明确禁止使用Q235沸腾钢。
《钢结构设计标准》GB 50017的征求意见稿也提出Q235钢应为镇静钢,但最终未获采纳!
《碳素结构钢》GB/T 700-2006规定,沸腾钢成品及钢坯的化学成分偏差不保证。也就是说,不管化学成分偏差多离谱,只要力学性能符合要求,产品就是合格的!
不过,您仍然可以根据质量证明书选择合适的产品,这就是为什么没有明确禁止使用Q235沸腾钢的原因。
事实上,沸腾钢的生产成本比平静钢要高,而且质量要差很多钢结构设计原理答案,大钢厂早就停产了,小钢厂的生产线也早该被市场淘汰了,沸腾钢已经被市场淘汰了。
4。结论
在一定条件下,焊接结构可以采用Q235A钢;沸腾钢已被淘汰出市场。
除了钢结构之外,在焊接构件中Q235A的应用场景也非常多。比如《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091-2015中就收录了Q235A,我们使用的给排水钢管通常都是此类焊接钢管。《压力管道规范工业管道第2部分:材料》GB/T 20801.2-2020中也允许使用Q235A镇静钢。
对了,还要提醒大家,无缝钢管里是没有Q235钢的,设计的时候千万不要犯错误。
虽然Q235A钢材并没有被法规完全禁止,但是由于其应用场景有限,生产成本也相差无几,注定会被市场淘汰。目前市场上Q235A产品已经很少见,大部分焊接钢管都是采用Q235B,因此工程设计上没必要刻意使用Q235A。