專利名稱：一種用于高強度橋梁鋼厚板k型接頭氣保焊接方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種高強度橋梁鋼氣保焊焊接方法，尤其適用于抗拉強度Rm570 650MPa級 別低合金高強度橋梁鋼制造大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的K型接頭氣保焊接的方法。
背景技術(shù)：
隨著橋梁的整體設計逐步向高強、大跨、重載、高速方面發(fā)展。為適應我國橋梁建設發(fā)
展的要求，武漢鋼鐵(集團)公司開發(fā)研制了 14MnNbq、 WNQ570、 WNQ690等高強度、高
韌性橋梁系列用鋼，其綜合力學性能達到了國外同類鋼種水平，尤其是低溫沖擊韌性有較大
的提高?；男阅艿奶岣邔εc之相匹配的焊接材料及焊接工藝提出了迫切的要求。由于橋梁
輝接結(jié)構(gòu)R益向高參數(shù)、大型化方向發(fā)展，這就對焊接結(jié)構(gòu)用鋼的性能提出了越來越高的要
求，不僅要有良好的綜合力學性能，而且要有良好的加工工藝性能(如焊接性)。焊接性的
好壞是評價鋼材使用性能的主要指標之一。焊接性、焊接材料及相應的焊接工藝是焊接低合
金結(jié)構(gòu)鋼的三個基本要素，三者密不可分。因此，如不及時有效地解決大跨度橋梁鋼種的焊
接性及配套焊接材料和焊接工藝問題，將會直接阻礙我國橋梁鋼及新鋼種的推廣應用。加快
開展大跨度南京高速大橋用鋼焊接材料的匹配及焊接工藝的研究，對我國橋梁用鋼在大跨度
橋梁結(jié)構(gòu)制造技術(shù)的推廣應用有重大的經(jīng)濟效益及社會效益。
目前存在的主要問題采用目前國內(nèi)現(xiàn)有600 700MPa級氣保護焊接材料與焊接工藝匹
配，熔敷金屬沖擊功與實際接頭韌性遠不能滿足新一代大跨度、重載、高速橋梁制造的焊接
技術(shù)要求，尤其是與高韌性的基材相比，其韌性指標相差太遠。在高強鋼厚板K型接頭及多
層焊的情況下，接頭強度與低溫(-40°CAKV)沖擊功也無法達到要求。本發(fā)明公開了一種高
強度橋梁鋼厚板K型接頭氣保護焊焊接方法，其主要解決的問題是提出了一種氣保護焊接工
藝與匹配材料焊接大跨度高強度橋梁鋼厚板K型接頭焊前不預熱、焊后不進行熱處理的焊接
工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出了一種富氬氣保護焊接工藝與匹配材料焊接大跨度高強度級別 橋梁鋼厚板K型接頭，焊前不預熱、焊后不進行熱處理的焊接工藝方法。
實現(xiàn)上述目的技術(shù)內(nèi)容
一種用于高強度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其步驟
(1) 采用抗拉強度Rm: 570 650MPa、屈服強度ReL: 420 490MPa，延伸率A18~24%，沖 擊功-40。C AKV: 120 270J的橋梁鋼、厚度為36~50 mm;匹配的焊絲抗拉強度為大于600 MPa， 焊絲直徑01.2mm;
(2) 氣保焊坡口采用雙面K型對稱坡口，坡口角度為50°~55°，鈍邊為2mm;
(3) 在焊接電流260 250A、焊接電壓23 22V、焊接速度29 20cm/min、焊接線能量 12~17kJ/cm、采用體積百分比為20%<:02加上80%Ar的富氬作保護氣體且其流量控制在 18~20L/min的條件下連續(xù)施焊，以使焊縫填滿為止，層間溫度控制在100~150°C。
其在于鋼板厚度為36-50 mm的范圍內(nèi)，采用不同板厚或相同板厚組合K型接頭氣保 焊焊接。
其在于所采用焊絲的化學組分及重量百分比為C 0.05 0.10、 Si 0.40~1.0、 Mn 1.6~2..0、 Ni0.60~1.30、 TiO. 08~0.20、 B 0.002~0.010、 P^0.015、 0.010，其余為鐵及不可 避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點
(1) 本發(fā)明提出的一種高強度橋梁鋼K型接頭厚板氣保護焊接工藝，滿足了我國大跨、 重載、高速、高強度、高韌性新一代橋梁結(jié)構(gòu)鋼氣保護焊接工藝關鍵制造技術(shù)。接頭具有 優(yōu)良的低溫韌性，接頭三區(qū)具有較高的沖擊韌性儲備及安全裕度。
(2) 采用本發(fā)明焊接工藝技術(shù)，氣保護焊接頭過熱區(qū)主要為貝氏體組織，焊縫金屬主要為細小的針狀鐵素體組織，從而使焊縫具有優(yōu)良的低溫沖擊韌性，接頭具有優(yōu)良的抗裂性 能及優(yōu)良的斷裂韌性。
G)采用本發(fā)明焊接工藝技術(shù)實現(xiàn)了高強度橋梁鋼K型接頭厚板結(jié)構(gòu)制造過程焊前不預 熱、焊后不進行熱處理的焊接工藝，采用多層多道連續(xù)施焊接工藝時焊縫仍具有較高的沖 擊功。
本發(fā)明所述的焊接工藝方法具有優(yōu)良的焊接工藝性能，操作簡便、適用方便、高效、 節(jié)能、并且適用工廠大跨度橋梁鋼制造推廣應用。


圖1為氣保護焊K型全熔透接頭坡口的角度為50°并為44mm+36mm厚板組合的K型接 頭形狀圖
圖2為氣保護焊K型全熔透接頭坡口的角度為55°并為44mm+36mm厚板組合的K型接 頭形狀圖
圖3為氣保護焊K型全熔透接頭坡口的角度為50°并為50mm等厚板組合的K型接頭形
狀圖
具體實施例方式
實施例1:
一種用于高強度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其步驟
(1) 基材WNQ570，即抗拉強度為575MPa，并經(jīng)TMCP+回火，厚板組合44mm+36mm; 試板尺寸為600mmx400mmx44 (36) mm;其屈服強度465MPa，延伸率A18%，沖 擊功-40。C AKV: 250J的橋梁鋼、厚度為36與44 mm的組合；匹配的焊絲抗拉強度大于600 MPa，焊絲直徑01.2mm;
(2) 氣保焊坡口采用雙面K型對稱坡口，坡口角度為50。，鈍邊為2mm;
(3) 焊接電流250A、焊接電壓22V、焊接速度20cm/min、焊接線能量17kJ/cm，采用體積百分比為20%(202加上80%Ar的富氬作保護氣體且其流量控制在18L/min的條件下連續(xù)施 焊，以焊縫填滿為止，層間溫度控制在110 140°C。
其所采用焊絲的化學組分及重量百分比為C0.05、 Si 0.50、 Mnl.65、 Ni 0.66 、 TiO. 08、 B 0.003、 P ^0.015、 0.010，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔敷金屬的力學性能Rel: 590MPa， Rm: 660 MPa， A: 29%， Z: 73%， -40°CAKV: 148J。
經(jīng)對上述施焊后的K型接頭力學性能進行檢測，其焊縫抗拉強度Rm : 620MPa，屈 服強度Rd; 530MPa，延伸率A; 24%，斷面收縮率Z: 72%，焊縫沖擊功-40。C AKV: 142 J， 熱影響區(qū)(1mm) -40°CAKV : 195 J，其力學性能完全滿足要求。 實施例2:
一種用于高強度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其步驟
(1) 基材WNQ570，即抗拉強度為650MPa，并經(jīng)TMCP+回火，厚板組合50mm+50mm; 試板尺寸為600mmx400mmx50mm;其屈服強度ReL: 525MPa，延伸率A22%，沖擊功-4(fC AKV: 240J的橋梁鋼、厚度為50與50mm的組合；匹配的焊絲抗拉強度大于600 MPa，焊 絲直徑①1.2mm;
(2) 氣保焊坡口采用雙面K型對稱坡口，坡口角度為50。，鈍邊為2mm;
(3) 焊接電流260A、焊接電壓23V、焊接速度29cm/min、焊接線能量12kJ/cm、采用體積 百分比為20%0)2加上80%Ar的富氬作保護氣體且其流量控制在20L/min的條件下連續(xù)施 焊，以焊縫填滿為止，層間溫度控制在120 150'C。
其所采用焊絲的化學組分及重量百分比為C0.07、 Si 0.7、 Mnl.82、 Ni 0.85 、 TiO. 11、 B 0.005、P ￡0.015、 0.010,其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔敷金屬的力學性能 580MPa， Rm: 665 MPa， A: 28%， Z: 72%， -40°CAKV: 157J。
經(jīng)對上述施焊后的K型接頭力學性能進行檢測，焊縫抗拉強度Rm : 705MPa，屈服強 度Rd; 635MPa，延伸率A; 22%，斷面收縮率Z: 71%，焊縫沖擊功-40。C AKV: 135 J，熱影響區(qū)(0.5mm) -40°CAKV : 107 J，其力學性能完全滿足要求。
實施例3:
一種用于高強度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其步驟
(1)基材WNQ570，即抗拉強度為620MPa，并經(jīng)TMCP+回火，厚板組合44mm+36mm; 試板尺寸為600mmx400mmx44 (36) mm;其屈服強度ReL: 510MPa，延伸率A21%，沖擊 功-40。CAkv:270J的橋梁鋼、厚度為44與36 mm的組合；匹配的焊絲抗拉強度大于600 MPa， 焊絲直徑OL2mm;
(2) 氣保焊坡口采用雙面K型對稱坡口，坡口角度為55。，鈍邊為2mm;
(3) 焊接電流255A、焊接電壓23V、焊接速度24cm/min、焊接線能量15kJ/cm、采用體積 百分比為20y。CO2加上80%Ar的富氬作保護氣體且其流量控制在19L/min的條件下連續(xù)施 焊，以焊縫填滿為止，層間溫度控制在130 150。C。
其所采用焊絲的化學組分及重量百分比為C0.08、 Si 0.7、 Mnl.75、 Ni 1.0 、 TiO. 16、 B0.05、 PS0.015、S$0.010，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔敷金屬的力學性能Re,: 550MPa， Rm: 650 MPa， A: 30%, Z: 72%， -40oCAKV:腦。
經(jīng)對上述施焊后的K型接頭力學性能進行檢測，焊縫抗拉強度Rm : 680MPa，屈服強度 Rei; 560MPa，延伸率A; 22%，斷面收縮率Z: 74%，焊縫-40。CAKv: 165 J，熱影響區(qū)(1mm) -40°CAKV : 230J,其力學性能完全滿足要求。
權(quán)利要求
1、一種用于高強度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其步驟(1)采用抗拉強度為Rm570～650MPa、屈服強度ReL420～490MPa，延伸率A18～24％，沖擊功-40℃AKV120～270J的橋梁鋼、厚度為36～50mm；匹配的焊絲抗拉強度大于600MPa，焊絲直徑Φ1.2mm；(2)氣保焊坡口采用雙面K型對稱坡口，坡口角度為50°～55°，鈍邊為2mm；(3)在焊接電流260～250A、焊接電壓23～22V、焊接速度29～20cm/min、焊接線能量12～17kJ/cm、采用體積百分比為20％CO2加上80％Ar的富氬作保護氣體且其流量控制在18～20L/min的條件下連續(xù)施焊，以使焊縫填滿為止，層間溫度控制在100～150℃。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種用于高強度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其特征在于 在鋼板厚度為36-50 mm的范圍內(nèi)，采用不同板厚或相同板厚組合K型接頭氣保焊焊接。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種用于高強度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其特征在于 所采用焊絲的化學組分及重量百分比為C 0.05~0.10、 Si 0.40 1.0、 Mn 1.6 2..0、 Ni 0.60 1.30 、 TiO. 08 0.20、B 0.002~0.010、P^).015、 0.010，其余為鐵及不可避 免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強度橋梁鋼厚板K型接頭氣保護焊焊接方法。其提出了一種氣保焊工藝與匹配材料焊接大跨度高強度橋梁鋼K型接頭不僅使焊縫性能優(yōu)良，而且焊前不預熱、焊后不熱處理的焊接方法。措施其K型接頭氣保焊接方法采用R_m570～650MPa、R_eL420～490MPa，A18～24％，-40℃A_KV120～270J的橋梁鋼、厚度36～50mm；匹配焊絲R_m大于600MPa，焊絲直徑Φ1.2mm；氣保焊坡口為雙面K型對稱，坡口角度50°～55°，鈍邊2mm；在電流260～250A、電壓23～22V、焊接速度29～20cm/min、焊接線能量12～17kJ/cm、采用富氬作保護氣且其流量在18～20L/min的條件下連續(xù)施焊，以焊縫填滿為止，層間溫度控制在100～150℃。
文檔編號B23K9/02GK101549429SQ20091006215
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者劉吉斌, 方要治, 牟文廣, 王玉濤, 凱 繆, 胡家國, 董漢雄, 鄒德輝, 浮 陳, 黃治軍 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司