專利名稱：一種抗拉強(qiáng)度大于690MPa級(jí)別橋梁鋼對(duì)接埋弧焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度鋼埋弧焊接方法，適用于抗拉強(qiáng)度大于690MPa級(jí)別的高強(qiáng)度 橋梁鋼及工程結(jié)構(gòu)鋼埋弧焊接方法。
背景技術(shù)：
隨著橋梁結(jié)構(gòu)用鋼的整體設(shè)計(jì)逐步向高強(qiáng)、重載、大跨方面發(fā)展。為適應(yīng)我國工程建 設(shè)發(fā)展的要求，武漢鋼鐵(集團(tuán))公司近幾年來開發(fā)研制了 WNQ690等高強(qiáng)度、高韌性系 列用鋼，其綜合力學(xué)性能達(dá)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。 基材性能的提高對(duì)與之相匹配的焊接材料及焊接工藝提出了迫切的要求。
由于橋梁工程焊接結(jié)構(gòu)日益向高參數(shù)、大型化方向發(fā)展，這就對(duì)焊接結(jié)構(gòu)用鋼不僅要有
良好的綜合力學(xué)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(píng)價(jià)鋼
材使用性能的主要指標(biāo)之一。悍接性、焊接材料及相應(yīng)的焊接工藝是焊接低合金高強(qiáng)度結(jié)
構(gòu)鋼的三個(gè)基本要素。因此，如不及時(shí)有效地解決高強(qiáng)度工程結(jié)構(gòu)用鋼的焊接性及配套焊
接材料和焊接工藝問題，將會(huì)直接阻礙我國高強(qiáng)度級(jí)別新鋼種的推廣應(yīng)用。加快開展高強(qiáng)
度級(jí)別用鋼的焊接工藝及配套焊接材料研究，對(duì)我國大跨度橋梁鋼及高強(qiáng)度工程結(jié)構(gòu)用鋼
制造技術(shù)的推廣應(yīng)用有重大經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。
目前，抗拉強(qiáng)度大于6卯MPa級(jí)別的高強(qiáng)度橋梁鋼及工程結(jié)構(gòu)鋼，其主要采用手工焊
及氣保護(hù)焊接方法，為了防止焊接時(shí)出現(xiàn)裂紋，在焊前進(jìn)行預(yù)熱，其預(yù)熱溫度在80 200°C， 而且焊后必須進(jìn)行熱處理，其不僅焊接工藝復(fù)雜，掉接工作環(huán)境惡劣，焯接效率低，與其 匹配的焊接材料及焊接工藝無法滿足新一代大跨度橋梁工程結(jié)構(gòu)制造的焊接技術(shù)要求，更 重要的是接頭的力學(xué)性能與高韌性的基材相比，其韌性指標(biāo)相差太遠(yuǎn)。不能滿足大跨、重 載、高速橋梁鋼及大型海洋平臺(tái)起重結(jié)構(gòu)制造焊接技術(shù)指標(biāo)要求。在多層煤的情況下，接 頭的低溫(-40°C KV2)沖擊功無法達(dá)到高強(qiáng)、高韌匹配橋梁工程結(jié)構(gòu)制造煤接技術(shù)指標(biāo)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出了一種解決埋弧焊接工藝與匹配材料焊接抗拉強(qiáng)度大于 690MPa級(jí)別的高強(qiáng)度橋梁鋼厚板的對(duì)接埋弧焊接新工藝，既在施焊前不預(yù)熱、焊后不進(jìn)行 熱處理，并使焊縫具有優(yōu)良的低溫沖擊韌性及抗裂性能，接頭還具有較高的沖擊韌性儲(chǔ)備及 安全裕度的。
實(shí)現(xiàn)上述目的技術(shù)內(nèi)容
一種抗拉強(qiáng)度大于690MPa級(jí)別橋梁鋼厚板對(duì)接埋弧焊接工藝方法，其輝接工藝步驟 (1 )采用抗拉強(qiáng)度為690 745MPa、屈服強(qiáng)度ReL:550~690MPa，延伸率A19~21%， -40°CKV2 沖擊功165 180J的高強(qiáng)鋼，其厚度為40mm，并為相同板厚組合對(duì)接；匹配的焊絲抗拉 強(qiáng)度為大于690MPa，焊劑為CHF105，焊絲直徑O4.0mm;
(2) 埋弧焊坡口采用雙面X型非對(duì)稱坡口，坡口角度為60。，鈍邊為5mm;
(3) 在焊接電流570A、焊接電壓31V、焊接速度35cm/min、焊接線能量30kJ/cm條件下 連續(xù)施悍，以使焊縫填滿為止，層間溫度控制在100~150°C。
其在于所采用焊絲化學(xué)成分組分及重量百分比為C:0.06 0.10、 Si:￡0.10、 Mn:1.50 2.0、 Ni:0.25 0.60、 Ti:0.004 0.15、 Cr: 0.25~0.60、 P，015、 S，OIO，其余為Fe及不可 避免的雜質(zhì)元素。
其焊絲的熔敷金屬的力學(xué)性能Rd: 600~620MPa， Rm: 695~735 MPa， A: 25~26%, Z: 72~71%， -40。CKV2沖擊功143 139J。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1)本發(fā)明滿足了抗拉強(qiáng)度大于6卯MPa級(jí)別大跨度橋梁的對(duì)接埋弧焊接制造，也適用于 大型海洋平臺(tái)起重工程船等高強(qiáng)度用鋼對(duì)接埋弧焊接制造，其埋弧焊接頭抗拉強(qiáng)度、接頭 沖擊功達(dá)到較高水平，接頭還具有較高的沖擊韌性儲(chǔ)備及安全裕度。(2) 由于本發(fā)明焊接接頭過熱區(qū)主要為貝氏體組織，焊縫金屬主要為細(xì)小的針狀鐵素體組 織，從而使焊縫具有優(yōu)良的低溫沖擊韌性及抗裂性能。
(3) 采用本發(fā)明焊接工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度橋梁鋼厚板結(jié)構(gòu)制造過程焊前不預(yù)熱、焊后不 進(jìn)行熱處理的焊接工藝，采用多層多道連續(xù)施焊工藝時(shí)接頭三區(qū)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。


圖1為焊接的鋼板組合厚度為40mm+40mm的坡口結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
基材抗拉強(qiáng)度為6卯MPa調(diào)質(zhì)橋梁鋼，厚板組合40mm+40mm。試板尺寸為 600mmx400mmx40mm，埋弧焊坡口采用雙面X型非對(duì)稱坡口 ，坡口角度為60°，鈍邊5mm。 焊接材料埋弧焊絲化學(xué)組分及重量百分比為C:0.06、Si:0.06、Mn:1.60、Ni:0.28、Ti:0.005、 Cr: 0.25、 P^0.0095、 S^O.005,其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
埋弧焊絲與焊劑匹配埋弧焊絲直徑(D4.0mm，焊劑為CHF105;熔敷金屬的力學(xué)性能 為Rei: 600MPa, Rm: 695MPa， A: 25%, Z: 72%，陽40。CKV2沖擊功143J。與WNQ690 鋼40mm+40mm板厚進(jìn)行埋弧焊對(duì)接焊縫焊接；
焊接工藝參數(shù)為悍接電流570A，焊接電壓31V，焊接速度35cm/min，焊接線能量 30kJ/cm，焊劑烘烤制度為350°0111;埋弧焊對(duì)接采用多層多道連續(xù)施焊，直至焊縫填滿為 止，層間溫度控制在100~130°C ;
經(jīng)對(duì)上述焊接工藝焊接的抗拉強(qiáng)度大于690MPa級(jí)別調(diào)質(zhì)橋梁鋼埋弧焊對(duì)接接頭力學(xué)性 能試驗(yàn)，其接頭抗拉強(qiáng)度Rm : 750MPa，斷裂位置基材，接頭冷彎d-3a， 180°合格，焊 縫沖擊功-40'CKV2: 103 J，熔合線沖擊功-40'CKV2: 130 J，熱影響區(qū)(lmm) -40°CKV2:154 J，
實(shí)施例2:
基材抗拉強(qiáng)度為740MPa調(diào)質(zhì)橋梁鋼，厚板組合40mm+40mm。試板尺寸為 600mmx400mmx40mm，埋弧焊坡口采用雙面X型非對(duì)稱坡口 ，坡口角度為60°,鈍邊5mm。 焊接材料埋弧焊絲化學(xué)組分及重量百分比為C:0.095、 Si: 0,08、 Mn:l,95、 Ni:0.53、 Ti:O據(jù)、Cr: 0.58、 PS0.013、 S^O細(xì)，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
埋弧焊絲與焊劑匹配埋弧焊絲直徑(D4.0mm，焊劑為CHF105;熔敷金屬的力學(xué)性能為 Re,: 620MPa， Rm: 735MPa， A: 26%, Z: 71%， -40。CKV2沖擊功139J。與WNQ690 鋼40mm+40mm板厚進(jìn)行埋弧焊對(duì)接焊縫焊接；
焊接工藝參數(shù)為焊接電流570A，焊接電壓31V，焊接速度35cm/min，焊接線能量 30kJ/cm，焊劑烘烤制度為350。Olh;埋弧焊對(duì)接采用多層多道連續(xù)施焊，直至焊縫填滿為 止，層間溫度控制在130~150°C ;
經(jīng)對(duì)上述焊接工藝焊接高強(qiáng)度橋梁鋼埋弧焊對(duì)接接頭力學(xué)性能的試驗(yàn)，其接頭抗拉強(qiáng)度 Rm : 760MPa，斷裂位置基材，接頭冷彎d=3a， 180°合格，焊縫沖擊功-40。CKV2: 105 J， 熔合線沖擊功-4(TCKV2: 142 J，熱影響區(qū)(lmm) -40°CKV2: 113 J,
權(quán)利要求
1、一種抗拉強(qiáng)度大于690MPa級(jí)別橋梁鋼對(duì)接埋弧焊接方法，其焊接步驟(1)采用抗拉強(qiáng)度Rm690～745MPa、屈服強(qiáng)度ReL550～690MPa，延伸率A19～21％，-40℃KV2沖擊功165～180J的高強(qiáng)鋼，其厚度為40mm，并為相同板厚組合對(duì)接；匹配的焊絲抗拉強(qiáng)度大于690MPa，焊劑為CHF105，焊絲直徑Φ4.0mm；(2)埋弧焊坡口采用雙面X型非對(duì)稱坡口，坡口角度為60°，鈍邊為5mm；(3)在焊接電流570A、焊接電壓31V、焊接速度35cm/min、焊接線能量30kJ/cm條件下連續(xù)施焊，以使焊縫填滿為止，焊劑烘烤制度為350℃×1小時(shí)，施焊層間溫度控制在100～150℃。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種抗拉強(qiáng)度大于690MPa級(jí)別橋梁鋼對(duì)接埋弧焊接方法，其特 征為所采用焊絲化學(xué)成分組分及重量百分比為C:0.06 0.10、 Si:SO.lO、 Mn:1.50 2.0、 Ni:0.25 0.60、 Ti:0.004 0.15、 Cr: 0.25 0.60、 PS0.015、 Ss0.010，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗拉強(qiáng)度≥690MPa級(jí)別的橋梁鋼及工程結(jié)構(gòu)鋼埋弧焊接方法。其解決目前在此強(qiáng)度級(jí)別的橋梁鋼等工程結(jié)構(gòu)鋼為手工及氣保護(hù)焊接時(shí)，要焊前預(yù)熱、焊后熱處理，焊接環(huán)境惡劣等不足。措施其步驟采用抗拉強(qiáng)度R_m690～745MPa、屈服強(qiáng)度R_eL550～690MPa，延伸率A19～21％，-40℃KV₂沖擊功165～180J的鋼，其厚度為40mm，并為同板厚對(duì)接；匹配的焊絲抗拉強(qiáng)度大于690MPa，焊劑為CHF105，焊絲直徑Φ4.0mm；埋弧焊坡口為雙面X型非對(duì)稱形，其角度為60°，鈍邊5mm；在焊接電流570A、電壓31V、速度35cm/min、線能量30kJ/cm條件下連續(xù)施焊，使焊縫填滿為止，焊劑烘烤350℃×1小時(shí)，施焊層間溫度在100～150℃。
文檔編號(hào)B23K9/18GK101658970SQ200910063989
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者劉吉斌, 牟文廣, 王玉濤, 凱 繆, 胡因洪, 董漢雄, 鄒德輝, 浮 陳, 黃治軍, 濤 龔 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司