1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，打底層焊道采用“低強(qiáng)匹配”690MPa高韌性焊絲，提高焊縫根部韌性，增強(qiáng)抗裂性。填充層采用等強(qiáng)匹配900MPa高強(qiáng)高韌性焊絲，保證焊縫的強(qiáng)度和韌性。蓋面層采用760MPa堿性藥芯焊絲，保證焊縫表面光潔平滑，外觀成形美觀。焊接過(guò)程控制層間溫度100～150℃，焊接完成后用硅酸鋁保溫材料覆蓋使焊接區(qū)保溫緩冷。本發(fā)明提出的在不預(yù)熱條件下實(shí)現(xiàn)1000MPa高強(qiáng)度鋼的組合焊接方法，可得到強(qiáng)度和韌性匹配良好的焊接接頭，對(duì)實(shí)現(xiàn)承載結(jié)構(gòu)的輕量化有重要的意義。這種1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，具有生產(chǎn)效率高、結(jié)構(gòu)輕量化、生成成本低、實(shí)用性強(qiáng)、適用范圍廣泛等特點(diǎn)。采用這項(xiàng)技術(shù)可以降低生產(chǎn)成本約25%，具有很好的工程應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】10OOMPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度鋼的不預(yù)熱組合焊接方法，特別涉及一種用于IOOOMPa高強(qiáng)度鋼焊接結(jié)構(gòu)的不預(yù)熱、不進(jìn)行焊后熱處理和組合焊接方法，屬于焊接【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋼鐵結(jié)構(gòu)強(qiáng)度級(jí)別的日益提高，高技術(shù)含量、高附加值的抗拉強(qiáng)度IOOOMPa的低合金高強(qiáng)度鋼越來(lái)越受到人們的關(guān)注，其中IOOOMPa高強(qiáng)度鋼焊接結(jié)構(gòu)不僅能在工程領(lǐng)域滿足其強(qiáng)度要求，更能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的戰(zhàn)略目標(biāo)，提高材料利用率和降低結(jié)構(gòu)重量，在礦山裝備、煤礦機(jī)械等工程領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]IOOOMPa高強(qiáng)度鋼強(qiáng)度級(jí)別較高，在工程應(yīng)用中作為承載結(jié)構(gòu)有獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，但I(xiàn)OOOMPa高強(qiáng)度鋼成形工藝復(fù)雜、淬硬性大，在焊接中易出現(xiàn)冷裂紋等缺陷，對(duì)焊接工藝和焊接接頭質(zhì)量要求較高。目前在焊接生產(chǎn)中，這類高強(qiáng)度鋼焊接多采用焊前預(yù)熱、焊后熱處理的工藝措施，通過(guò)熔化極氬弧焊(MIG)或混合氣體保護(hù)焊(MAG)等機(jī)械化或半機(jī)械化方法配合等強(qiáng)匹配焊材進(jìn)行焊接。但這種焊接方法工藝復(fù)雜，焊接過(guò)程繁瑣，生產(chǎn)成本較高。特別是實(shí)際生產(chǎn)中大型焊接結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)預(yù)熱和焊后熱處理，同時(shí)對(duì)焊接工藝過(guò)程和熱輸入要求嚴(yán)格，如預(yù)熱溫度過(guò)低易產(chǎn)生焊接裂紋，預(yù)熱溫度過(guò)高易造成焊接熱影響區(qū)軟化，導(dǎo)致焊接接頭質(zhì)量難以滿足使用要求。
[0004]中國(guó)發(fā)明專利ZL200610070181.0 和 ZL200910019599.2 分別提出 800MPa 和900MPa高強(qiáng)度鋼的不預(yù)熱焊接工藝，可以實(shí)現(xiàn)部分高強(qiáng)度鋼的不預(yù)熱焊接。但采用這兩項(xiàng)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)更高強(qiáng)度級(jí)別IOOOMPa高強(qiáng)度鋼的焊接。目前針對(duì)IOOOMPa高強(qiáng)度鋼的焊接仍是采用預(yù)熱焊接方法。若能在不預(yù)熱、不焊后熱處理?xiàng)l件下，實(shí)現(xiàn)對(duì)IOOOMPa高強(qiáng)度鋼的焊接，對(duì)簡(jiǎn)化焊接工藝、改善勞動(dòng)條件和降低生產(chǎn)成本將有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種IOOOMPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，技術(shù)特點(diǎn)是:打底層采用低匹配690MPa高韌性焊絲鎢極氬弧焊，填充層采用900MPa高強(qiáng)高韌性實(shí)芯焊絲Ar+C02混合氣體保護(hù)焊，蓋面層采用760MPa藥芯焊絲Ar+C02混合氣體保護(hù)焊；焊接過(guò)程控制層間溫度100?150°C，焊后立即用硅酸鋁保溫材料覆蓋焊接區(qū)保溫緩冷。這種方法適用于IOOOMPa高強(qiáng)度鋼以及1000MPa/800MPa高強(qiáng)異種鋼的不預(yù)熱組合焊接，可獲得外觀光潔美觀的焊接接頭，焊縫中下貝氏體和鐵素體形態(tài)以細(xì)針狀分布，能夠起到抑制微裂紋萌生和擴(kuò)展的作用。焊接熱影響區(qū)中形成強(qiáng)韌性較好的低碳馬氏體和下貝氏體混合組織，消除熱影響區(qū)的軟化問(wèn)題。采用這種不預(yù)熱組合焊接方法獲得的焊接接頭抗拉強(qiáng)度900?980MPa、焊縫金屬_20°C條件下的沖擊吸收功大于47J，可滿足其使用要求。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0007]IOOOMPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法,工藝步驟如下:[0008](I)在待焊工件接頭處開(kāi)雙面V形坡口，坡口角度為50°~60°，鈍邊2~3mm;
[0009](2)用手動(dòng)砂輪片打磨坡口及坡口兩側(cè)20~30mm的表面，去除鐵銹和油污，露出金屬光澤，用無(wú)水乙醇和丙酮將打磨后的坡口及表面清洗干凈；
[0010](3)采用填絲鎢極氬弧焊打底焊，填充“低強(qiáng)匹配”690MPa高韌性焊絲，用純氬氣保護(hù)，焊接參數(shù)為:鎢極直徑2.4mm，直流正極性；填充焊絲直徑2.0mm，焊接電壓12~14V，焊接電流90-180A，保護(hù)氣體流量12~20L/min。
[0011](4)填充焊采用900MPa高強(qiáng)高韌性實(shí)芯焊絲Ar+C02混合氣體保護(hù)多道多層焊，控制層間溫度100~150°C，焊接參數(shù)為:焊絲直徑1.2mm,焊接電壓30~33V，焊接電流280~380A，焊接熱輸入控制在12~20kJ/cm，保護(hù)氣體流量14~22L/min ;焊接過(guò)程中嚴(yán)格控制焊接熱輸入，控制焊接速度，收弧處填滿弧坑。
[0012](5)蓋面焊采用760MPa高強(qiáng)度鈣型堿性藥芯焊絲Ar+C02混合氣體保護(hù)，焊接參數(shù)為:焊絲直徑2.0mm，焊接電壓24~28V，焊接電流220~360A，焊接熱輸入控制在12~20kJ/cm,保護(hù)氣體流量16~22L/min,焊絲伸出長(zhǎng)度18~25mm ;焊接過(guò)程中控制焊接速度，焊后用硅酸鋁保溫材料覆蓋焊接接頭區(qū)域，使之保溫緩慢冷卻。
[0013]上述的1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法中，焊前不預(yù)熱，焊后不進(jìn)行熱處理，焊接過(guò)程中須保持連續(xù)施焊，中途不得中斷焊接。整個(gè)焊接過(guò)程中注意保持層間溫度100~150°C，收弧部位不允許出現(xiàn)弧坑。
[0014]其中:步驟(3)中所述“低強(qiáng)匹配”690MPa高韌性焊絲優(yōu)選直徑為2.0mm，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:c ( 0.12%, Si0.4%~0.8%, Mnl.2%~1.8%, Ni0.5%~
1.0%, Cu ( 0.35%, Mo0.20% ~0.55%, Nb0.02% ~0.1%，Ti ( 0.20%，余量為 Fe ;熔敷金屬力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度σ b≥690MPa，伸長(zhǎng)率δ≥18%, _20°C沖擊吸收功Akv≥68J。
[0015]其中:步驟(3)中所述純氬氣為純度99.9%Ar的氬氣。
[0016]其中:步驟(3)中所述填絲氬弧焊所用噴嘴直徑優(yōu)選為12mm，噴嘴到工件距離12mm。
[0017]其中:步驟(4)中所述900MPa高強(qiáng)高韌性實(shí)芯焊絲優(yōu)選直徑為1.2mm，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:C ( 0.12%, Si0.4%~0.8%, Mnl.2%~1.9%, (Mn+Ni)≥1.5%,Cu ( 0.5%，Nb0.02%~0.1%，余量為Fe ;熔敷金屬力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度σ b≥930MPa,屈服強(qiáng)度σ s≥835Pa，伸長(zhǎng)率δ≥17%，_20°C沖擊吸收功Akv≥68J。
[0018]其中:步驟(4)所述Ar+C02混合氣體保護(hù)焊采用的Ar與CO2的體積比優(yōu)選為80%~90%:20%~10%，且兩者體積之和為100%。
[0019]其中:步驟(5)中所述蓋面焊760MPa高強(qiáng)度鈣型堿性藥芯焊絲優(yōu)選直徑為2.0mm,其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為=C ( 0.15%，Si0.6%~0.8%，Mnl.2%~2.2%，Nil.25% ~2.60%, Cr0.2% ~0.6%, Mo0.3% ~0.6%, V0.02% ~0.03%,余量為 Fe ;熔敷金屬力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度σ b≥760MPa，屈服強(qiáng)度σ s≥680Pa，伸長(zhǎng)率δ≥15%, _20°C沖擊吸收功Akv≥47J。
[0020]焊接接頭正面施焊完畢后，翻轉(zhuǎn)試板焊接背面封底焊縫時(shí)仍須保持試板溫度不低于10(TC。焊接背面封底焊縫時(shí)須先用電弧氣刨挑焊根，手動(dòng)砂輪打磨清根后，再用80%Ar+20%C02混合氣體保護(hù)焊進(jìn)行封底焊，配用直徑2.0mm的760MPa高強(qiáng)度堿性藥芯焊絲，焊接參數(shù)與正面蓋面焊相同。[0021]本發(fā)明所述IOOOMPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法的技術(shù)方案是:打底層采用“低強(qiáng)匹配”690MPa高韌性焊絲，用填絲鎢極氬弧焊進(jìn)行焊接；填充層采用900MPa高強(qiáng)高韌性實(shí)芯焊絲，用Ar+C02混合氣體保護(hù)焊多層多道焊，控制層間溫度100?150°C ;蓋面層采用760MPa高強(qiáng)度堿性藥芯焊絲Ar+C02混合氣體保護(hù)焊，焊接完成后用硅酸鋁保溫材料覆蓋使之保溫緩冷，以防止冷卻快、淬硬性大而出現(xiàn)冷裂紋。焊接過(guò)程嚴(yán)格控制焊接熱量輸入不大于20kJ/cm?；旌蠚怏w保護(hù)焊的Ar與CO2的混合比例分比為(80?90)%Ar: (20?10)%C02。焊前不預(yù)熱，焊后不進(jìn)行熱處理。
[0022]本發(fā)明提出的IOOOMPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，克服了現(xiàn)有工藝復(fù)雜(需預(yù)熱、后熱等)、生產(chǎn)效率低等不足，可獲得表面光潔平整的焊縫，無(wú)內(nèi)部裂紋、夾雜等缺陷。焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度大于930MPa，試驗(yàn)溫度_20°C的焊縫金屬V形缺口沖擊吸收功為大于47J，具有較高的承載能力，能滿足其使用性能要求。熱影響區(qū)中形成強(qiáng)韌性較好的低碳馬氏體和下貝氏體組織，避免了熱影響區(qū)軟化問(wèn)題。
[0023]本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)體現(xiàn)在:打底層焊道采用“低強(qiáng)匹配” 690MPa高韌性焊絲，提高焊縫根部韌性，增強(qiáng)抗裂性(高強(qiáng)度鋼焊接裂紋多產(chǎn)生于焊縫根部，特別是900MPa以上的高強(qiáng)鋼)。填充層采用等強(qiáng)匹配900MPa高強(qiáng)高韌性焊絲，保證焊縫的強(qiáng)度和韌性。蓋面層采用760MPa堿性藥芯焊絲，保證焊縫表面光潔平滑，外觀成形美觀。焊接過(guò)程控制層間溫度100?150°C，焊接完成后用硅酸鋁保溫材料覆蓋使焊接區(qū)保溫緩冷。
[0024]本發(fā)明提出的在不預(yù)熱條件下實(shí)現(xiàn)IOOOMPa高強(qiáng)度鋼的組合焊接方法，可得到強(qiáng)度和韌性匹配良好的焊接接頭，對(duì)實(shí)現(xiàn)承載結(jié)構(gòu)的輕量化有重要的意義。這種IOOOMPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，具有生產(chǎn)效率高、結(jié)構(gòu)輕量化、生成成本低、實(shí)用性強(qiáng)、適用范圍廣泛等特點(diǎn)。采用這項(xiàng)技術(shù)可以降低生產(chǎn)成本約25%，具有很好的工程應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026]實(shí)施例1:
[0027]厚度為20mm的IOOOMPa高強(qiáng)度鋼(Q980)平板對(duì)接焊，試板尺寸為300mmX 148mmX 20mm。焊接試板對(duì)接接頭處用機(jī)械加工方法開(kāi)雙面V形坡口，坡口角度55°，鈍邊3_。用手動(dòng)砂輪打磨坡口及接頭處兩側(cè)20_范圍內(nèi)的表面，打磨出金屬光澤。焊接設(shè)備選用動(dòng)特性良好的逆變式焊機(jī)。采用不預(yù)熱組合焊接工藝施焊。焊接試板對(duì)接裝配，用混合氣體保護(hù)焊690MPa實(shí)芯焊絲點(diǎn)固焊。施焊前在焊接試板底下鋪墊厚度大于IOmm的硅酸鋁保溫材料。
[0028](I)打底焊采用填絲鎢極氬弧焊，填充低匹配690MPa高韌性焊絲，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:C0.12%, Si0.4%, Mnl.8%, Ni0.5%, Cu0.35%, Mo0.20%, Nb0.1%，Ti0.20%，余量為Fe，99.9%Ar純氬氣保護(hù)，焊接參數(shù)為:鎢極直徑2.4mm，直流正極性；填充焊絲直徑2.0mm，焊接電壓12V，焊接電流180A，保護(hù)氣體流量18L/min。噴嘴直徑為12mm，噴嘴到工件距離12mm。
[0029](2)填充焊用Ar+C02混合氣體保護(hù)焊，采用直徑1.2mm的900MPa高強(qiáng)高韌性實(shí)芯焊絲，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為=C0.12%，Si0.4%%，Mnl.9%，Ni0.5%，Cu0.5%，Nb0.02%,余量為Fe，Ar和CO2氣體的體積比為85%:15%。在室溫25°C的不預(yù)熱條件下施焊，多層多道連續(xù)焊。焊接參數(shù)為:焊接電壓32V，焊接電流360A，焊接熱輸入18kJ/cm，保護(hù)氣體流量20L/min。層間溫度150°C。后續(xù)焊道施焊時(shí)應(yīng)保持稍高的層溫(150°C )，使前一焊道對(duì)后續(xù)焊道起預(yù)熱作用(也有利于氫的擴(kuò)散逸出)。收弧處填滿弧坑。
[0030](3)采用Ar+C02混合氣體保護(hù)焊蓋面焊，配用直徑2.0mm的760MPa高強(qiáng)度堿性藥芯焊絲，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:C0.15%，Si0.6%，Mn2.2%，Nil.25%，Cr0.6%, Mo0.3%, V0.03%，余量為Fe，在試板溫度不低于100°C條件下施焊。焊接參數(shù)為:焊接電壓26V，焊接電流320A，焊接熱輸入18kJ/cm，焊絲伸出長(zhǎng)度22mm ;保護(hù)氣體流量20L/
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[0031](4)焊接接頭正面施焊完畢后，翻轉(zhuǎn)試板焊接背面封底焊縫，保持試板溫度150°C。先用電弧氣刨挑焊根，手動(dòng)砂輪打磨清根后，再用80%Ar+20%C02混合氣體保護(hù)焊進(jìn)行封底焊，配用直徑2.0mm的760MPa高強(qiáng)度堿性藥芯焊絲，其熔敷金屬化學(xué)成分與(3)中相同，焊接參數(shù)與正面蓋面焊相同。
[0032](5)焊接完成后立即用硅酸鋁保溫材料覆蓋工件的焊接接頭區(qū)，使之保溫緩冷。
[0033]針對(duì)上述厚度20mm的IOOOMPa高強(qiáng)度鋼(Q980)，采用上述不預(yù)熱組合焊接工藝的焊接接頭外觀平整光潔，無(wú)表面和根部裂紋等缺陷。獲得的焊接接頭力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度950MPa，伸長(zhǎng)率10%，試驗(yàn)溫度0°C的焊縫金屬V形缺口沖擊吸收功大于69J，能滿足使用性能要求。
[0034]實(shí)施例2:
[0035]厚度為14mm的Q890高強(qiáng)鋼與Q980高強(qiáng)鋼對(duì)接焊，試板尺寸為280mmX 160mmX 14mm。焊接試板對(duì)接接頭處用機(jī)械加工方法開(kāi)單面V形坡口，坡口角度60°，鈍邊2_。用手動(dòng)砂輪打磨坡口及接頭處兩側(cè)20_范圍內(nèi)的表面，打磨出金屬光澤。用無(wú)水乙醇將打磨后的坡口及表面清洗干凈。
[0036](I)焊接設(shè)備選用動(dòng)特性良好的直流逆變式焊機(jī)。施焊前在焊接試板底下鋪墊厚度大于IOmm的硅酸鋁保溫材料。打底焊采用填絲鎢極氬弧焊，填充直徑2.0mm “低匹配”690MPa高韌性焊絲，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:C0.09%, Si0.8%，Mnl.8%，Ni0.5%, Cu0.30%, Mo0.55%, Nb0.02%, Ti0.10%，余量為 Fe, 99.9%Ar 純氬氣保護(hù)，焊接參數(shù)為:鎢極直徑2.4mm，直流正極性；焊接電壓12V，焊接電流12A，保護(hù)氣體流量18L/min。噴嘴直徑為12mm，噴嘴到工件距離12mm。
[0037](2)填充焊采用900MPa高強(qiáng)高韌性實(shí)芯焊絲，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:C0.08%, Si0.8%, Mnl.2%, Ni0.4%, Cu0.3%, Nb0.1%，余量為 Fe, 85%Ar+15%C02 混合氣體保護(hù)多道多層焊，控制層間溫度100°C，焊接參數(shù)為:焊絲直徑1.2mm,焊接電壓3V，焊接電流280?320A，保護(hù)氣體流量14L/min ;焊接過(guò)程中控制焊接熱輸入在12kJ/cm，控制焊接速度，收弧處填滿弧坑。
[0038](3)蓋面焊采用80%Ar+20%C02混合氣體保護(hù)焊，配用直徑2.0mm的760MPa高強(qiáng)度堿性藥芯焊絲，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:C0.05%, Si0.8%, Mnl.2%, Ni2.60%，Cr0.2%, Mo0.6%, V0.02%，余量為Fe，在試板溫度100°C條件下施焊。焊接參數(shù)為:焊接電壓24V，焊接電流250A，焊接熱輸入控制在16kJ/cm，焊絲伸出長(zhǎng)度20mm ;保護(hù)氣體流量20L/min0
[0039](4)焊接接頭正面施焊完畢后，翻轉(zhuǎn)試板焊接背面封底焊縫。先用電弧氣刨挑焊根，手動(dòng)砂輪打磨清根后，用80%Ar+20%C02混合氣體保護(hù)焊進(jìn)行封底焊，配用直徑2.0mm的760MPa高強(qiáng)度堿性藥芯焊絲，其熔敷金屬化學(xué)成分與(3)中相同，焊接參數(shù)與正面蓋面焊相同。
[0040](5)焊接完成后立即用硅酸鋁保溫材料覆蓋工件的焊接接頭區(qū)，使之保溫緩冷，防止接頭冷裂紋的萌生。
[0041]上述的Q890高強(qiáng)鋼與Q980高強(qiáng)異種鋼不預(yù)熱組合焊接中，對(duì)接的焊接試板應(yīng)保持連續(xù)施焊，中途不得中斷焊接。焊前不預(yù)熱，焊后不進(jìn)行熱處理。為了防止焊接接頭區(qū)產(chǎn)生裂紋，在整個(gè)焊接過(guò)程中保持層間溫度100°c，焊接完成后用硅酸鋁保溫材料覆蓋焊接區(qū)保溫緩冷。焊后接頭外觀平整光潔，無(wú)表面和根部裂紋。試驗(yàn)溫度-20°C的焊縫金屬V形缺口沖擊吸收功大于74J，能滿足使用性能要求。
【權(quán)利要求】
1.1OOOMPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，其特征是，工藝步驟如下: (I)在待焊工件接頭處開(kāi)雙面V形坡口，坡口角度為50°~60°，鈍邊2~3mm; (2 )打磨坡口及坡口兩側(cè)20~30mm的表面，去除鐵銹和油污，露出金屬光澤，將打磨后的坡口及表面清洗干凈； (3)采用填絲鎢極氬弧焊打底焊，填充低強(qiáng)匹配的690MPa高韌性焊絲，用氬氣保護(hù)，焊接參數(shù)為:鎢極直徑2.4mm，直流正極性；填充焊絲直徑2.0mm，焊接電壓12~14V，焊接電流90-180A，保護(hù)氣體流量12~20L/min ； (4)填充焊采用900MPa高強(qiáng)高韌性實(shí)芯焊絲Ar+C02混合氣體保護(hù)多道多層焊，控制層間溫度100~150°C，焊接參數(shù)為:焊絲直徑1.2mm，焊接電壓30~33V，焊接電流280~380A，焊接熱輸入控制在12~20kJ/cm，保護(hù)氣體流量14~22L/min ； (5)蓋面焊采用760MPa高強(qiáng)度鈣型堿性藥芯焊絲Ar+C02混合氣體保護(hù)，焊接參數(shù)為:焊絲直徑2.0mm,焊接電壓24~28V，焊接電流220~360A，焊接熱輸入控制在12~20kJ/cm，保護(hù)氣體流量16~22L/min，焊絲伸出長(zhǎng)度18~25mm ;焊后用硅酸鋁保溫材料覆蓋焊接接頭區(qū)域，使之保溫緩慢冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，其特征是，焊前不預(yù)熱，焊后不進(jìn)行熱處理，焊接過(guò)程中保持連續(xù)施焊；整個(gè)焊接過(guò)程中保持層間溫度100~，150°C，收弧部位不出現(xiàn)弧坑。
3.如權(quán)利要求1所述的1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，其特征是，步驟(3)中所述“低強(qiáng)匹配”690MPa高韌性焊絲，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:C ( 0.12%，Si0.4% ~0.8%, Mnl.2% ~L 8%, Ni0.5% ~L 0%, Cu ( 0.35%, Mo0.20% ~0.55%, Nb0.02% ~，0.1%，Ti ( 0.20%，余量為Fe ;熔敷金屬力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度ob≤690MPa，伸長(zhǎng)率δ≤18%，_20°C沖擊吸收功Akv≤68J。
4.如權(quán)利要求1所述的1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，其特征是，步驟(3)中所述填絲氬弧焊所用噴嘴直徑為12mm，噴嘴到工件距離12mm。
5.如權(quán)利要求1所述的1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，其特征是，步驟(4)中所述900MPa高強(qiáng)高韌性實(shí)芯焊絲直徑為1.2mm，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:C ≤ 0.12%, Si0.4% ~0.8%, Mnl.2% ~1.9%, (Mn+Ni )≤ 1.5%, Cu ( 0.5%, Nb0.02% ~0.1%，余量為Fe ;熔敷金屬力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度σ b≤930MPa,屈服強(qiáng)度σ s≤835Pa，伸長(zhǎng)率δ≤17%，-20°C沖擊吸收功Akv≤68J。
6.如權(quán)利要求1所述的1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，其特征是，步驟(4)所述Ar+C02混合氣體保護(hù)焊采用的Ar與CO2的體積比為80%~90%:20%~10%，且兩者體積之和為100%。
7.如權(quán)利要求1所述的1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，其特征是，步驟(5)中所述蓋面焊760MPa高強(qiáng)度鈣型堿性藥芯焊絲直徑為2.0mm，其熔敷金屬化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:C ( 0.15%, Si0.6% ~0.8%,Mnl.2% ~2.2%, Nil.25% ~2.60%, Cr0.2% ~0.6%,Mo0.3%~0.6%, V0.02%~0.03%，余量為Fe ;熔敷金屬力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度σ b≤760MPa,屈服強(qiáng)度σ s≤680Pa，伸長(zhǎng)率δ≤15%, _20°C沖擊吸收功Akv≤47J。
8.如權(quán)利要求1所述的1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，其特征是，焊接接頭正面施焊完畢后，翻轉(zhuǎn)試板焊接背面封底焊縫時(shí)仍保持試板溫度不低于100°C。
9.如權(quán)利要求1所述的1000MPa高強(qiáng)度鋼不預(yù)熱組合焊接方法，其特征是，焊接背面封底焊縫時(shí)須先用電弧氣刨挑焊根，手動(dòng)砂輪打磨清根后，再用80%Ar+20%C02混合氣體保護(hù)焊進(jìn)行封底焊，配用直徑 2.0mm的760MPa高強(qiáng)度堿性藥芯焊絲，焊接參數(shù)與正面蓋面焊相同。
【文檔編號(hào)】B23K28/02GK103862184SQ201410125452
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】李亞江, 劉坤 申請(qǐng)人:山東大學(xué)