一種特厚鋼板焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種特厚鋼板焊接方法，可有效解決改善特厚鋼工藝焊接性，提高施工效率及焊縫探傷一次合格率的問題，技術(shù)方案是，包括以下步驟：一、加工焊接坡口；二、焊前準(zhǔn)備；三、焊前預(yù)熱；四、焊接；本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，焊接坡口的改進(jìn)設(shè)計(jì)合理、可靠，適用于普通國(guó)產(chǎn)單絲埋弧焊機(jī)，實(shí)用性廣泛；采用超低氫型焊條電弧焊作為打底焊工藝及埋弧焊填充、蓋面焊的組合焊接工藝，綜合了兩種工藝的焊接優(yōu)越性；大大改善了特厚鋼板工藝焊接性，使特厚鋼板焊接質(zhì)量得到了控制，提高了特厚鋼板對(duì)接焊縫探傷一次合格率，可廣泛應(yīng)用于厚度為60～300mm的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼特厚鋼板的焊接施工，具有良好的技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【專利說明】一種特厚鋼板焊接方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種特厚鋼板焊接方法，尤其是一種適應(yīng)厚度為60?300_的特厚鋼板對(duì)接焊縫的埋弧焊焊接方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，特厚鋼在鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，特厚鋼焊接技術(shù)已成為鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵焊接技術(shù)。特厚鋼隨著鋼板厚度的越大，焊接性越差、焊接難度越大，焊接施工越容易產(chǎn)生焊接缺陷，特別是焊縫裂紋、根部氣孔及層間夾渣，焊縫探傷一次合格率低，返修難度大，返修焊接施工效率低。故有效地改善特厚鋼焊接性差的問題，是提高特厚鋼板對(duì)接焊縫施工效率及探傷一次合格率的關(guān)鍵問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種特厚鋼板焊接方法，可有效解決改善特厚鋼工藝焊接性，提高施工效率及焊縫探傷一次合格率的問題。
[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)方案是:
一種特厚鋼板焊接方法，包括以下步驟:
一、加工焊接坡口
在待焊接兩鋼板的焊口邊緣沿長(zhǎng)向2倍板厚度再加30mm的長(zhǎng)度范圍進(jìn)行100%UT檢測(cè)，預(yù)防夾層或疏松等缺陷，放樣制作坡口樣板，采用刨邊機(jī)加工制作焊接坡口，所述的焊接坡口為雙面不對(duì)稱U形焊接坡口，正、反坡口角度均為α=22?24°，焊接坡口鈍邊厚度ρ=3?4mm,正面焊接坡口根部半徑Rl=8?1mm,反面焊接坡口半徑R2=12?14mm,反面焊接坡口半徑R2大于正面焊接坡口根部半徑R1，且R2-R1=4?5mm，正面坡口深度為H=2(δ-ρ)/3,其中δ為鋼板的厚度,根部間隙b彡0.5mm ;
此焊接坡口可大大改善特厚鋼板工藝焊接性，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下四大工藝特點(diǎn):(一)焊接接頭根部不在板厚中心位置，避免了焊縫根部焊接應(yīng)力最大處處于板厚中心母材力學(xué)性能較弱的位置，提高了焊縫根部的抗裂性能；(二)焊接接頭背面坡口根部半徑大于正面坡口根部半徑，利于焊接反面清根將正面焊縫根部及其缺陷徹底清除且清根量少；(三)正反面坡口深度比例適中，坡口角度適中，正、反面坡口寬度近似相等，利于焊接角變形的控制及控制適當(dāng)?shù)暮缚p填充量；(四)鈍邊厚度薄、根部半徑大，采用超低氫型焊條電弧焊作打底焊時(shí)，利于根部焊道的成型控制及保證其熔合質(zhì)量；
二、焊前準(zhǔn)備，方法為:
①將焊接坡口及兩側(cè)各20mm范圍內(nèi)的氧化皮、銹蝕、油脂、水等雜質(zhì)徹底清理干凈，并打磨露出金屬光澤；
②對(duì)焊條及焊劑烘干，烘干溫度350?400°C，烘干時(shí)間I?2h;
③焊接接頭定位裝配，定位焊采用焊條電弧焊，定位焊前應(yīng)預(yù)熱至150?180°C，定位焊縫應(yīng)距焊縫端部30mm以上，定位焊縫長(zhǎng)50?70mm，間距300?500mm，定位焊縫厚度3?5mm,定位焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣和焊瘤，否則應(yīng)在正式焊前清除、修磨、補(bǔ)焊，焊件裝配焊接坡口根部間隙< 0.5mm ；
④在焊接接頭的端部焊接連接引弧板、引出板，其材質(zhì)、焊接坡口與母材相同，長(zhǎng)度大于 80mm ；
三、焊前預(yù)熱
將焊接坡口及兩側(cè)各200mm范圍內(nèi)的焊接接頭預(yù)熱至150?180°C ；
四、焊接
將鋼板焊接從鋼板厚度方向分為A、B、C、D、E五個(gè)焊接區(qū)，其中A焊接區(qū)的高度HA為自正面焊接坡口底部起向上6-10mm，B焊接區(qū)的高度為HB，滿足HA+HB=2H/3 ;剩余部分的正面焊接坡口范圍內(nèi)為E焊接區(qū)；C焊接區(qū)范圍為反面清根區(qū)域，即反面焊接坡口底部至正面焊接坡口底部之間的焊接坡口鈍邊，剩余部分的反面焊接坡口范圍內(nèi)為E焊接區(qū)；具體方法為:
①對(duì)正面焊接坡口的A焊接區(qū)進(jìn)行打底焊:正面焊接坡口采用超低氫型焊條進(jìn)行打底焊，打底焊2?3遍，焊縫厚度6?1mm ;
②對(duì)正面焊接坡口的B焊接區(qū)填充焊:采用埋弧焊，利用多層多道焊技術(shù)對(duì)正面焊接坡口進(jìn)行填充焊，從打底焊道熔合質(zhì)量差的一側(cè)開始排道焊，焊道呈魚鱗狀排列，當(dāng)填充焊至正面焊接坡口深度的2/3后立即將焊件起吊翻身；
③對(duì)C焊接區(qū)清根:采用碳弧氣刨，碳棒為圓形截面，直徑為6mm，對(duì)反面焊接坡口進(jìn)行反面清根，反面清根應(yīng)沿坡口面逐層向下進(jìn)行刨除，觀察坡口熔合線位置處，保證全部清除根部缺陷，并打磨清理刨槽，至露出金屬光澤為宜；
④對(duì)反面焊接坡口填充及蓋面焊:
采用埋弧焊，利用多層多道焊技術(shù)對(duì)C焊接區(qū)和D焊接區(qū)進(jìn)行填充、蓋面焊，反面焊接坡口蓋面焊完畢后立即將焊件起吊翻身；
⑤對(duì)正面焊接坡口的E區(qū)域填充、蓋面焊:采用埋弧焊，利用多層多道焊技術(shù)對(duì)正面焊接坡口進(jìn)行填充、蓋面焊；
⑥焊后熱處理:焊接完畢后，采用自動(dòng)控溫電加熱法對(duì)焊接接頭立即進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。
[0005]所述的步驟四中的多層多道焊技術(shù)層間溫度180?250°C，若焊縫過長(zhǎng)，難以控制層間溫度，則采用火焰加熱溫度補(bǔ)償器跟隨加熱以補(bǔ)償溫度損失，所述的火焰加熱溫度補(bǔ)償器包括變徑管、導(dǎo)管和火焰噴嘴，變徑管的大口端與進(jìn)氣嘴相連通，變徑管的小口端經(jīng)導(dǎo)管裝有水平的排管，排管上設(shè)置有均布的火焰噴嘴，導(dǎo)管包括相連通的第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管，第一導(dǎo)管的進(jìn)氣端與變徑管的小口端相連通，第一導(dǎo)管的出氣端經(jīng)第二導(dǎo)管側(cè)壁上的進(jìn)氣口與第二導(dǎo)管的內(nèi)腔相連通，第二導(dǎo)管的兩端的出氣口上分別裝有水平的排管，排管上設(shè)置有均布的火焰噴嘴，進(jìn)氣嘴、變徑管、第一導(dǎo)管、第二導(dǎo)管、排管和火焰噴嘴整體形成一個(gè)氣流通路，其中，火焰噴嘴直徑小于排管的直徑，第二導(dǎo)管的直徑小于排管的直徑，可燃?xì)怏w通過進(jìn)氣嘴進(jìn)入氣流通路，氣體依次通變徑管、第一導(dǎo)管、第二導(dǎo)管、排管從火焰噴嘴I噴出，共經(jīng)過三次變徑，可確?；鹧鎳娮霫氣體出口流速的穩(wěn)定；使用時(shí)，長(zhǎng)焊縫焊接采用多臺(tái)焊機(jī)均布同步焊接，各焊機(jī)焊接工藝參數(shù)相同、焊接方向相同，焊機(jī)均布，焊機(jī)焊接行進(jìn)中，采用火焰加熱溫度補(bǔ)償器跟隨加熱補(bǔ)償溫度，以控制層間溫度符合工藝要求，可大大善厚鋼板超長(zhǎng)焊縫的工藝焊接性。
[0006]本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，焊接坡口的改進(jìn)設(shè)計(jì)合理、可靠，適用于普通國(guó)產(chǎn)單絲埋弧焊機(jī)，實(shí)用性廣泛；采用超低氫型焊條電弧焊作為打底焊工藝及埋弧焊填充、蓋面焊的組合焊接工藝，綜合了兩種工藝的焊接優(yōu)越性；大大改善了特厚鋼板工藝焊接性，使特厚鋼板焊接質(zhì)量得到了控制，提高了特厚鋼板對(duì)接焊縫探傷一次合格率，可廣泛應(yīng)用于厚度為60?300_的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼特厚鋼板的焊接施工，具有良好的技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明特厚鋼板對(duì)接接頭焊接坡口剖視圖。
[0008]圖2為本發(fā)明特厚鋼板焊接坡口分區(qū)示意圖。
[0009]圖3為本發(fā)明火焰加熱溫度補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0010]圖4為本發(fā)明圖3的A-A向剖視圖。
[0011]圖5為本發(fā)明圖3的B-B向剖視圖。
[0012]圖6為本發(fā)明圖3的C-C向剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0014]由圖1-6給出，以厚度為60?300mm的SM490BN鋼板焊接實(shí)施例，本發(fā)明特厚鋼板焊接方法包括以下步驟:
一、加工焊接坡口
在待焊接兩鋼板的焊口邊緣沿長(zhǎng)向2倍板厚度再加30mm的長(zhǎng)度范圍進(jìn)行100%UT檢測(cè)，預(yù)防夾層或疏松等缺陷，放樣制作坡口樣板，采用刨邊機(jī)加工制作焊接坡口，所述的焊接坡口為雙面不對(duì)稱U形焊接坡口，正、反坡口角度均為α=22?24°，焊接坡口鈍邊厚度ρ=3?4mm,正面焊接坡口根部半徑Rl=8?1mm,反面焊接坡口半徑R2=12?14mm,反面焊接坡口半徑R2大于正面焊接坡口根部半徑R1，且R2-R1=4?5mm，正面坡口深度為H=2(S-p)/3，其中δ為鋼板的厚度，根部間隙b彡0.5mm;坡口加工表面不得有臺(tái)階，坡口兩側(cè)鈍邊位置及尺寸應(yīng)一致，以防止焊接接頭定位裝配時(shí)鈍邊出現(xiàn)錯(cuò)邊或錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象；
此焊接坡口可大大改善特厚鋼板工藝焊接性，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下四大工藝特點(diǎn):(一)焊接接頭根部不在板厚中心位置，避免了焊縫根部焊接應(yīng)力最大處處于板厚中心母材力學(xué)性能較弱的位置，提高了焊縫根部的抗裂性能；(二)焊接接頭背面坡口根部半徑大于正面坡口根部半徑，利于焊接反面清根將正面焊縫根部及其缺陷徹底清除且清根量少；(三)正反面坡口深度比例適中，坡口角度適中，正、反面坡口寬度近似相等，利于焊接角變形的控制及控制適當(dāng)?shù)暮缚p填充量；(四)鈍邊厚度薄、根部半徑大，采用超低氫型焊條電弧焊作打底焊時(shí)，利于根部焊道的成型控制及保證其熔合質(zhì)量。
[0015]二、焊前準(zhǔn)備，方法為:
①將焊接坡口及兩側(cè)各20mm范圍內(nèi)的氧化皮、銹蝕、油脂、水等雜質(zhì)徹底清理干凈，并打磨露出金屬光澤；
②對(duì)焊條及焊劑烘干，烘干溫度350?400°C，烘干時(shí)間I?2h; ③焊接接頭定位裝配，定位焊采用焊條電弧焊，定位焊前應(yīng)預(yù)熱至150?180°C，定位焊縫應(yīng)距焊縫端部30mm以上，定位焊縫長(zhǎng)50?70mm，間距300?500mm，定位焊縫厚度3?5mm，定位焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣、焊瘤等焊接缺陷，否則應(yīng)在正式焊前清除、修磨、補(bǔ)焊，焊件裝配焊接坡口根部間隙< 0.5mm ；
④在焊接接頭的端部焊接連接引弧板、引出板，其材質(zhì)、焊接坡口與母材相同，長(zhǎng)度大于 80mm ；
三、焊前預(yù)熱
將焊接坡口及兩側(cè)各200mm范圍內(nèi)的焊接接頭預(yù)熱至150?180°C ;可采用自動(dòng)控溫電加熱法其加熱設(shè)備為吳江市訊達(dá)電熱電器科技有限公司產(chǎn)的型號(hào)為DWK-D型的電腦溫控設(shè)備；
四、焊接
將鋼板焊接從鋼板厚度方向分為A、B、C、D、E五個(gè)焊接區(qū)，其中A焊接區(qū)的高度HA為自正面焊接坡口底部起向上6-10mm，B焊接區(qū)的高度為HB，滿足HA+HB=2H/3 ;剩余部分的正面焊接坡口范圍內(nèi)為E焊接區(qū)；C焊接區(qū)范圍為反面清根區(qū)域，即反面焊接坡口底部至正面焊接坡口底部之間的焊接坡口鈍邊，剩余部分的反面焊接坡口范圍內(nèi)為E焊接區(qū)；
針對(duì)SM490BN特厚鋼，焊條選擇為超低氫型焊條J507RH，埋弧焊絲H08MnMoA，焊劑HJ350。對(duì)于SM490BN特厚鋼板焊接而言，用超低氫型焊條J507RH作為打底焊焊條，其工藝性能較低氫型焊條J507及C02氣體保護(hù)焊做打底焊優(yōu)越，可有效降低根部焊道的氣孔敏感性及裂紋敏感性，同時(shí)，其對(duì)焊前預(yù)熱溫度波動(dòng)性的敏感性底；
確定確定焊接方法、焊接設(shè)備及工藝參數(shù):焊接方法為超低氫型焊條電弧焊打底，埋弧焊填充、蓋面的組合焊接工藝方法，具體工藝參數(shù)如下:
①超低氫型焊條電弧焊打底焊:電流140?165A，電壓22?26V ;逆變直流弧焊機(jī)型號(hào)ZX7-500S ?’②埋弧焊填充、蓋面焊:電流500?600A，電壓32?34V，焊接速度35?45cm/min ;埋弧焊機(jī)型號(hào)MZ-1250 ；
③熱處理工藝參數(shù):升溫速度55°C/h，保溫溫度620±20°C，保溫時(shí)間3.lh，降溫速度550C /h,降溫至300°C后空冷；
具體焊接方法為:
①對(duì)正面焊接坡口的A焊接區(qū)進(jìn)行打底焊:正面焊接坡口采用超低氫型焊條進(jìn)行打底焊，打底焊2?3遍，焊縫厚度6?1mm ;
②對(duì)正面焊接坡口的B焊接區(qū)填充焊:采用埋弧焊，利用多層多道焊技術(shù)對(duì)正面焊接坡口進(jìn)行填充焊，從打底焊道熔合質(zhì)量差的一側(cè)開始排道焊，焊道呈魚鱗狀排列，當(dāng)填充焊至正面焊接坡口深度的2/3后立即將焊件起吊翻身；
③對(duì)C焊接區(qū)清根:采用碳弧氣刨，碳棒為圓形截面，直徑為6mm，對(duì)反面焊接坡口進(jìn)行反面清根，反面清根應(yīng)沿坡口面逐層向下進(jìn)行刨除，觀察坡口熔合線位置處，保證全部清除根部缺陷，同時(shí)，清根時(shí)必須注意是否有焊接裂紋。清根刨槽不能存在死角或折角，刨槽應(yīng)形成夾角大于20°的U型狀，根部半徑應(yīng)不小于8mm，且與原反面坡口表面平整過渡，刨槽應(yīng)利于焊接施工，并打磨清理刨槽，至露出金屬光澤為宜；
④對(duì)反面焊接坡口填充及蓋面焊:
采用埋弧焊，利用多層多道焊技術(shù)對(duì)C焊接區(qū)和D焊接區(qū)進(jìn)行填充、蓋面焊，反面焊接坡口蓋面焊完畢后立即將焊件起吊翻身；
⑤對(duì)正面焊接坡口的E區(qū)域填充、蓋面焊:采用埋弧焊，利用多層多道焊技術(shù)對(duì)正面焊接坡口進(jìn)行填充、蓋面焊；
⑥焊后熱處理:焊接完畢后，采用自動(dòng)控溫電加熱法對(duì)焊接接頭立即進(jìn)行消應(yīng)力熱處理；方法為，焊縫冷卻至180°C前開始加熱進(jìn)行熱處理，采用自動(dòng)控溫電加熱法，加熱設(shè)備采用吳江市訊達(dá)電熱電器科技有限公司產(chǎn)生產(chǎn)的DWK-D型電腦溫控設(shè)備，熱處理工藝參數(shù):升溫速度55°C /h,保溫溫度620±20°C，保溫時(shí)間3.1h,降溫速度55°C /h,降溫至300°C后空冷。
[0016]五、質(zhì)量驗(yàn)收:冷卻24h后，進(jìn)行焊縫外觀質(zhì)量及超聲波無(wú)損檢測(cè)驗(yàn)收。
[0017]所述的步驟四中的多層多道焊技術(shù)單道焊層厚度不大于6mm，寬度不大于16mm，層層清理、層層檢查，上一層焊道清理并檢查合格后方可進(jìn)行下一焊道的施工；所述的步驟四中的超低氫型焊條電弧焊打底焊采用短弧焊接，擺動(dòng)，首層打底焊道時(shí)焊條應(yīng)對(duì)準(zhǔn)焊接坡口根部間隙；
所述的步驟四中的多層多道焊技術(shù)層間溫度180?250°C，若焊縫過長(zhǎng)，難以控制層間溫度，則采用火焰加熱溫度補(bǔ)償器跟隨加熱以補(bǔ)償溫度損失，所述的火焰加熱溫度補(bǔ)償器包括變徑管6、導(dǎo)管和火焰噴嘴1，變徑管6的大口端與進(jìn)氣嘴8相連通，變徑管6的小口端經(jīng)導(dǎo)管裝有水平的排管2，排管2上設(shè)置有均布的火焰噴嘴I，導(dǎo)管包括相連通的第一導(dǎo)管5和第二導(dǎo)管4，第一導(dǎo)管5的進(jìn)氣端與變徑管6的小口端相連通，第一導(dǎo)管5的出氣端經(jīng)第二導(dǎo)管4側(cè)壁上的進(jìn)氣口與第二導(dǎo)管的內(nèi)腔相連通，第二導(dǎo)管的兩端的出氣口上分別裝有水平的排管，排管上設(shè)置有均布的火焰噴嘴1，進(jìn)氣嘴、變徑管、第一導(dǎo)管、第二導(dǎo)管、排管和火焰噴嘴整體形成一個(gè)氣流通路，其中，火焰噴嘴I直徑小于排管2的直徑，第二導(dǎo)管4的直徑小于排管2的直徑，可燃?xì)怏w通過進(jìn)氣嘴8進(jìn)入氣流通路，氣體依次通變徑管、第一導(dǎo)管、第二導(dǎo)管、排管從火焰噴嘴I噴出，共經(jīng)過三次變徑，可確?；鹧鎳娮霫氣體出口流速的穩(wěn)定；使用時(shí)，長(zhǎng)焊縫焊接采用多臺(tái)焊機(jī)均布同步焊接，各焊機(jī)焊接工藝參數(shù)相同、焊接方向相同，焊機(jī)均布，焊機(jī)焊接行進(jìn)中，采用火焰加熱溫度補(bǔ)償器跟隨加熱補(bǔ)償溫度，以控制層間溫度符合工藝要求，可大大善厚鋼板超長(zhǎng)焊縫的工藝焊接性；所述的變徑管6的大口端上裝有封板7，進(jìn)氣嘴8固定在封板7上并與變徑管6的內(nèi)腔相連通；所述的排管2的兩端分別裝有用于固定排管管體的支撐端板3。
[0018]由上述可以清楚的看出，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，焊接坡口設(shè)計(jì)較相關(guān)焊接標(biāo)準(zhǔn)推薦的焊接坡口的工藝性優(yōu)越，設(shè)計(jì)背面坡口根部半徑大于正面坡口根部半徑4?5_及坡口鈍邊厚度3?4mm，大大降低了背面清根難度，確保根部缺陷能較容易的被清除且清根量?。辉O(shè)計(jì)正面坡口根部較標(biāo)準(zhǔn)焊接坡口根部半徑大及減小了焊接坡口標(biāo)準(zhǔn)鈍邊厚度，降低了正面根部焊縫的成型控制難度。同時(shí)，在焊接施工中，火焰加熱溫度補(bǔ)償器跟隨加熱補(bǔ)償溫度的工藝措施，有效減緩了溫度降低速度，降低了層間溫度的控制難度。焊接坡口的改進(jìn)設(shè)計(jì)合理、可靠，非常適用于普通國(guó)產(chǎn)單絲埋弧焊機(jī)，實(shí)用性廣泛；采用超低氫型焊條電弧焊作為打底焊工藝及埋弧焊填充、蓋面焊的組合焊接工藝，綜合了兩種工藝的焊接優(yōu)越性；采用上述工藝，每次試驗(yàn)二十道焊縫，鋼板厚度160mm,共40m長(zhǎng),循環(huán)試驗(yàn)5次,試驗(yàn)焊縫超聲波探傷一次合格率達(dá)100% (探傷檢測(cè)等級(jí):GB11345檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，B級(jí)檢驗(yàn)，I級(jí)合格)；本發(fā)明經(jīng)實(shí)際推廣應(yīng)用，隨機(jī)統(tǒng)計(jì)焊縫長(zhǎng)度600m，鋼板厚度120?160mm，焊縫超聲波探傷一次合格率達(dá)98.7% ;本發(fā)明方法大大改善了特厚鋼板工藝焊接性，使特厚鋼板焊接質(zhì)量得到了控制，提高了特厚鋼板對(duì)接焊縫探傷一次合格率，可廣泛應(yīng)用于厚度為60?300_的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼特厚鋼板的焊接施工，具有良好的技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【權(quán)利要求】
1.一種特厚鋼板焊接方法，其特征在于，包括以下步驟: 一、加工焊接坡口 在待焊接兩鋼板的焊口邊緣沿長(zhǎng)向2倍板厚度再加30mm的長(zhǎng)度范圍進(jìn)行100%UT檢測(cè)，預(yù)防夾層或疏松等缺陷，放樣制作坡口樣板，采用刨邊機(jī)加工制作焊接坡口，所述的焊接坡口為雙面不對(duì)稱U形焊接坡口，正、反坡口角度均為α=22?24°，焊接坡口鈍邊厚度ρ=3?4mm,正面焊接坡口根部半徑Rl=8?1mm,反面焊接坡口半徑R2=12?14mm,反面焊接坡口半徑R2大于正面焊接坡口根部半徑R1，且R2-R1=4?5mm，正面坡口深度為H=2(δ-ρ)/3,其中δ為鋼板的厚度,根部間隙b彡0.5mm ; 二、焊前準(zhǔn)備，方法為: ①將焊接坡口及兩側(cè)各20mm范圍內(nèi)的氧化皮、銹蝕、油脂、水等雜質(zhì)徹底清理干凈，并打磨露出金屬光澤； ②對(duì)焊條及焊劑烘干，烘干溫度350?400°C，烘干時(shí)間I?2h; ③焊接接頭定位裝配，定位焊采用焊條電弧焊，定位焊前應(yīng)預(yù)熱至150?180°C，定位焊縫應(yīng)距焊縫端部30mm以上，定位焊縫長(zhǎng)50?70mm，間距300?500mm，定位焊縫厚度3?5mm，定位焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣和焊瘤，否則，應(yīng)在焊前清除、修磨、補(bǔ)焊，焊件裝配焊接坡口根部間隙彡0.5mm； ④在焊接接頭的端部焊接連接引弧板、引出板，其材質(zhì)、焊接坡口與母材相同，長(zhǎng)度大于 80mm ； 三、焊前預(yù)熱 將焊接坡口及兩側(cè)各200mm范圍內(nèi)的焊接接頭預(yù)熱至150?180°C ； 四、焊接 將鋼板焊接從鋼板厚度方向分為A、B、C、D、E五個(gè)焊接區(qū)，其中A焊接區(qū)的高度HA為自正面焊接坡口底部起向上6-10mm，B焊接區(qū)的高度為HB，滿足HA+HB=2H/3 ;剩余部分的正面焊接坡口范圍內(nèi)為E焊接區(qū)；C焊接區(qū)范圍為反面清根區(qū)域，即反面焊接坡口底部至正面焊接坡口底部之間的焊接坡口鈍邊，剩余部分的反面焊接坡口范圍內(nèi)為E焊接區(qū)；具體方法為: ①對(duì)正面焊接坡口的A焊接區(qū)進(jìn)行打底焊:正面焊接坡口采用超低氫型焊條進(jìn)行打底焊，打底焊2?3遍，焊縫厚度6?1mm ; ②對(duì)正面焊接坡口的B焊接區(qū)填充焊:采用埋弧焊，利用多層多道焊技術(shù)對(duì)正面焊接坡口進(jìn)行填充焊，從打底焊道熔合質(zhì)量差的一側(cè)開始排道焊，焊道呈魚鱗狀排列，當(dāng)填充焊至正面焊接坡口深度的2/3后立即將焊件起吊翻身； ③對(duì)C焊接區(qū)清根:采用碳弧氣刨，碳棒為圓形截面，直徑為6mm，對(duì)反面焊接坡口進(jìn)行反面清根，反面清根應(yīng)沿坡口面逐層向下進(jìn)行刨除，觀察坡口熔合線位置處，保證全部清除根部缺陷； ④對(duì)反面焊接坡口填充及蓋面焊: 采用埋弧焊，利用多層多道焊技術(shù)對(duì)C焊接區(qū)和D焊接區(qū)進(jìn)行填充、蓋面焊，反面焊接坡口蓋面焊完畢后立即將焊件起吊翻身； ⑤對(duì)正面焊接坡口的E區(qū)域填充、蓋面焊:采用埋弧焊，利用多層多道焊技術(shù)對(duì)正面焊接坡口進(jìn)行填充、蓋面焊； ⑥焊后熱處理:焊接完畢后，采用自動(dòng)控溫電加熱法對(duì)焊接接頭立即進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特厚鋼板焊接方法，其特征在于，所述的步驟四中的多層多道焊技術(shù)單道焊層厚度不大于6mm，寬度不大于16mm，層層清理、層層檢查，上一層焊道清理并檢查合格后方可進(jìn)行下一焊道的施工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特厚鋼板焊接方法，其特征在于，所述的步驟四中的多層多道焊技術(shù)層間溫度180?250°C，若焊縫過長(zhǎng)，難以控制層間溫度，則采用火焰加熱溫度補(bǔ)償器跟隨加熱以補(bǔ)償溫度損失，所述的火焰加熱溫度補(bǔ)償器包括變徑管(6)、導(dǎo)管和火焰噴嘴(1)，變徑管(6)的大口端與進(jìn)氣嘴(8)相連通，變徑管(6)的小口端經(jīng)導(dǎo)管裝有水平的排管(2)，排管(2)上設(shè)置有均布的火焰噴嘴(1)，導(dǎo)管包括相連通的第一導(dǎo)管(5)和第二導(dǎo)管(4)，第一導(dǎo)管(5)的進(jìn)氣端與變徑管(6)的小口端相連通，第一導(dǎo)管(5)的出氣端經(jīng)第二導(dǎo)管(4)側(cè)壁上的進(jìn)氣口與第二導(dǎo)管的內(nèi)腔相連通，第二導(dǎo)管的兩端的出氣口上分別裝有水平的排管，排管上設(shè)置有均布的火焰噴嘴(1)，進(jìn)氣嘴、變徑管、第一導(dǎo)管、第二導(dǎo)管、排管和火焰噴嘴整體形成一個(gè)氣流通路，其中，火焰噴嘴(I)直徑小于排管(2)的直徑，第二導(dǎo)管(4)的直徑小于排管(2)的直徑，可燃?xì)怏w通過進(jìn)氣嘴(8)進(jìn)入氣流通路，氣體依次通變徑管、第一導(dǎo)管、第二導(dǎo)管、排管從火焰噴嘴I噴出，共經(jīng)過三次變徑，可確?；鹧鎳娮霫氣體出口流速的穩(wěn)定；使用時(shí)，長(zhǎng)焊縫焊接采用多臺(tái)焊機(jī)均布同步焊接，各焊機(jī)焊接工藝參數(shù)相同、焊接方向相同，焊機(jī)均布，焊機(jī)焊接行進(jìn)中，采用火焰加熱溫度補(bǔ)償器跟隨加熱補(bǔ)償溫度，以控制層間溫度符合工藝要求，可大大善厚鋼板超長(zhǎng)焊縫的工藝焊接性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特厚鋼板焊接方法，其特征在于，所述的步驟四中的超低氫型焊條電弧焊打底焊采用短弧焊接，擺動(dòng)，首層打底焊道時(shí)焊條應(yīng)對(duì)準(zhǔn)焊接坡口根部間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特厚鋼板焊接方法，其特征在于，所述的特厚鋼板為厚度為.60 ?300mm 的 SM490BN 鋼板。
【文檔編號(hào)】B23K9/18GK104384677SQ201410613116
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】秋新任, 梁光意, 彭江沛, 成占平, 任曉妮 申請(qǐng)人:九冶建設(shè)有限公司