本發(fā)明屬于埋弧自動(dòng)焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)超快冷鋼的埋弧焊接方法。

背景技術(shù)：
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隨著鋼鐵軋制工藝的不斷改進(jìn)，處于降低成本，提高性能的考慮，近來(lái)開發(fā)了超快冷軋制工藝進(jìn)行高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)。通過(guò)在降低合金元素含量的情況下，增加軋制冷卻速度，使鋼種達(dá)到與傳統(tǒng)鋼等強(qiáng)和更高韌性的目的。

新鋼種，新工藝的不斷研究及應(yīng)用拓展，其焊接工藝則必須進(jìn)行適應(yīng)性、匹配性研究。當(dāng)前生產(chǎn)的超快冷工藝?yán)鋮s鋼，如果采用現(xiàn)有的埋弧焊接工藝，則會(huì)出現(xiàn)焊縫區(qū)域合金含量降低，接頭強(qiáng)度不足。另外，在埋弧焊條件下，容易產(chǎn)生由于大線能量導(dǎo)致的焊接熱影響區(qū)韌性下降，硬度明顯軟化，焊接性能不能滿足需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)超快冷鋼的埋弧焊接方法，本發(fā)明方法的焊接熱影響區(qū)不會(huì)產(chǎn)生軟化，焊接接頭強(qiáng)度≥800MPa，沖擊韌性-20℃KV₂≥60J。

本發(fā)明所提供的一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)超快冷鋼的埋弧焊接方法，該方法具體步驟如下：

(1)選擇焊接母材，所述焊接母材為屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)超快冷鋼；

(2)設(shè)置焊接坡口，所述焊接坡口為雙V型，單側(cè)坡口角度25～30°，鈍邊4-6mm；

(3)采用埋弧焊打底；

(4)無(wú)需清根，在焊接坡口內(nèi)進(jìn)行正反面埋弧焊填充和蓋面焊接。

所述屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)超快冷鋼為經(jīng)過(guò)冷卻速度不低于60℃/s冷卻的鋼種，所述屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)超快冷鋼的成分及重量百分比含量為：C：0.06～0.1，Si：0.15～0.3，Mn：1.6～1.95，Mo：0.15～0.25，Nb：0.055～0.085，Ti：0.07～0.09，S≤0.01，P≤0.015，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；所述屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)超快冷鋼的屈服強(qiáng)度Rel≥700MPa，抗拉強(qiáng)度Rm在820～840MPa，厚度為20-40mm。

步驟(3)所述埋弧焊打底時(shí)所用焊絲的組分及重量百分比為：C：0.06～0.11，Si：0.1～0.2，Mn：1.5～1.9，Cr：0.25～0.4，Ni：0.4～0.6，Ti：0.05～0.15，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，所述打底時(shí)所用焊絲的抗拉強(qiáng)度級(jí)別為640MPa級(jí)。

步驟(4)所述埋弧焊填充和蓋面焊接所用焊絲的組分及重量百分比為：C：0.06～0.11，Si：0.1～0.2，Mn：1.5～1.9，Cr：0.4～0.6，Mo：0.4～0.5，Ni：2～3，Ti：0.05～0.15，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；所述埋弧焊填充和蓋面焊接所用焊絲的抗拉強(qiáng)度級(jí)別為780MPa級(jí)，所述埋弧焊填充和蓋面焊接的焊接電流500～540A，焊接電壓31～35V，焊接速度為40～45cm/min；焊接過(guò)程中層間溫度控制在≤250℃范圍內(nèi)。

步驟(3)所述埋弧焊打底在無(wú)需預(yù)熱條件下進(jìn)行，所述埋弧焊打底的焊接電流500～540A，焊接電壓31～35V，焊接速度為40～45cm/min。

步驟(3)所述埋弧焊打底及步驟(4)所述埋弧焊填充和蓋面焊接均采用弱堿性低氫燒結(jié)焊劑，所述焊劑的堿度范圍為1.0-1.5。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明在底層焊接和填充焊接采用不同的焊絲，在底層采用強(qiáng)度級(jí)別稍低的焊絲從而為焊接接頭提供較好的塑性，同時(shí)使得焊接工藝可以采用較小線能量焊接，減少熱影響區(qū)的軟化。

(2)本發(fā)明滿足了超快冷高強(qiáng)鋼的關(guān)鍵埋弧焊接制造工藝，埋弧焊接接頭抗拉強(qiáng)度，接頭具有較高的沖擊韌性儲(chǔ)備及安全富裕度。

(3)采用本發(fā)明焊接工藝技術(shù)在多層多道連續(xù)施焊時(shí)焊接接頭仍具有較高的沖擊功，且工序簡(jiǎn)單，焊接速度快，效率高，適合用于該種高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)制造的推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明：

圖1為焊縫金屬組織光學(xué)顯微圖；

圖2為焊縫熔合線組織光學(xué)顯微圖；

圖3為HAZ粗晶區(qū)組織光學(xué)顯微圖；

圖4為HAZ細(xì)晶區(qū)組織光學(xué)顯微圖。

具體實(shí)施方式：

本發(fā)明所提供的一種屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)超快冷鋼的埋弧焊接方法，該方法具體步驟如下：

(1)選擇焊接母材，焊接母材的技術(shù)條件：經(jīng)過(guò)冷卻速度不低于60℃/s冷卻的鋼種，母材屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)超快冷鋼的成分及重量百分比含量為：C：0.06～0.1，Si：0.15～0.3，Mn：1.6～1.95，Mo：0.15～0.25，Nb：0.055～0.085，Ti：0.07～0.09，S≤0.01，P≤0.015，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。Rel≥700MPa，Rm在820～840MPa，厚度為20mm-40mm。

(2)設(shè)置焊接坡口，埋弧焊坡口采用雙V型坡口，單側(cè)坡口角度為25～30°，鈍邊為4-6mm。

(3)無(wú)預(yù)熱條件下進(jìn)行埋弧焊打底，正反面各一道次，焊劑采用弱堿性低氫燒結(jié)焊劑，焊劑堿度1.0-1.5。

焊絲采用組分及重量百分比為：C：0.06～0.11，Si：0.1～0.2，Mn：1.5～1.9，Cr：0.25～0.4，Ni：0.4～0.6，Ti：0.05～0.15，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。焊絲的抗拉強(qiáng)度級(jí)別為640MPa級(jí)，焊接電流500～540A，焊接電壓31～35V，焊接速度為40～45cm/min。

(4)無(wú)需清根，在焊接坡口內(nèi)進(jìn)行正反面埋弧焊填充和蓋面焊接，直至填滿，焊劑采用弱堿性低氫燒結(jié)焊劑，焊劑堿度1.2-1.5。

焊絲采用組分及重量百分比為：C：0.06～0.11，Si：0.1～0.2，Mn：1.5～1.9，Cr：0.4～0.6，Mo：0.4～0.5，Ni：2～3，Ti：0.05～0.15，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。焊絲的抗拉強(qiáng)度級(jí)別為780MPa級(jí)，焊接電流500～540A，焊接電壓31～35V，焊接速度為40～45cm/min。

實(shí)施例1：焊接母材：屈服強(qiáng)度700MPa級(jí)超快冷鋼，厚度組合為25mm+25mm；鋼板的力學(xué)性能為：屈服強(qiáng)度Rel：745MPa，抗拉強(qiáng)度R_m：843MPa，延伸率A：21％，-20℃A_KV沖擊功：152J。試板尺寸為600mm×400mm×20mm；埋弧焊坡口采用雙V型對(duì)稱坡口，單側(cè)坡口角度為30°，鈍邊4mm。

焊接工藝參數(shù)為：埋弧焊打底的焊接電流500～520A，焊接電壓31～33V，焊接速度為45cm/min；填充焊縫焊接電流520～540A，焊接電壓33～35V，焊接速度為40cm/min。

焊后焊縫經(jīng)100％超聲波探傷為Ⅰ級(jí)。

采用上述焊接工藝焊接接頭性能，接頭抗拉強(qiáng)度R_m＝759MPa，斷裂位置：母材，焊縫沖擊功A_KV(-20℃)＝86J，熔合線沖擊功A_KV(-20℃)＝67J，熱影響區(qū)(0.5mm)A_KV(-20℃)＝64J，焊縫180°側(cè)彎合格，無(wú)裂紋。

焊接接頭各部位的金相組織如圖1-圖4所示。焊縫金屬的組織為針狀鐵素體+粒狀貝氏體組織。HAZ粗晶區(qū)的晶粒和組織表現(xiàn)為典型的板條貝氏體特征；HAZ細(xì)晶區(qū)均為鐵素體+粒狀貝氏體混合組織，晶粒細(xì)小，呈等軸狀。