一種船體結(jié)構(gòu)鋼與鍛鋼立對接焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高強度鋼材料之間的焊接方法，具體涉及一種船體結(jié)構(gòu)鋼與鍛鋼立對接焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]焊接技術(shù)是現(xiàn)代船舶建造工程的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一，在船體建造中船舶焊接質(zhì)量是評價造船質(zhì)量的重要指標(biāo)。在涉及特殊使用要求和惡劣工況條件(如輻照條件)下的鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域，高強度鋼占有越來越重要的位置，已廣泛應(yīng)用船舶、橋梁、石油化工、高層建筑建設(shè)、核電站建設(shè)等領(lǐng)域。國際上，高強度鋼焊接技術(shù)在焊材成分和工藝設(shè)計方面發(fā)展較快，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大。國內(nèi)高強度鋼的應(yīng)用范圍也在逐漸擴大，但總體上還不成熟、僅占鋼用量的10%左右，比例較小。目前，國家標(biāo)準(zhǔn)GB1499.2-2007中高強度鋼的強度為400Mpa ;現(xiàn)有高強度結(jié)構(gòu)用鋼和高強度鍛鋼立對接焊接方法主要采用手工電弧焊，為保證焊接質(zhì)量，一般采用強度較低的奧氏體不銹鋼焊材，單面開坡口，反面清根；但是，采用強度較低的奧氏體不銹鋼焊材，焊縫強度低于母材，焊縫強度不符合設(shè)計要求，需要在母材的兩面都需要焊接，焊接的工作量較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼立對接焊接方法，解決現(xiàn)有高強度結(jié)構(gòu)鋼與鍛鋼立對接焊接方法所存在的焊縫強度低、焊接工作量較大的問題，針對母材專用902鋼與SA508-3鍛鋼立對接焊，以節(jié)省焊接材料、電能和工時，且易于加工，有效減小焊接變形。
[0004]本發(fā)明所提供的一種船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼立對接焊接方法，其特征在于，包括下述步驟:
[0005](1)形成坡口步驟:分別在專用902鋼和SA508-3鍛鋼對接部位形成坡口，不留根，兩側(cè)坡口傾斜角度對稱，對接時共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口角度為50°?60°，專用902鋼一側(cè)厚于SA508-3鍛鋼的部分削斜，使得對接坡口兩側(cè)等高；
[0006](2)單側(cè)堆焊步驟:將SA508-3鍛鋼坡口區(qū)域預(yù)熱至80°C?120°C，再采用手工電弧焊和Φ4πιπι的CHE58-1HR焊條在SA508-3鍛鋼坡口上進行堆焊，堆焊層外形與坡口一致，厚度為30mm±2mm ;所述CHE58-1HR焊條與專用902鋼屈服強度同等級；
[0007](3)預(yù)熱步驟:將專用902鋼和SA508-3鍛鋼對接部位兩側(cè)坡口對接共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口坡口間隙6mm± 2臟，對接坡口角度為50°?60°，坡口背面設(shè)置有厚度4mm?6mm的Q345R鋼襯墊；然后對焊縫及焊縫兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達到80?120°C開始施焊；
[0008](4)焊接步驟:采用多層多道手工電弧焊，以填滿對接面內(nèi)的坡口，焊接材料采用CHE58-1HR焊條；施焊時道間溫度控制在80°C?120°C。
[0009]所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼立對接焊接方法，其特征在于:
[0010]所述單側(cè)堆焊步驟中，焊接電流130A?140A，電弧電壓20V?22V，焊接速度8cm/min ?18cm/min。
[0011]所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼立對接焊接方法，其特征在于:
[0012]所述焊接步驟中，第1層、第2層打底焊采用Φ3.2mmCHE58-lHR焊條，焊接電流110A?130A，電弧電壓20V?22V，焊接速度8cm/min?15cm/min ；
[0013]其它層打底焊和蓋面層焊采用Φ4.0mmCHE58-lHR焊條，焊接電流130A?140A，電弧電壓20V?22V，焊接速度8cm/min?18cm/min。
[0014]所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼立對接焊接方法，其特征在于:
[0015]所述單側(cè)堆焊步驟和焊接步驟中，所涉及的焊條焊前需經(jīng)380?400°C烘焙1?2小時，放入保溫桶內(nèi)隨用隨取，4小時后未使用完的焊條應(yīng)取出重新烘焙，重新烘焙的次數(shù)不超過2次。
[0016]由于SA508-3鍛鋼的強度高于專用902鋼，兩種鋼直接焊接后SA508-3鍛鋼一側(cè)容易產(chǎn)生冷裂紋，所以本發(fā)明在單側(cè)堆焊步驟中采用與專用902鋼等強的CHE58-1HR焊條在SA508-3鍛鋼坡口堆焊形成過渡段，從而保證SA508-3鍛鋼與專用902鋼的焊接，避免了冷裂紋的產(chǎn)生，又保證了焊縫的強度不低于母材；預(yù)熱步驟中，進行焊前預(yù)熱以消除氫致裂紋，同時，采用了在坡口底部加鋼襯墊的方法，以達到手工電弧焊單面焊雙面成型的效果，從而減少了焊接工作量；焊接步驟中，由于單道焊縫無法填滿截面內(nèi)的坡口，故采用多層多道焊以填滿截面內(nèi)的坡口，以防止焊縫開裂和延遲裂紋的發(fā)生，同時，前一道焊縫是后一道焊縫的“預(yù)熱”過程，后一道焊縫是前一道焊縫的“退火”過程，能有效地消除焊接應(yīng)力，利于保證焊接質(zhì)量，焊接坡口和焊接工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量有很大的影響。
[0017]本發(fā)明易于加工，有效減小焊接變形，順利實現(xiàn)了專用902鋼與SA508-3鍛鋼立對接焊接，通過了焊接性試驗、焊接工藝評定，可以提高勞動效率、節(jié)省焊接材料、電能和工時，降低生產(chǎn)成本、減少船舶建造周期，填補了國內(nèi)船舶結(jié)構(gòu)用鋼與高強度鍛鋼焊接的空白。
【附圖說明】
[0018]圖1為焊接坡口尺度示意圖；
[0019]圖2為焊接步驟中焊接順序示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0021 ] 實施例1，包括下述步驟:
[0022](1)形成坡口步驟:如圖1所示，分別在厚度40mm的專用902鋼和厚度30mm的SA508-3鍛鋼對接部位形成坡口，不留根，兩側(cè)坡口傾斜角度對稱，對接時共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口角度為51°，專用902鋼一側(cè)厚于SA508-3鍛鋼的部分削斜，削斜長度50mm，使得對接坡口兩側(cè)等高；坡口內(nèi)及坡口兩側(cè)各50mm內(nèi)的端面應(yīng)除去水漬、油污、鐵銹、掛渣等對焊接質(zhì)量有影響的雜物；
[0023](2)單側(cè)堆焊步驟:將SA508-3鍛鋼坡口區(qū)域預(yù)熱至120 °C，再采用手工電弧焊和Φ4πιπι的CHE58-1HR焊條在SA508-3鍛鋼坡口上進行堆焊，堆焊層外形與坡口一致，厚度為30mm±2mm ;所述CHE58-1HR焊條與專用902鋼屈服強度同等級；
[0024]焊接電流130A?140A，電弧電壓20V?22V，焊接速度8cm/min?18cm/min ；
[0025](3)預(yù)熱步驟:如圖1所示，將專用902鋼和SA508-3鍛鋼對接部位兩側(cè)坡口對接共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口坡口間隙8_，對接坡口角度為51°，坡口背面設(shè)置有厚度6mm的Q345R鋼襯墊；然后對焊縫及焊縫兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達到120°C開始施焊；
[0026](4)焊接步驟:采用多層多道手工電弧焊，以填滿對接面內(nèi)的坡口，焊接材料采用CHE58-1HR焊條；施焊時道間溫度控制在120°C，施焊過程中，隨時采用紅外線點溫計進行溫度監(jiān)控；
[0027]如圖2所示，第1層、第2層打底焊采用Φ3.2mmCHE58-lHR焊條，焊接電流110A?130A，電弧電壓20V?22V，焊接速度8cm/min?15cm/min ；
[0028]第3?10層打底焊和第11、12層蓋面層焊采用Φ 4.0mmCHE58-lHR焊條，焊接電流130A?140A，電弧電壓20V?22V，焊接速度8cm/min?18cm/min ;焊縫寬度32?36_，焊縫余高1?2mm。
[0029]實施例2，與實施例1的步驟完全相同，區(qū)別僅在于各步驟中的工藝參數(shù):
[0030]形成坡口步驟中，對接坡口角度為60°，削斜長度45_;
[0031]單側(cè)堆焊步驟中，預(yù)熱至80°C ;
[0032]預(yù)熱步驟對接坡口坡口間隙4mm，對接坡口角度為60°，設(shè)置有厚度4mm的Q345R鋼襯墊；預(yù)熱溫度達到80°C開始施焊；
[0033]焊接步驟中，施焊時道間溫度控制在80°C。
[0034]上述各實施例的單側(cè)堆焊步驟和焊接步驟中，所涉及的焊條焊前需經(jīng)380?400°C烘焙1?2小時，放入保溫桶內(nèi)隨用隨取，4小時后未使用完的焊條應(yīng)取出重新烘焙，重新烘焙的次數(shù)不超過2次。
[0035]以上具體實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼立對接焊接方法，其特征在于，包括下述步驟: (1)形成坡口步驟:分別在專用902鋼和SA508-3鍛鋼對接部位形成坡口，不留根，兩側(cè)坡口傾斜角度對稱，對接時共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口角度為50°?60°，專用902鋼一側(cè)厚于SA508-3鍛鋼的部分削斜，使得對接坡口兩側(cè)等高； (2)單側(cè)堆焊步驟:將SA508-3鍛鋼坡口區(qū)域預(yù)熱至80°C?120°C，再采用手工電弧焊和Φ4πιπι的CHE58-1HR焊條在SA508-3鍛鋼坡口上進行堆焊，堆焊層外形與坡口一致，厚度為30mm±2mm ;所述CHE58-1HR焊條與專用902鋼屈服強度同等級； (3)預(yù)熱步驟:將專用902鋼和SA508-3鍛鋼對接部位兩側(cè)坡口對接共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口坡口間隙6mm±2mm，對接坡口角度為50°?60°，坡口背面設(shè)置有厚度4mm?6mm的Q345R鋼襯墊；然后對焊縫及焊縫兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達到80?120°C開始施焊； (4)焊接步驟:采用多層多道手工電弧焊，以填滿對接面內(nèi)的坡口，焊接材料采用CHE58-1HR焊條；施焊時道間溫度控制在80°C?120°C。2.如權(quán)利要求1所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼立對接焊接方法，其特征在于: 所述單側(cè)堆焊步驟中，焊接電流130A?140A，電弧電壓20V?22V，焊接速度8cm/min ?18cm/min。3.如權(quán)利要求1所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼立對接焊接方法，其特征在于: 所述焊接步驟中，第1層、第2層打底焊采用Φ 3.2mmCHE58-lHR焊條，焊接電流110A?130A，電弧電壓20V?22V，焊接速度8cm/min?15cm/min ； 其它層打底焊和蓋面層焊采用Φ4.0mmCHE58-lHR焊條，焊接電流130A?140A，電弧電壓 20V ?22V，焊接速度 8cm/min ?18cm/min。4.如權(quán)利要求1、2或3所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼立對接焊接方法，其特征在于: 所述單側(cè)堆焊步驟和焊接步驟中，所涉及的焊條焊前需經(jīng)380°C?400°C烘焙1?2小時，放入保溫桶內(nèi)隨用隨取，4小時后未使用完的焊條應(yīng)取出重新烘焙，重新烘焙的次數(shù)不超過2次。
【專利摘要】一種船體結(jié)構(gòu)鋼與鍛鋼立對接焊接方法，屬于高強度鋼材料之間的焊接方法，解決現(xiàn)有高強度結(jié)構(gòu)鋼與鍛鋼立對接焊接方法所存在的焊縫強度低、焊接工作量較大的問題。本發(fā)明包括形成坡口步驟、單側(cè)堆焊步驟、預(yù)熱步驟和焊接步驟。本發(fā)明易于加工，有效減小焊接變形，順利實現(xiàn)了專用902鋼與SA508-3鍛鋼立對接焊接，通過了焊接性試驗、焊接工藝評定，可以提高勞動效率、節(jié)省焊接材料、電能和工時，降低生產(chǎn)成本、減少船舶建造周期，填補了國內(nèi)船舶結(jié)構(gòu)用鋼與高強度鍛鋼立對接焊接的空白。
【IPC分類】B23K9/235, B23K9/02, B23K9/04
【公開號】CN105234525
【申請?zhí)枴緾N201510706377
【發(fā)明人】王波
【申請人】武昌船舶重工集團有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月27日