[發(fā)明專利]一種高強度鋼材氣保護焊接工藝方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810048225.9
• 申請日: 2008-06-30
• 公開（公告）號: CN101310908A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 繆凱;劉吉斌;陳浮;黃治軍;鄒德輝;王玉濤;牟文廣;胡家國;周運武
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/095
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 馬輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼材的焊接方法，具體地說是一種高強度鋼材氣保護焊接工藝方法，它適用于焊接抗拉強度R_m≥690MPa級別低合金高強度海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼材。

背景技術(shù)

隨著我國冶金工業(yè)和科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，新鋼種、新材料的性能也不斷提高。特別是現(xiàn)代控軋控冷技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用以及微合金化促使低合金鋼的強度及韌性獲得大幅度提高。尤其是現(xiàn)代工程設(shè)計與海洋工程機械制造日益向大型化、高參數(shù)、重量輕方向發(fā)展。如：大跨度橋梁結(jié)構(gòu)制造，高參數(shù)壓力容器及大型工程機械制造等。除了要求鋼材具優(yōu)良性能指標(biāo)外，同時還要求與之相匹配的焊接材料具有優(yōu)良的接頭性能和焊接工藝性能。如何獲得高強度高韌性的焊接接頭是焊接材料與焊接工藝研究的重要課題之一。

我國開發(fā)研制的高強度海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼WNQ690是采用多元微合金化成分設(shè)計，解決了傳統(tǒng)高強度結(jié)構(gòu)鋼在提高強度的同時低溫韌性下降、焊接性能惡化等問題。集高強度、高韌性、優(yōu)異的焊接性能、耐海洋性氣候于一體，適用于制作沿海及海洋環(huán)境下的新一代高強度工程結(jié)構(gòu)鋼，填補了國內(nèi)此類裝備制造用鋼的空白。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，大型海洋工程大量需要抗拉強度級別為700MPa的高強度結(jié)構(gòu)鋼，對于這種高強度結(jié)構(gòu)鋼除了要求高強度外，低溫韌性、焊接性能以及耐海洋性氣候腐蝕的指標(biāo)也要求極為嚴格，國內(nèi)外無成熟產(chǎn)品?！叭A天龍”號是我國乃至亞洲目前為止最大的起重工程船，起重機臂架長達109米，最大起重能力達4000噸，能吊起重物進行360度回轉(zhuǎn)，使裝載“南海一號”的沉箱在起吊過程中能夠保持穩(wěn)定。所以起重機懸臂梁用鋼對相匹配的焊接材料及焊接工藝提出了苛刻的要求。目前國內(nèi)采用現(xiàn)有抗拉強度R_m≥690MPa級氣保護焊接材料與焊接工藝匹配，熔敷金屬強度、沖擊功與實際接頭韌性遠不能滿足高強度海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼制造的焊接技術(shù)要求，尤其是與高強度、高韌性的基材相比，其強度與韌性指標(biāo)相差太遠。在多層焊的情況下，接頭強度與低溫沖擊功無法達到焊接制造技術(shù)指標(biāo)要求。因此發(fā)明一種高強度鋼材焊接工藝方法非常有益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有焊接技術(shù)的缺陷，提供一種高強度鋼材氣保護焊接工藝方法，采用本發(fā)明方法焊接的接頭具有優(yōu)良的低溫韌性，接頭三區(qū)具有較高的低溫沖擊韌性儲備及安全裕度。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：它包括以下工藝步驟：

(1)、氣保護焊接頭開雙V型非對稱坡口，坡口角度為60°，鈍邊2mm；

(2)、采用名義強度700Mpa焊絲焊接，焊絲的熔敷金屬抗拉強度R_m≥700Mpa，焊絲直徑為1.2mm；

(3)、采用20％CO₂+80％Ar富氬氣混合熔化極氣保護焊，焊前不預(yù)熱、焊后不進行熱處理的焊接工藝；

(4)、所用焊絲的化學(xué)成分按重量百分比為：C：0.04～0.12、Si：0.40～0.80、Mn：1.40～2.0、P≤0.020、S≤0.015、Ni：0.40～1.0、Cr：0.20～0.50、Ti：0.06～0.20、Cu：0.30～0.50、B：0.002～0.0079、Als≤0.02。

其中焊接電流為255～265A，焊接電壓26～27V，焊接速度28～29cm/min，焊接線能量13～15kJ/cm，氣體流量18～20L/min，氣保護焊采用多層多道連續(xù)施焊，層間溫度控制在100～150℃。

其中采用機械加工成雙面V型非對稱坡口，每單邊坡口加工角度為30°，雙面V型坡口角度為60°，鈍邊2mm。

本發(fā)明的富氬氣體保護焊接工藝與匹配的材料焊接高強度海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼WNQ690焊前不預(yù)熱、焊后不進行熱處理的焊接工藝方法，具有優(yōu)良的接頭綜合性能。接頭三區(qū)具有較高的沖擊韌性儲備、抗裂性能及安全裕度。接頭三區(qū)實際指標(biāo)遠高于德勞認證2Y40標(biāo)準0℃沖擊功A_KV≥47J、3Y40標(biāo)準-20℃沖擊功A_KV≥47J、4Y40標(biāo)準-40℃沖擊功A_KV≥47J焊接性能指標(biāo)。本發(fā)明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，它非常適合高強度海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼的焊接。

附圖說明

圖1是本發(fā)明焊接坡口的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實施方式

以下結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步描述：

實施例1：