[發明專利]一種多層焊焊接鋼板的方法

有效

• 申請號: 200910150627.4
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101927396A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 余騰義;李大東;李軍;朱寧;黃渠;龔洪君
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團有限公司;攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團研究院有限公司
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/095;B23K35/38;B23K33/00;B23K9/025;F16B5/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種多層焊焊接鋼板的方法。

背景技術

焊接時，熔化焊接材料的高溫熱量集中，從而使與焊接材料接觸的工件金屬熔化并與焊接材料在熔化狀態下接合形成焊縫和焊接接頭。整個焊接接頭由焊縫、熔合區、熱影響區構成。其中，焊縫在焊接時完全熔化；熱影響區在焊接時沒有發生熔化；熔合區是位于焊縫和熱影響區之間的過渡區域(焊縫和熱影響區如圖1所示)。焊接材料和母材金屬在熔化狀態下結合的同時，焊縫向工件金屬(母材)B1和B2傳導熱量。這引起焊縫和熱影響區的金屬組織發生變化。由于焊縫和熱影響區上各點與焊縫中心的距離不同，所受的最高加熱溫度不同，因此焊接相當于對整個焊接接頭進行了一次不同規范的熱處理，焊接接頭的各部位會出現不同的組織變化和性能變化。

金屬工件在焊接熱循環的作用下，熱影響區的組織分布是不均勻的。使用多層焊焊接鋼板時，打底焊接和填充焊接操作中，焊接相鄰兩個焊道(或焊層)時，由于相鄰兩個焊道之間的溫度差即層間溫度的作用，在后的焊接操作使通過在先的焊接操作得到的焊接接頭冷卻速度減緩，即對在先焊接操作得到的焊接接頭起到了正火的作用。從而使熱影響區的鋼板材料完全發生重結晶，冷卻后為均勻而細小的正火組織，焊接接頭的機械性能明顯改善。最后進行蓋面焊接時，因為沒有后續的焊接作用可以對蓋面焊接的焊縫和焊接接頭進行正火處理，所以蓋面焊接得到的焊接接頭的熔合區和熱影響區被加熱后冷卻速度較快，容易形成貝氏體甚至馬氏體組織，大大降低塑性和韌性。熔合區和熱影響區的貝氏體或馬氏體組織過多時，不能滿足正常使用，達不到國家標準例如GB/T?2653-2008(焊接接頭彎曲試驗方法)的規定。

另外，一些合金元素較多的鋼，隨著合金元素加入，碳當量升高，導致鋼板的連續冷卻曲線(CCT曲線)右移。由于蓋面焊接時焊接接頭的冷卻速度較快，熔合區和熱影響區更容易出現貝氏體等降低焊接接頭塑性的組織。例如，高強度耐大氣腐蝕鋼(耐候鋼)板中，添加了大量的合金元素，如Cr、Cu、Ni、Mn等元素。采用傳統的多層焊焊接后，焊接接頭中形成大量的貝氏體組織(大約占熱影響區的20％)，而且焊縫區形成類似于鑄態組織的柱狀晶。按照GBT?2653-2008對這種焊接接頭進行彎曲試驗，焊接接頭在正彎試驗時容易開裂，而且裂紋長度大于GB/T?2653-2008規定的3mm，也就是焊接接頭不合格。

因此，現有技術中，采用多層焊焊接鋼板時，特別是焊接合金成分高且力學性能要求較高的鋼板時，難以避免在焊接接頭的熔合區和熱影響區產生貝氏體等降低塑性的組織，焊接接頭的力學性能達不到國家標準的規定。

發明內容

為了改善多層焊焊接鋼板形成的焊接接頭的力學性能，避免在熱影響區產生貝氏體等降低塑性的組織，本發明提供一種多層焊焊接鋼板的方法。

本發明的多層焊焊接鋼板的方法包括打底焊接、填充焊接和蓋面焊接，其中，所述蓋面焊接包括分別在兩個待焊接鋼板的表面上進行第一道次焊接、第二道次焊接，從而分別形成第一道次焊道和第二道次焊道，然后再在所述第一道次焊道和所述第二道次焊道上進行第三道次焊接，形成連接所述第一道次焊道和所述第二道次焊道的第三道次焊道。

本發明的多層焊焊接鋼板的方法通過所述第三道次焊接起到減緩第一道次焊道和第二道次焊道冷卻的作用，同時，對焊接接頭進行了正火處理。熱影響區和熔合區的鋼板組織奧氏體化后不會因快速冷卻而過冷到貝氏體區甚至馬氏體區，焊接接頭的組織是正火組織，即晶粒細化的珠光體組織。另外，所述蓋面焊接包括三個道次焊接，且所述第三道次焊道位于所述第一道次焊道和第二道次焊道之間，也就是將焊縫柱狀晶薄弱環節移到了焊接接頭的中間并縮小了該薄弱環節的范圍。因此，使用本發明的多層焊焊接鋼板的方法，可以基本上消除貝氏體組織，提高焊接接頭的韌性，使焊接接頭的正彎性能達到國家標準的要求。

附圖說明

圖1是顯示焊接接頭的焊縫區和熱影響區的示意圖；

圖2是顯示使用本發明的多層焊焊接鋼板的方法的一種實施方式焊接鋼板時焊接接頭的示意圖。

具體實施方式

本發明的多層焊焊接鋼板的方法包括打底焊接、填充焊接和蓋面焊接，其中，所述蓋面焊接包括分別在兩個待焊接鋼板的表面上進行第一道次焊接、第二道次焊接，從而分別形成第一道次焊道和第二道次焊道，然后再在所述第一道次焊道和所述第二道次焊道上進行第三道次焊接，形成連接所述第一道次焊道和所述第二道次焊道的第三道次焊道。

所述兩個待焊鋼板的表面可以是同一塊鋼板上的缺口的表面或兩塊待焊鋼板形成的坡口的坡口表面。