[發明專利]屈服強度≥500MPa級橋梁鋼大線能量埋弧焊接方法

有效

• 申請號: 201310282936.3
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103317220A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 繆凱;牟文廣;陳浮;李立軍;黃治軍;胡因洪;許穎;胡家國;王靚
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 段姣姣

技術領域

本發明涉及一種大線能量埋弧焊接方法，屬于高強度橋梁厚板結構用鋼的大線能量埋弧焊接工藝方法，適于大跨度橋梁用鋼屈服強度≥500MPa，抗拉強度R_m≥650MPa，延伸率A≥18%，-40^oCKV₂沖擊功≥120J的橋梁厚板埋弧焊接方法。

背景技術

隨著經濟建設的發展，交通運輸業的發展也是一個重要的方面，其甚至是須先行發展的行業。如我國的橋梁建設更是突飛猛進，不斷向高強度、大跨度、重載荷、高速度方面發展。如擬在長江大橋建設一座6線公路、4線鐵路的大跨度公、鐵兩用橋梁，且其主橋跨度在1000米以上。應該說從跨度來講，屬于當今世界上跨度最大的公、鐵兩用橋的公鐵兩用斜拉橋。

但是，隨著這種橋梁建設發展的需要，所用鋼材即基材，以及基材的焊接工藝都必須進行適應性研發。由于基材屈服強度≥500MPa，抗拉強度R_m≥650MPa，延伸率A≥18%，-40^oCKV₂沖擊功≥120J的橋梁鋼的開發成功?，與之匹配的焊接材料與焊接工藝必須同時進行研究開發。否則，就不能及時有效地解決大跨度橋梁鋼種的焊接性及配套焊接材料和焊接工藝問題，將會直接阻礙我國橋梁制造及新鋼種的推廣應用。

經檢索，中國專利公開了《一種用于高強度橋梁鋼厚板埋弧焊接方法》的專利文獻，其申請號為:200810048249。該專利文獻采用WNQ570高強度橋梁鋼力學性能為：屈服強度R_eL≥420MPa，，延伸率A≥18%，-40^oC沖擊功≥120J；厚板組合為36mm+44mm、50mm+50mm、60mm+60mm進行不同板厚組對接埋弧焊，焊前預熱80~100℃，焊后不進行熱處理；埋弧焊坡口采用雙面V型非對稱坡口，坡口角度為60°，鈍邊6mm；焊接材料匹配：焊絲WS03+焊劑SJ105Q；焊接工藝規范：焊接電流680~700（A），焊接電壓29~30（V），焊接速度22~23(m/h)，焊接線能量32~35（kJ/cm），焊劑烘烤制度為350℃×1h；埋弧焊采用多層多道連續施焊，層間溫度控制在100~160(℃)。?其存在的不足：強度級別低，而且還要焊前在80~100℃下進行預熱工藝，預熱工藝不僅浪費能源，制作效率低。

對于大跨度高強度橋梁結構的建造，其解決的關鍵問題是在保證安全服役的前提下，?焊接后結構不變形、無裂紋產生，接頭具有優良力學性能及低溫韌性。隨著建橋基材強度的提高，尤其從目前的Q420qE提高到Q500qE，在焊前不預熱，焊后不熱處理的條件下，保證焊接過程中大型鋼結構不裂、不斷的安全性成為制造過程的首要關鍵技術。而目前這種大型鋼結構制造過程防止結構產生裂紋的措施是必須進行焊前預熱，焊后熱處理的，這就意味著施工環境、制造成本及制造周期的困難。??

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于跨度大于1000米以上、屈服強度≥500MPa，抗拉強度R_m≥650MPa，延伸率A≥18%，-40^oCKV₂沖擊功≥120J橋梁鋼厚板對接埋弧焊接，在保證焊接性能的前提下，無需焊前預熱、焊后進行熱處理、在大線能量焊接下，接頭三區具有較高的沖擊韌性儲備及安全裕度。

實現上述目的的措施：

屈服強度≥500MPa級橋梁鋼大線能量埋弧焊接方法，其步驟：

（1）適用的基板力學性能為：屈服強度R_eL≥500MPa，抗拉強度R_m≥650MPa，延伸率A≥18%，-40^oCKV₂沖擊功≥120J；適用的厚板組合為32mm+32mm，焊接方式為大線能量埋弧對接焊，且焊前不預熱，焊后不進行熱處理；

（2）埋弧焊坡口形式采用雙面U型對稱坡口，坡口角度為60°，鈍邊6mm，R6mm；

（3）匹配的焊接材料：埋弧焊絲的抗拉強度≥650MP，焊絲直徑Ф4.0mm，并與燒結焊劑SJ105Q匹配使用；

（4）焊接工藝參數：焊接電流700~750A，焊接電壓不高于32V，焊接速度30~26cm/min，焊接線能量45~55kJ/cm，焊劑烘烤制度為350℃×1h；

（5）采用多層多道連續施焊，并控制層間溫度不超過210℃。