[發明專利]P690QL1高強度鋼的等強匹配焊條手工焊焊接方法

有效

• 申請號: 201310313437.6
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103464865A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 黃金祥;易昶;潘伍覃
• 申請（專利權）人: 武漢一冶鋼結構有限責任公司
• 主分類號: B23K9/00
• 分類號: B23K9/00;B23K35/30;B23K33/00;B23K9/235;C22C38/58;C22C38/54
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄔麗明;唐萬榮

技術領域

本發明涉及鋼鐵焊接領域，尤其是涉及一種P690QL1高強度鋼的等強匹配焊條手工焊焊接方法。

背景技術

全壓式LPG運輸船的主要設備即大型臥式儲罐，用于儲運LPG。

LPG運輸船儲罐的特點：體積大，質量大，長度長，儲罐由直筒體和封頭組成，屬船載壓力容器。由于水路運輸考慮到成本，業主希望儲罐容積盡可能做到更大，因此更高強度鋼P690QL1用于制造LPG船儲罐，在用鋼量一定的條件，可以實現儲罐容積更大化。由于儲罐焊縫在無損檢測合格后，需經整體消應力熱處理（SR處理），而SR處理對焊縫的力學性能尤其低溫沖擊韌性影因較大（低溫沖擊功通常下降約1/3～2/3），因此，檢驗P690QL1高強鋼焊接接頭的力學性能指標，須對焊接試板進行模擬產品SR處理后進行試驗，才有實際意義。

采用P690QL1高強鋼制造LPG運輸船儲罐時，縱縫通常采用焊條手工電弧焊的方法。高強鋼的等強匹配，除要保證焊縫強度達到母材P690QL1的最低強度外，關鍵是要實現焊縫接頭經SR處理后的低溫沖擊韌性。因此，需選擇一種合適的電焊條和相應的焊接工藝，使焊接時具有良好的焊接工藝性，即接頭不易出現缺陷，并經模擬產品SR處理后，仍具有一定的強度和保持較高的低溫韌性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種能保證高強度鋼焊接接頭質量的P690QL1高強度鋼的等強匹配焊條手工焊焊接方法。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：

P690QL1高強度鋼的等強匹配焊條手工焊焊接方法，該方法包括以下步驟：

1）焊條手工焊坡口采用不對稱X型坡口，一側坡口60°，另一側坡口70°；所采用的焊材為超低氫高韌性電焊條CJ807RH，其化學成分滿足以下要求：C≤0.10%，Mn：1.30～1.80%，Si≤0.50%，Ni：1.40～2.00%，Mo：0.30～0.60%，S≤0.020%，P≤0.020%，余量為Fe及不可避免的雜質；

2）將P690QL1鋼板預熱至130～150℃；

3）焊條手工焊采用直流反接，電流為145-170A，電壓為23-28V，焊接速度為8～20cm/min，線能量為16～35kJ/cm，焊劑烘烤溫度為350℃×2h；

4）焊接后進行消氫熱處理，保溫1-2小時，保溫溫度為250℃～300℃；

5）焊縫無損檢測合格后，進行焊后消應力熱處理，恒溫溫度為：565±20℃，保溫2小時。

上述方案中，所述步驟3）中焊條手工焊針對不同位置的工藝參數為：平焊或仰焊為：電流為145-170A，電壓為23-28V，焊接速度為10～15cm/min，線能量為16～30kJ/cm；立焊為：電流為160-170A，電壓為25-27V，焊接速度為8～14cm/min，線能量為20～35kJ/cm；橫焊為：電流為160-170A，電壓為25-27V，焊接速度為15～20cm/min，線能量為16～20kJ/cm。

上述方案中，所述步驟1）中的超低氫高韌性電焊條熔敷金屬力學性能滿足：屈服強度R_el≥690MPa，抗拉強度R_m：770～940MPa，延伸率A≥15%，-40℃沖擊功Akv≥34J。

上述方案中，焊接過程中第一道采用焊條手工焊打底將坡口封底，然后一側大坡口手工電弧焊焊完后，背面采用氣刨清根，清根深度5～8cm，并打磨干凈后經磁粉無損檢測合格后，再進行背面的焊條電弧焊焊接。

上述方案中，所述P690QL1鋼板的化學組份及質量百分比滿足以下條件：C≤0.20%，Si≤0.80%，Mn≤1.70%，P≤0.020%，S≤0.010%，N≤0.015%，B≤0.005%，Cr≤1.50%，Mo≤0.70%，Cu≤0.30%，Nb≤0.06%，Ni≤2.50%，Ti≤0.05%，V≤0.12%，Zr或Al，其中選用Zr時使Zr≤0.15%，選用Al時使Al≥0.018%，余量為Fe及不可避免的雜質。

上述方案中，所述P690QL1鋼板的力學性能滿足：屈服強度R_el≥690MPa，抗拉強度R_m：770～940MPa，延伸率A≥14%，冷彎b=3a，d=3a，180°合格，-20℃橫向沖擊功Akv≥40J。

上述方案中，所述焊條手工焊焊接方法采用多層多道焊接，層間溫度控制在不超過250℃。

與現有技術相比，本發明取得的有益效果是：