[發明專利]一種Q460C鋼的焊接工藝

在審

• 申請號: 201310690116.8
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN104708170A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 趙津;岳鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇鴻光桿塔有限公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/23;B23K9/235
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 高原

技術領域

本發明涉及鋼材焊接技術，具體涉及一種GB1591-2008中Q460C鋼的焊接工藝。

背景技術

隨著電力工業的發展，以及鋼鐵行業技術的改進，高強度鋼材性能日趨成熟，產能大量提高，在許多工程中，可以在經濟效益、設計環節大大優于Q235、Q345等普通低合金鋼。但是高強度鋼材也提高了制作成型和焊接的難度。綜合利弊，高強鋼具有廣闊的發展前景和應用空間。

Q460C屈服強度R_eL為460MPa，抗拉強度Rm為550～720MPa。

Q460C低合金高強度鋼是在16Mn鋼的基礎上，為改善鋼的性能，在冶煉時加入一些合金元素Cr、Ni、V、Ti、Nb等合金元素，Ti、Ni、V細化了晶粒，減少鋼材的過熱傾向，提高了鋼材的強度和韌性。

由于Q460C中含有較多合金元素，這類鋼的淬硬所增加，隨著鋼的碳當量和板厚的增加，其淬硬及冷裂傾向隨之增大，并且在高應力的作用下，產生焊接裂紋的傾向也大為增加，因此，該類鋼材焊接時需要采取控制焊接線能量、使用較小的熱輸入。同時，氫致裂紋是低合金鋼焊接接頭最危險的缺陷，需要采取適當預熱和及時后熱等措施。

Q460C鋼熱影響區在焊接過程中會出現脆化過程，其中釩、鈮，和碳、氮形成的碳氮化合物的析出相溶解到相中，抵制奧氏體長大，但在熱影響區的粗晶區，高溫停留時間長，細化組織的作用被大大削弱，粗晶區出現粗大晶粒及上貝氏體，M-A組元，再加上粗晶區對碳、氮固溶度的增加，導致韌性的降低和時效敏感性增大。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種防止焊接縱縫鋼管產生淬硬組織，預防組織晶粒過大，降低焊接應力，減少焊接變形的Q460C鋼的焊接工藝。

技術方案：為了解決上述技術問題，本發明所述的一種Q460C鋼的焊接工藝，采用氬氣/二氧化碳精混合氣體保護焊進行打底焊接，采用氬氣/二氧化碳混合氣體保護焊進行填充、蓋面焊接，按照下列步驟進行操作：

(1)焊接工藝參數的確定：焊接時采用較小的線能量，宜不超過12kJ/cm，設定氣體流量、焊接速度；

(2)焊前準備：

a)制備坡口，對焊件待焊接區以及近焊縫區母材進行清理，確保無影響焊接質量的外部因素；

b)將需要焊接的母材進行對口拼裝點固，應確保母材焊接區及近焊縫區無影響焊接質量的缺陷；

c)對口點固焊所使用的焊絲、焊接工藝與氬氣/二氧化碳混合氣體打底焊相同；

d)焊絲干伸長度為15～20mm；

(3)裝配定位焊接要求：定位焊所使用的焊接材料應與焊接同類型的材料相同，定位焊焊縫長度一般不小于40mm，焊縫厚度不宜超過焊縫設計厚度的2/3；

(4)氬氣/二氧化碳混合氣體保護焊打底焊接，打底焊焊接參數如下：

焊絲選用φ1.2mm，型號為ER55-D2，混合氣體比例為Ar：CO₂＝85%：15%，氣體流量16～20L/min；

當氣溫低于5℃時，應對待施焊區進行預熱，預熱溫度不低于80℃，預熱的加熱區應在焊接坡口兩側，寬度應各為焊接施焊處厚度的1.5倍以上，且不小于100mm；

焊接電流為140～160A，焊接電弧電壓為16～18V，焊接速度為20～22cm/min；

混合氣體保護焊打底單道焊縫厚度不大于5mm；

（5）氬氣/二氧化碳混合氣體保護焊填充、蓋面焊接，焊接參數如下：

焊絲選用φ1.2mm，型號為ER55-D2，混合氣體比例為Ar：CO₂＝85%：15%，氣體流量16～20L/min，焊道數為填充一道，蓋面一道；

焊接電流為200～220A，電弧電壓為22～24V，焊接速度為27～29cm/min，線能量不大于12kJ/cm；

填充焊道金屬厚度不大于6mm；

蓋面焊道寬度不大于16mm；

蓋面焊接和填充焊接過程中，焊道的層間溫度不應超過220℃～250℃。

進一步，所述步驟（4）、（5）中，焊接電源選擇為松下KRⅡ-500。

再進一步，在所述步驟（4）采用混合氣體保護焊進行打底。

在所述步驟（5）中，蓋面焊接時需進行擺動，擺動幅度不大于10mm。

所述步驟（5）中，焊接線能量不大于12kJ/cm。

在所述步驟（2）中，制備坡口時，在坡口兩側25mm范圍內應顯露金屬光澤。

在所述步驟（5）中，焊接層間溫度不應超過250℃。