[發明專利]一種高強度橋梁鋼Q500qE厚板氣保對接焊接方法

在審

• 申請號: 201410137614.4
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN103894704A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 繆凱;牟文廣;陳浮;李立軍;黃治軍;胡因洪;胡家國;許穎;王靚
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: B23K9/02
• 分類號: B23K9/02;B23K9/16;B23K33/00;B23K35/30
• 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Q500qE高強度橋梁鋼厚板氣保對接焊接工藝方法，適用于焊接抗拉強度R_m≥650MPa級別高強度橋梁工程厚板結構用鋼，它屬于大跨度橋梁厚板制造焊接技術領域。

背景技術

我國擬建的滬通長江大橋是一座6線公路、4線鐵路的大跨度公、鐵兩用橋梁，其主橋采用跨度為1092米的公鐵兩用斜拉橋，建成后的滬通大橋將成為目前世界上跨度最大的公、鐵兩用橋。為適應我國橋梁建設向高強、大跨、重載、高速方面發展的要求，武鋼開發研制了新一代高強度、高韌性橋梁用鋼Q500qE，其綜合力學性能達到了國外同類鋼種水平，尤其是在提高強度的同時低溫沖擊韌性也有較大的提高?；男阅艿奶岣邔εc之相匹配的焊接材料及焊接工藝提出了迫切的要求。因此，如不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鋼及新鋼種的推廣應用。加快開展大跨度橋梁用鋼焊接工藝及配套焊接材料研究，對我國橋梁用鋼在大跨度厚板橋梁結構制造技術的推廣應用有重大經濟效益及社會效益。

中國專利號為CN201310282937.8?的文獻，公開了一種《屈服強度大于500MPa級橋梁鋼富氬氣保焊接方法》，其適用的基板性能：R_eL≥500MPa，R_m≥650MPa，A≥18%，-40℃KV₂≥120J；板厚組合為32mm等厚；焊接坡口形式為雙面V型對稱，坡口角度為60°，鈍邊1mm；匹配焊絲的抗拉強度≥700MPa，焊絲直徑Ф1.2mm；焊接：電流266~280A，電壓26~27V，速度29~26cm/min，線能量14~17kj/cm，富氬作保護氣；采用多層多道連續施焊。中國專利號為CN20121027003.9額文獻，公開了一種《80毫米厚高強度橋梁鋼氣保對接焊接的方法》，其步驟：采用R_m≥570MPa、R_eL≥420MPa，延伸率：A≥18%，-40℃KV₂≥120J、厚度為80mm的等厚橋梁鋼對接；匹配的焊絲抗拉強度≥600MPa，焊絲直徑Ф1.2mm；氣保焊坡口采用雙面V型對稱坡口，坡口角度為60°，鈍邊為2mm；在電流262~270A、電壓26~28V、速度28~29cm/min、線能量14~16kj/cm下采用富氬作保護氣體連續施焊，層間溫度控制在100~110℃。中國專利號為CN200810048390.4公開了《一種高強度橋梁鋼氣保護焊接方法》。其方法是：(1)采用抗拉強度為570～650MPa、厚度為50mm的高強度橋梁鋼；匹配的焊接材料：焊絲抗拉強度570～660MPa，焊絲直徑Φ1.2mm；(2)氣保護焊坡口采用雙面V型對稱坡口，坡口角度為60°，鈍邊為2mm；(3)焊接工藝規范：焊接電流250～270A，焊接電壓23～27V，焊接速度30～29cm/min，焊接線能量12～15kj/cm，采用20％CO₂+80％Ar富氬氣混合熔化極氣保護焊，氣體流量18～20L/min，焊前不預熱、焊后不進行熱處理；(4)氣保護焊采用多層多道連續施焊，層間溫度控制在100～150℃。上述公開的三個專利為兩個強度級別不同板厚的應用范圍，其CN201310282937.8主要區別為Q500qE鋼板厚32mm以下應用范圍，匹配的焊絲強度級別為大于≥700MPa。本專利應用范圍為Q500qE鋼板厚50mm及60mm范圍，匹配的焊絲強度級別為大于≥650MPa。眾所周知，隨著鋼種的強度級別與板厚的增加，大跨度橋梁鋼厚板結構焊接防裂、防斷是橋梁建造的關鍵技術難點。本專利其核心創新點是提出了一種富氬氣體保護焊接工藝與匹配材料焊接大跨度高強度橋梁鋼厚板的對接焊縫焊前不預熱、焊后不進行熱處理的焊接工藝方法。專利號為CN20121027003.9，CN200810048390.4存在的不足是該專利技術焊接的鋼種為Q420qE（抗拉強度級別在570~650MPa），焊接材料的強度級別為600?MPa。而本發明的專利技術焊接的鋼種為Q500qE（抗拉強度級別在650~700MPa），焊接材料的強度級別大于650?MPa。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。隨著建橋基材的強度與板厚的增加，尤其從目前的Q420qE提高到Q500qE，在焊前不預熱，焊后不熱處理的情況下，保證焊接過程中大型鋼結構防裂、防斷成為制造過程的首要關鍵技術。而大型鋼結構制造過程進行焊前預熱，焊后熱處理意味著施工環境、制造成本及制造周期的困難，無法滿足施工的技術要求。本發明公開了一種Q500qE高強度橋梁鋼厚板的氣保護焊關鍵焊接工藝制造技術，其主要解決的問題是提出了一種富氬氣保護焊接工藝與匹配材料焊接大跨度高強度橋梁鋼厚板對接接頭焊前不預熱、焊后不進行熱處理的焊接工藝方法。