[發明專利]一種高強度級別Q500qE橋梁鋼厚板埋弧焊接方法

無效

• 申請號: 201410137615.9
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN103894710A
• 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;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Q500qE高強度橋梁鋼厚板埋弧焊對接焊接工藝方法，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（集團）公司為該橋開發研制了我國新一代高強度、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。基材性能的提高對與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。

經檢索：中國專利申請號：CN201310210442.4的文獻，其公開了《一種橋梁用Q500qE超低碳貝氏鋼焊接方法》。其在于：當板厚B>32～44mm時，焊前預熱溫度80℃；板厚B>44～60mm時需要預熱100℃。所述對接采用的埋弧焊坡口形式包括：板厚B>32～90mm的鋼板對接時，采用坡口角度為45°的雙邊U型坡口，坡口角度為45°，根部圓弧半徑為6mm，鈍邊尺寸為4mm。其對接埋弧焊的工藝參數包括：板厚B>32～90mm的鋼板對接時，在根部焊道，焊接電流400～440A、電弧電壓26～28V、焊速16～20m/h、熱輸入18.7～27.7kj/cm；在填充和蓋面焊道，焊接電流560～600A、電弧電壓28～32V、焊速20～24m/h、熱輸入為23.5～28.8?kj/cm；道間溫度均控制在80～200℃；反面焊接前要進行清根處理。該專利不足主要在同強度板厚在32～44mm范圍，焊前要求預熱溫度80℃，板厚在44～60mm時需要預熱100℃，而且板厚B>32～90mm的鋼板對接時焊接熱輸入均小于29kj/cm，焊接工藝規范較窄。

中國專利申請號CN201310282936.的專利文獻，其公開了《屈服強度≥500MPa級橋梁鋼大線能量埋弧焊接方法》。其僅適用的基板厚度組合為32mm等厚對接焊，且坡口角度為60°，鈍邊6mm，R6mm；匹配焊絲的抗拉強度≥650MP，直徑Ф4.0mm；焊接：電流700~750A，電壓32V，速度30~26cm/min，線能量45~55?kj/cm，焊劑烘烤制度為350℃×1h；采用多層多道連續施焊。

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。然而眾所周知，隨著建橋基材的強度的增加，尤其屈服強度的不斷提高，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埋弧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埋弧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。

發明內容

本發明的目的在于主要解決的問題是提出了一種高強度Q500qE橋梁鋼板厚為50?mm?及60mm埋弧焊關鍵焊接工藝制造技術，其核心提出了一種埋弧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方法。

實現上述目的的措施：

一種高強度級別Q500qE橋梁鋼厚板埋弧焊接方法，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50mm+50mm，及60mm+60mm焊接方式，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7mm，R7mm；

（3）匹配的焊接材料：埋弧焊絲的抗拉強度不低于610MPa，焊絲直徑Ф5.0mm，并與燒結焊劑SJ101Q匹配使用；