[發明專利]一種特厚鋼板的對接方法

有效

• 申請號: 201410252792.1
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104002030B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 李彥國;劉志剛;李軍平;吳江波;張海濤
• 申請（專利權）人: 中鐵寶橋（揚州）有限公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K9/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 謝東

技術領域

本發明涉及一種特厚鋼板的對接方法。

背景技術

鋼板按厚度分，薄鋼板<4毫米（最薄0.2毫米），厚鋼板4～60毫米，特厚鋼板60～115毫米。馬鞍山鋼塔鋼混疊合段底座板板厚達到150mm、輪廓尺寸為7800X15900mm、重量達136.9t，其上密布電梯孔、混凝土澆筑孔、預應力鋼絞線通過孔等。底座板與其上的隔艙板全部要求磨光頂緊焊接，制作時對底座板單元整體平面度要求很高。由于底座板所用鋼材為Q345D/150mm厚鋼板，受到鋼廠軋制工藝的影響，其原材料出廠平面度較差，遠遠不能滿足設計及制造要求。且150mm的鋼板厚度，在橋梁鋼結構制造領域應用較少，機床的加工能力也無法達到輥板輥平的效果。鑒于以上原因，必須從制造工藝上進行研究，使鋼板達到設計要求的平整度，從而保證鋼混疊合段的制造質量和整個鋼塔的整體質量，如何提高特厚鋼板的對接后的平整度以達到設計要求一直是本申請人亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種特厚鋼板的對接方法，提高了特厚鋼板對接后的平整度，滿足設計要求。

為實現上述目的，本發明特厚鋼板的對接方法采用的技術方案是：一種特厚鋼板的對接方法，鋼板的厚度為140-200mm，材質為Q345D，加工兩塊鋼板的對接處破口，破口為雙面對稱U型坡口，坡口角度為8°～10°，坡口根部圓弧的半徑為9～11mm；焊接前進行預熱，預熱溫度達到40～60℃，預熱后對焊縫進行定位；采用多次翻身兩側焊縫交替焊接，每層焊縫分段退焊；焊接過程道間溫度保持不高于200℃；焊接后保溫，緩冷。采用這種U型破口，在保證可操作性的同時大大降低了焊縫截面積，減少了熱輸入量，有利于焊接變形的控制，采用分段退焊的方法減低焊接殘余應力，多次翻身焊接可以使得鋼板焊縫的兩側受力均勻，校正焊接過程中的變形，預熱溫度不宜太高，溫度較高板材受熱產生變形，也會導致定位焊開裂，特厚板焊后散熱較快，在厚板焊接完成后，采用焊后保溫的方法來確保焊縫質量，緩冷可以減少應力變形。

在焊接過程中對鋼板進行防變形約束。防變形約束與多次翻身兩側焊縫交替焊接相結合，減少焊接變形。

在焊接過程中對焊縫的背面進行加熱。焊接時反面加熱，使之與焊接面同步膨脹和同步收縮，同時起到減小焊接應力的作用。

所述的預熱、焊縫背面加熱采用履帶式加熱墊加熱，加熱溫度為100-120℃。采用履帶式加熱墊，既保證焊前預熱溫度的均勻及連續性，還可以在焊后保溫環冷退熱時起到作用。

焊接完成后對焊接處加熱190℃～210℃，保溫不小于8小時，焊縫用石棉覆蓋緩冷。優選200℃。

焊接完成后對焊接處采用履帶式加熱墊加熱。加熱均為穩定，在緩冷的過程中還能起到保溫的作用。

多次翻身，先焊接正面焊縫焊接至U型坡口的1/4深度時翻轉鋼板，再焊接反面焊縫，焊接至U型坡口的1/2深度時再次翻轉鋼板，然后焊滿正面的U型坡口，第三次翻轉鋼板，焊滿反面的U型坡口。

所述的鋼板厚度為150mm，對接處破口為雙面對稱U型坡口，坡口角度為9°，坡口根部圓弧為半徑為8mm。

焊接材料為埋弧焊絲H10Mn2，焊絲直徑為5mm，配SJ101Q焊劑；焊接電流為580～720A，焊接電壓為26～32V，焊速為20～23?m/h。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

傳統定位焊采用火焰預熱，特厚板板厚散熱快，定位焊冷卻時間較快，冷卻和膨脹過程中由于應力的作用都會造成定位焊縫開裂；再加上厚板局部受熱熱金屬的膨脹能引起整個焊件發生平面內或平面外的各種形態的變形。

本設計采用履帶式加熱墊，既保證焊前預熱溫度的均勻及連續性；焊接時反面加熱，使之與焊接面同步膨脹和同步收縮，同時起到減小焊接應力的作用；還可以在焊后保溫環冷退熱時起到作用。

定位焊預熱溫度達到50℃時，對焊縫進行定位。定位焊預熱溫度不宜太高，溫度較高板材受熱產生變形，也會導致定位焊開裂。

焊后保溫，特厚板焊后散熱較快，在厚板焊接完成后，采用焊后保溫的方法來確保焊縫質量，焊后加熱墊加熱200℃左右，保溫2小時，焊縫用石棉覆蓋緩冷。

特厚板對接處采用雙面對稱U型坡口，坡口角度為8°～10°優選9°，坡口根部圓弧半徑優選10mm，在保證可操作性的同時大大降低了焊縫截面積，減少了熱輸入量，有利于焊接變形的控制。

附圖說明

圖1是特厚鋼板的對接處破口結構示意圖。

圖2是焊縫處焊接順序示意圖。