[發(fā)明專利]一種高強度橋梁鋼槽口圍焊縫氣保護焊接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510605200.4
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN105081530B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 繆凱;李方敏;魏振鑫;牟文廣;王輝;鄭江鵬;郭紅艷;周運武
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司;中國鐵路總公司;中鐵大橋勘測設計院集團有限公司;中鐵九橋工程有限公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/02;B23K35/30;B23K101/18;B23K103/04
• 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(fā)明涉及一種Q500qE高強度橋梁鋼槽口圍焊縫氣保對接焊接工藝方法，適用于焊接抗拉強度R_m≥630MPa級別高強度橋梁工程槽口圍焊縫接頭厚板結構用鋼。

背景技術

我國在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?qū)⒊蔀槟壳笆澜缟峡缍茸畲蟮墓㈣F兩用橋。為適應我國橋梁建設向高強、大跨、重載、高速方面發(fā)展的要求，武鋼（集團）公司為該橋開發(fā)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(jīng)濟效益及社會效益。

已公開的中國專利號為CN201310282937.8 的《屈服強度大于500MPa級橋梁鋼CO₂氣保焊接方法》專利文獻，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，其核心區(qū)別是富氬氣體與實芯焊絲，采用多層多道連續(xù)施焊。而本發(fā)明焊接材料為：藥芯氣保護焊絲CJ651Ni-QL與CO₂保護氣體，其熔敷金屬抗拉強度R_m：577MPa，R_eL：635MPa，A：23%，藥芯氣保護焊絲直徑Φ1.2mm。

對于大跨度高強度橋梁槽口圍結構的建造，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(chǎn)生，接頭具有優(yōu)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，尤其從目前的Q370qE、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。而對于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(huán)境、制造成本及制造周期的困難，無法滿足施工的技術要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種高強度橋梁鋼不同厚板槽口圍接頭CO₂氣保護焊關鍵焊接工藝，其主要解決的問題是高強度橋梁鋼不同厚板槽口圍接頭，采用CO₂氣保護焊接工藝與匹配材料，并在焊前不預熱、焊后不進行熱處理的條件下，保證焊接過程中大型鋼結構不會產(chǎn)生開裂的氣保焊接工藝方法。

實現(xiàn)上述目的措施

一種高強度橋梁鋼槽口圍焊縫氣保護焊接方法，其步驟：

1）基材力學性能：抗拉強度R_m為640 ~690MPa、屈服強度R_eL530~590，延伸率A：22~26 %，-40℃KV₂沖擊功：270~290 J；鋼板厚度為40mm+56 mm+40 mm的不等厚橋梁鋼；

2）坡口采用單K型對稱坡口，坡口角度為50°，鈍邊為2mm；

3）匹配的藥芯焊絲為CJ651Ni-QL焊絲，其抗拉強度不低于630 MPa，焊絲直徑Ф1.2mm；

4）焊接工藝：在焊接電流240~260A、焊接電壓28~29V、焊接速度18~20m/h、焊接線能量12~15kj/cm、采用CO₂作保護氣體且其流量控制在18~20L/min的條件下連續(xù)施焊，以使焊縫填滿為止，層間溫度控制在100~120℃。

其在于：所采用藥芯焊絲熔敷的化學組分及重量百分比為：C≤0.10、Si ≤0.80、Mn ：1.0~1.60、Ni :0.80~1.70、P ≤0.015、S ≤0.010，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

（1）滿足了我國大跨、重載、高速公鐵兩用橋梁鋼不同厚板氣保護焊接工藝要求，氣保護焊接頭抗拉強度、沖擊功達到較高水平，接頭具有較高的沖擊韌性儲備及安全裕度。