[發明專利]一種抗拉強度≥810MPa橋梁鋼手工復合焊接方法

有效

• 申請號: 201810489143.1
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108723627B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 牟文廣;繆凱;劉文艷;毛新平;鄭紹鵬;王輝;黃治軍;鄒德輝;何嘉
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K37/00
• 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

一種抗拉強度≥810MPa橋梁鋼手工復合焊接方法：基材力學性能：R_eL≥690MPa，R_m≥810MPa，A≥14%，?40℃KV₂沖擊功≥120J；32mm等厚橋梁鋼焊接；坡口為：雙面V型對稱，角度為60°，鈍邊1.5mm；焊絲：手工焊條及氣保護焊絲；焊接工藝：先氣保焊打底，再手工焊蓋面。本發明接頭性能：焊縫R_m≥879MPa，20℃KV₂≥148J；熔合線20℃KV₂≥172J，熱影響區（1mm）20℃KV₂≥219J；焊縫?20℃KV₂≥116J，熔合線?20℃KV₂≥177J，熱影響區（1mm）?20℃KV₂≥215J；焊縫?40℃KV₂≥82J，熔合線?40℃KV₂≥117J，熱影響區（1mm）?40℃KV₂≥160J。接頭三區有較高的沖擊韌性儲備及安全裕度。

技術領域

本發明涉及一種大跨度橋梁鋼厚板的焊接方法，具體屬于一種抗拉強度≥810MPa橋梁鋼手工復合焊接方法，其適用于焊接抗拉強度R_m≥810MPa高強度橋梁結構用鋼32mm等厚板接頭的焊接。

背景技術

隨著我國鐵路、公路交通運輸能力的大幅度提升,鐵路和公路橋梁的建設規模不斷擴大，技術水平不斷提高，橋梁的功能、結構和建造技術向適應高速、重載、大跨度、整體性好、安全性高、采用全焊接節點鋼結構的方向發展。因此，對橋梁用鋼的強度、低溫韌性、腐蝕等使用性能和焊接性能的要求越來越高。如我國擬建的江漢七橋是一座雙向6車道公路橋梁，主橋遠期拓寬為雙向8車道條件，其主橋采用跨度為408米的重載公路橋。

為適應我國公路橋梁建設向高強、大跨、重載、高速方面發展的要求，寶武集團為該橋開發研制了我國新一代高強度、高韌性、高耐候性橋梁用鋼Q690qE（抗拉強度大于810MPa）。其在提高強度的同時低溫沖擊韌性、耐候性也有較大的提高。

但是，隨著基材性能的提高，其對與之相匹配的焊接材料及焊接工藝也提出了迫切的要求。如不及時有效地解決高強度、高韌性、高耐候性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的發展及新鋼種的推廣應用。因此，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、重載、高速厚板橋梁結構制造技術的推廣應用具有重大經濟效益及社會效益，也為我國橋梁事業走出國門打下堅實的基礎。

眾所周知，隨著建橋基材強度的增加，尤其從目前的以屈服強度級別為牌號的Q420qE、Q500qE提高到Q690qE，在焊接過程中容易產生開裂問題，對于高強鋼，焊前預熱是防止焊接冷裂紋產生的重要工藝措施；而焊后緩冷或熱處理可以使擴散的氫充分逸出，降低焊接殘余應力，減少淬硬性，從而降低焊接冷裂紋傾向。寶武集團新研究的抗拉強度大于810MPa，屈服強度大于690MPa的橋梁鋼，如果焊前不預熱、焊后不進行緩冷或熱處理，則難以保證焊接后結構不變形、無裂紋產生、焊接接頭難以獲得優良的力學性能，這是要解決的首要關鍵技術。然而大型鋼結構制造過程進行焊前預熱、焊后緩冷或熱處理意味著施工條件惡化、制造成本增加及制造周期的困難，無法滿足施工的技術要求。

開發研究的我國新一代高強度、高韌性、高耐候性橋梁用鋼，其抗拉強度大于810MPa，屈服強度大于690MPa。這對焊接接頭的性能提出了更高的要求，焊接接頭必須具有與基材相當的強韌性匹配及耐候性能。采用目前國內現有810MPa級焊接材料與焊接工藝匹配，熔敷金屬沖擊功與實際焊接接頭韌性以及接頭耐候性能遠不能滿足新一代大跨度、重載荷橋梁結構制造的焊接技術要求；采用單一的手工焊，在抗拉強度大于810 MPa高強度橋梁鋼厚板對接多層焊接情況下，焊前不預熱無法滿足施工防裂的技術要求。