[發(fā)明專利]適用于超大焊接線能量的雙絲氣電立焊的焊接方法

在審

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• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109047997A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 王紅鴻;陳亞魁;李麗;田浩;童志;蔡煥;汪晶潔;吳君明;李東暉
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學;南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/022;B23K9/025;B23K33/00;B23K103/04;B23K101/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

一種適用于超大焊接線能量的雙絲氣電立焊的焊接方法。其技術方案是：將待焊接的高強度超厚鋼板加工為V型坡口，坡口角度為30～50°，根部間隙為6～8mm，加裝銅質三角形水冷試塊進行強制冷卻；采用雙絲氣電立焊的焊接方法，所述雙絲的擺動距離分別是：前絲與焊縫表面的距離a為4.5～7.8mm，后絲與焊縫根部的距離b為6.3～11.6mm；前絲與后絲間的距離d為20～45mm。所述待焊接的高強度超厚鋼板：厚度為80～100mm，屈服強度為355MPa，抗拉強度為530～580MPa，-20℃沖擊韌性值為≥34J。本發(fā)明具有焊接效率高、工藝簡單和可操作性強的特點；用該方法形成的焊接接頭的綜合力學性能好和焊縫金屬的沖擊韌性優(yōu)良。

技術領域

本發(fā)明屬于鋼鐵材料的雙絲氣電立焊的焊接技術領域。具體涉及一種適用于超大焊接線能量的雙絲氣電立焊的焊接方法。

背景技術

近年來，世界制造業(yè)正向高效智能化的方向迅猛發(fā)展，大型化、重載荷已成為主要的制造結構件特征。許多大型構件以厚板及超厚板構成，厚板及超厚板的應用對其焊接技術的高效化提出了更高的要求。目前，在多絲埋弧焊、電渣焊、氣電立焊等高效的焊接技術中，氣電立焊的焊接效率高于其它焊接技術，成為高效焊接的首選技術，也為本領域技術人員所關注。

《適于20～45mm厚板的氣電立焊工藝》(103934541A)的發(fā)明專利，公開了一種線能量為100kJ/cm、適用于板厚為20～50mm的氣電立焊技術。《一種適合于50～80mm厚鋼板的氣電立焊方法》(104475920A)專利技術，公開了一種線能量為120～150kJ/cm、適用于板厚為50～80mm的氣電立焊方法術。此兩種專利技術僅適用于單絲氣電立焊，最大線能量限于150kJ/cm，最大板厚限于80mm。當采用焊接線能量高于150kJ/cm及以上、厚度為80mm及以上超厚板時，現(xiàn)有高效焊接工藝所形成的焊縫金屬中，粗大的柱狀晶所占比例較大，焊縫金屬沖擊韌性低下是其最大難題。即：現(xiàn)有技術對于進一步提高焊接效率的要求，具有較大的局限性。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的不足，目的是提供一種效率高、工藝簡單和可操作性強的適用于超大焊接線能量的雙絲氣電立焊的焊接方法，用該方法所形成的焊接接頭的綜合力學性能好，尤其是焊縫金屬的沖擊韌性優(yōu)良。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：將待焊接的高強度超厚鋼板加工為V型坡口，坡口角度為30～50°，根部間隙為6～8mm，加裝銅質三角形水冷試塊進行強制冷卻；采用雙絲氣電立焊的焊接方法，所述雙絲的擺動距離分別是：前絲與焊縫表面的距離a為4.5～7.8mm，后絲與焊縫根部的距離b為6.3～11.6mm；前絲與后絲間的距離d為20～45mm。

所述待焊接的高強度超厚鋼板：厚度為80～100mm；屈服強度為355MPa；抗拉強度為530～580MPa；－20℃沖擊韌性值為≥34J。

所述焊接的技術參數(shù)是：焊接電流為370～380A；電弧電壓為40～41V；焊接速度為0.58～0.98mm/s；保護氣體為100％CO₂；氣體流量為50～52L/min；焊接線能量為300～520kJ/cm。

由于采用了上述技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下積極效果：

本發(fā)明采用雙焊絲擺動方式，嚴格控制前絲與焊縫表面的距離、后絲和焊縫根部的距離，通過焊板表面及焊縫根部的銅滑塊的強制冷卻，使焊縫金屬中的柱狀晶所占比例有效減小，從而降低粗大柱狀晶導致的對沖擊韌性的不良影響，提高焊縫金屬的沖擊韌性，焊接接頭的綜合力學性能好。

本發(fā)明適用于屈服強度為355MPa、抗拉強度為530～580MPa、厚度為80～100mm和－20℃沖擊韌性值為≥34J的高強超厚鋼板的焊接，可一道完成焊接，焊接效率極高，是普通焊接方法的50～100倍。