[發明專利]適用于高強度超厚鋼板的雙絲氣電立焊的焊接方法

在審

• 申請號: 201810974731.4
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN108856970A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 田浩;陳亞魁;李麗;吳君明;汪晶潔;王紅鴻;李東暉
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司;武漢科技大學
• 主分類號: B23K9/025
• 分類號: B23K9/025;B23K9/16
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

一種適用于高強度超厚鋼板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非對稱雙面V型坡口，上坡口角度為25～30°，上坡口厚度δ1為80～90mm，下坡口厚度δ2為40～70mm，根部間隙為5～5.95mm。對雙面坡口分別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：前絲與焊縫上表面或與焊縫下表面的距離為3.5～4.4mm，后絲與焊縫根部的距離為5.3～6.2mm，前絲與后絲間距離為20～25mm。所述待焊接的高強度超厚鋼板：厚度δ為120～160mm，屈服強度為355MPa，抗拉強度為530～580MPa，－20℃沖擊韌性值為≥34J。本發明焊接效率高和工藝簡單；所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良。

技術領域

本發明屬于高強度超厚鋼板焊接技術領域。具體涉及一種適用于高強度超厚鋼板的雙絲氣電立焊的焊接方法。

背景技術

隨著鋼材產業不斷發展，在海洋船舶、橋梁等工程領域，厚度超過100mm的超厚鋼板被廣泛用于載荷大、沖擊性能要求高的重型鋼結構中。為了滿足這類鋼結構的設計和使用要求，就需要與此相匹配的超厚板焊接工藝。目前，在多絲埋弧焊、電渣焊、氣電立焊等高效的大線能量焊接技術中，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)的發明專利，公開了一種適用于板厚為20～50mm的氣電立焊技術?！兑环N適合于50～80mm厚鋼板的氣電立焊方法》(104475920A)專利技術，公開了一種適用于板厚為50～80mm的氣電立焊技術。此兩種專利技術僅適用于單絲氣電立焊，最大板厚限于80mm。如果在厚度超過100mm及以上的超厚鋼板焊接中采用現有的焊接工藝，所形成的焊縫金屬中粗大的柱狀晶所占比例較大，會造成整個焊接接頭、特別是焊縫金屬的沖擊韌性下降。即：現有的焊接工藝無法滿足超厚鋼板高效焊接的要求。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，目的是提供一種效率高、可操作性強、適用于高強度和鋼板厚度為120～160mm的雙絲氣電立焊的焊接方法；該焊接方法所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良。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：將待焊接的高強度超厚鋼板加工為非對稱型雙面V型坡口，上坡口角度為25～30°，上坡口厚度δ1為80～90mm，下坡口角度為25～30°，下坡口厚度δ2為40～70mm，根部間隙為5～5.95mm。加裝銅質三角形水冷試塊進行強制冷卻，對雙面坡口分別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：焊接上坡口時前絲與焊縫上表面的距離a1為3.5～4.4mm，后絲與焊縫根部的距離b1為5.3～6.2mm，前絲與后絲間的距離d1為13～19.5mm；焊接下坡口時前絲與焊縫下表面的距離a2為3.5～4.4mm，后絲與焊縫根部的距離b2為5.3～6.2mm，前絲與后絲間的距離d2為13～19.5mm。

所述待焊接的高強度超厚鋼板：厚度δ為120～160mm；屈服強度為355MPa；抗拉強度為530～550MPa；－20℃沖擊韌性值為≥34J。

所述焊接的技術參數是：焊接電流為360～380A，電弧電壓為36～40V，焊接速度為0.72～1.15mm/s，保護氣體為100％的CO₂，氣體流量為47～51L/min，單面坡口的焊接線能量為230～430kJ/cm。

由于采用了上述技術方案，本發明與現有技術相比，具有如下積極效果：

本發明采用雙焊絲擺動方式，嚴格控制前絲與焊縫上表面的距離、前絲與焊縫下表面的距離、后絲與焊縫根部的距離，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顯著減小，從而降低粗大柱狀晶導致的對沖擊韌性的不良影響，提高了焊縫金屬的沖擊韌性，焊接接頭的綜合力學性能好。