[發(fā)明專利]抗拉強度≥560MPa級的-70℃低溫容器鋼的焊條電弧焊焊接方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110425366.3
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113182642A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 汪晶潔;謝章龍;李松;吳君明;王曉斌
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B23K9/00
• 分類號: B23K9/00;B23K9/235;B23K9/32;B23K33/00;B23K35/30
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 艾中蘭

本發(fā)明公開了一種抗拉強度≥560MPa級的?70℃低溫容器鋼的焊條電弧焊焊接方法，通過合理的母材、焊材配合，采用合理的焊條電弧焊焊接工藝，坡口形式、焊前預熱、焊接參數(shù)相配和，保證焊接接頭?70℃低溫沖擊功KV2≥60J,焊接接頭抗拉強度≥560MPa的綜合力學性能，適合于16~60mm厚抗拉強度≥560MPa級?70℃低溫容器鋼焊接。

技術領域

本發(fā)明屬于鋼鐵材料焊接技術領域，特別是涉及一種焊接接頭力學綜合性能優(yōu)良的16～60mm厚抗拉強度≥560MPa級-70℃低溫容器鋼的焊條電弧焊技術。

背景技術

低溫球罐用鋼09MnNiDR的強度較低，專家提出在保證-70℃低溫韌性的基礎上開發(fā)新型低溫鋼，提高球罐用鋼強度，降低材料用量和施工量，抗拉強度從430MPa提高到560MPa。

該新型低溫鋼仍然以焊接技術進行連接，以形成用于儲備和運輸?shù)蜏貎薜鹊慕Y構。該新型低溫鋼是否有較寬的焊接工藝窗口，焊接后其接頭性能，特別是焊接接頭的低溫沖擊韌性及焊接接頭抗拉強度能否達到標準或用戶要求，成為該鋼種進入市場的第一道門檻。

發(fā)明內容

合理的焊接工藝對于抗拉強度為≥560MPa級-70℃低溫容器鋼結構安全使用具有重要的現(xiàn)實意義，本發(fā)明的目的就在于提供一種焊接接頭力學綜合性能優(yōu)良的16～60mm厚抗拉強度≥560MPa級-70℃低溫容器鋼的焊條電弧焊焊接工藝。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種適用于抗拉強度≥560MPa級的-70℃低溫容器鋼的焊條電弧焊焊接方法，其特征在于包括如下步驟：

準備低溫容器鋼母材：所述母材的屈服強度≥420MPa，抗拉強度≥560MPa，延伸率≥20％，-70℃沖擊功KV2≥60J；化學成分及重量百分比為C：≤0.12％，Si：0.10～0.60％，Mn：1.00～1.75％，Ni：0.40～0.12％，Mo：≤0.20％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，余量為Fe和不可避免的雜質；

準備焊條：焊條化學成分及重量百分比為：C：0.03～0.12％，Mn：0.5～3.0％，Si：0.20～0.30％，S：≤0.01％，P：≤0.02％，Ni：2.0～5.0％，Cr：0.05～0.25％，Mo：0.05～0.20％，V：≤0.01％，余量為Fe及不可避免雜質；

采用焊條電弧焊焊接，焊接參數(shù)如下：

1)坡口形式：采用不對稱X型坡口，小坡口面角度為60～70°，大坡口面角度為50～60°，鈍邊尺寸為0～2mm，坡口裝配留0～2mm間隙；

2)焊前預熱溫度≥60℃，層間溫度60～160℃；反面焊接前進行清根處理；

3)焊條電弧焊焊接電流100～160A，電弧電壓20～26，焊接速度12～18cm/min，焊接熱輸入7～20kJ/cm。

由于焊接工藝參數(shù)影響焊接接頭的熱循環(huán)過程，從而對焊接接頭的焊縫金屬和熱影響區(qū)的組織和力學性能帶來影響，本發(fā)明通過研究不同焊接工藝對焊接接頭力學性能及焊接質量的影響，分別對焊接接頭的焊縫及熱影響區(qū)-70℃沖擊功、拉伸性能以及彎曲性能進行了測定。結果表明，采用本發(fā)明所述焊接工藝參數(shù)進行焊接時，焊接接頭綜合力學性能優(yōu)良，焊縫及熱影響區(qū)-70℃沖擊功KV2≥60J、抗拉強度Rm：≥560MPa、焊接接頭側彎d＝4a，180°合格。

有益效果：

本發(fā)明的抗拉強度≥560MPa級的-70℃低溫容器鋼焊條電弧焊焊接方法，通過合理的母材、焊材配合，采用合理的焊條電弧焊焊接工藝，坡口形式、焊前預熱、焊接參數(shù)相配和，保證焊接接頭具有-70℃低溫沖擊功KV2≥60J、焊接接頭抗拉強度≥560MPa的優(yōu)良的綜合力學性能，適合于16～60mm厚抗拉強度≥560MPa級-70℃低溫容器鋼焊接。

附圖說明