專利名稱：一種用于高強(qiáng)度橋梁鋼厚板k型接頭氣保焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度橋梁鋼氣保焊焊接方法，尤其適用于抗拉強(qiáng)度Rm570 650MPa級(jí) 別低合金高強(qiáng)度橋梁鋼制造大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的K型接頭氣保焊接的方法。
背景技術(shù)：
隨著橋梁的整體設(shè)計(jì)逐步向高強(qiáng)、大跨、重載、高速方面發(fā)展。為適應(yīng)我國橋梁建設(shè)發(fā)
展的要求，武漢鋼鐵(集團(tuán))公司開發(fā)研制了 14MnNbq、 WNQ570、 WNQ690等高強(qiáng)度、高
韌性橋梁系列用鋼，其綜合力學(xué)性能達(dá)到了國外同類鋼種水平，尤其是低溫沖擊韌性有較大
的提高?；男阅艿奶岣邔?duì)與之相匹配的焊接材料及焊接工藝提出了迫切的要求。由于橋梁
輝接結(jié)構(gòu)R益向高參數(shù)、大型化方向發(fā)展，這就對(duì)焊接結(jié)構(gòu)用鋼的性能提出了越來越高的要
求，不僅要有良好的綜合力學(xué)性能，而且要有良好的加工工藝性能(如焊接性)。焊接性的
好壞是評(píng)價(jià)鋼材使用性能的主要指標(biāo)之一。焊接性、焊接材料及相應(yīng)的焊接工藝是焊接低合
金結(jié)構(gòu)鋼的三個(gè)基本要素，三者密不可分。因此，如不及時(shí)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(huì)直接阻礙我國橋梁鋼及新鋼種的推廣應(yīng)用。加快
開展大跨度南京高速大橋用鋼焊接材料的匹配及焊接工藝的研究，對(duì)我國橋梁用鋼在大跨度
橋梁結(jié)構(gòu)制造技術(shù)的推廣應(yīng)用有重大的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。
目前存在的主要問題采用目前國內(nèi)現(xiàn)有600 700MPa級(jí)氣保護(hù)焊接材料與焊接工藝匹
配，熔敷金屬?zèng)_擊功與實(shí)際接頭韌性遠(yuǎn)不能滿足新一代大跨度、重載、高速橋梁制造的焊接
技術(shù)要求，尤其是與高韌性的基材相比，其韌性指標(biāo)相差太遠(yuǎn)。在高強(qiáng)鋼厚板K型接頭及多
層焊的情況下，接頭強(qiáng)度與低溫(-40°CAKV)沖擊功也無法達(dá)到要求。本發(fā)明公開了一種高
強(qiáng)度橋梁鋼厚板K型接頭氣保護(hù)焊焊接方法，其主要解決的問題是提出了一種氣保護(hù)焊接工
藝與匹配材料焊接大跨度高強(qiáng)度橋梁鋼厚板K型接頭焊前不預(yù)熱、焊后不進(jìn)行熱處理的焊接
工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出了一種富氬氣保護(hù)焊接工藝與匹配材料焊接大跨度高強(qiáng)度級(jí)別 橋梁鋼厚板K型接頭，焊前不預(yù)熱、焊后不進(jìn)行熱處理的焊接工藝方法。
實(shí)現(xiàn)上述目的技術(shù)內(nèi)容
一種用于高強(qiáng)度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其步驟
(1) 采用抗拉強(qiáng)度Rm: 570 650MPa、屈服強(qiáng)度ReL: 420 490MPa，延伸率A18~24%，沖 擊功-40。C AKV: 120 270J的橋梁鋼、厚度為36~50 mm;匹配的焊絲抗拉強(qiáng)度為大于600 MPa， 焊絲直徑01.2mm;
(2) 氣保焊坡口采用雙面K型對(duì)稱坡口，坡口角度為50°~55°，鈍邊為2mm;
(3) 在焊接電流260 250A、焊接電壓23 22V、焊接速度29 20cm/min、焊接線能量 12~17kJ/cm、采用體積百分比為20%<:02加上80%Ar的富氬作保護(hù)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100~150°C。
其在于鋼板厚度為36-50 mm的范圍內(nèi)，采用不同板厚或相同板厚組合K型接頭氣保 焊焊接。
其在于所采用焊絲的化學(xué)組分及重量百分比為C 0.05 0.10、 Si 0.40~1.0、 Mn 1.6~2..0、 Ni0.60~1.30、 TiO. 08~0.20、 B 0.002~0.010、 P^0.015、 0.010，其余為鐵及不可 避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)度橋梁鋼K型接頭厚板氣保護(hù)焊接工藝，滿足了我國大跨、 重載、高速、高強(qiáng)度、高韌性新一代橋梁結(jié)構(gòu)鋼氣保護(hù)焊接工藝關(guān)鍵制造技術(shù)。接頭具有 優(yōu)良的低溫韌性，接頭三區(qū)具有較高的沖擊韌性儲(chǔ)備及安全裕度。
(2) 采用本發(fā)明焊接工藝技術(shù)，氣保護(hù)焊接頭過熱區(qū)主要為貝氏體組織，焊縫金屬主要為細(xì)小的針狀鐵素體組織，從而使焊縫具有優(yōu)良的低溫沖擊韌性，接頭具有優(yōu)良的抗裂性 能及優(yōu)良的斷裂韌性。
G)采用本發(fā)明焊接工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度橋梁鋼K型接頭厚板結(jié)構(gòu)制造過程焊前不預(yù) 熱、焊后不進(jìn)行熱處理的焊接工藝，采用多層多道連續(xù)施焊接工藝時(shí)焊縫仍具有較高的沖 擊功。
本發(fā)明所述的焊接工藝方法具有優(yōu)良的焊接工藝性能，操作簡便、適用方便、高效、 節(jié)能、并且適用工廠大跨度橋梁鋼制造推廣應(yīng)用。


圖1為氣保護(hù)焊K型全熔透接頭坡口的角度為50°并為44mm+36mm厚板組合的K型接 頭形狀圖
圖2為氣保護(hù)焊K型全熔透接頭坡口的角度為55°并為44mm+36mm厚板組合的K型接 頭形狀圖
圖3為氣保護(hù)焊K型全熔透接頭坡口的角度為50°并為50mm等厚板組合的K型接頭形
狀圖
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
一種用于高強(qiáng)度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其步驟
(1) 基材WNQ570，即抗拉強(qiáng)度為575MPa，并經(jīng)TMCP+回火，厚板組合44mm+36mm; 試板尺寸為600mmx400mmx44 (36) mm;其屈服強(qiáng)度465MPa，延伸率A18%，沖 擊功-40。C AKV: 250J的橋梁鋼、厚度為36與44 mm的組合；匹配的焊絲抗拉強(qiáng)度大于600 MPa，焊絲直徑01.2mm;
(2) 氣保焊坡口采用雙面K型對(duì)稱坡口，坡口角度為50。，鈍邊為2mm;
(3) 焊接電流250A、焊接電壓22V、焊接速度20cm/min、焊接線能量17kJ/cm，采用體積百分比為20%(202加上80%Ar的富氬作保護(hù)氣體且其流量控制在18L/min的條件下連續(xù)施 焊，以焊縫填滿為止，層間溫度控制在110 140°C。
其所采用焊絲的化學(xué)組分及重量百分比為C0.05、 Si 0.50、 Mnl.65、 Ni 0.66 、 TiO. 08、 B 0.003、 P ^0.015、 0.010，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔敷金屬的力學(xué)性能Rel: 590MPa， Rm: 660 MPa， A: 29%， Z: 73%， -40°CAKV: 148J。
經(jīng)對(duì)上述施焊后的K型接頭力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，其焊縫抗拉強(qiáng)度Rm : 620MPa，屈 服強(qiáng)度Rd; 530MPa，延伸率A; 24%，斷面收縮率Z: 72%，焊縫沖擊功-40。C AKV: 142 J， 熱影響區(qū)(1mm) -40°CAKV : 195 J，其力學(xué)性能完全滿足要求。 實(shí)施例2:
一種用于高強(qiáng)度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其步驟
(1) 基材WNQ570，即抗拉強(qiáng)度為650MPa，并經(jīng)TMCP+回火，厚板組合50mm+50mm; 試板尺寸為600mmx400mmx50mm;其屈服強(qiáng)度ReL: 525MPa，延伸率A22%，沖擊功-4(fC AKV: 240J的橋梁鋼、厚度為50與50mm的組合；匹配的焊絲抗拉強(qiáng)度大于600 MPa，焊 絲直徑①1.2mm;
(2) 氣保焊坡口采用雙面K型對(duì)稱坡口，坡口角度為50。，鈍邊為2mm;
(3) 焊接電流260A、焊接電壓23V、焊接速度29cm/min、焊接線能量12kJ/cm、采用體積 百分比為20%0)2加上80%Ar的富氬作保護(hù)氣體且其流量控制在20L/min的條件下連續(xù)施 焊，以焊縫填滿為止，層間溫度控制在120 150'C。
其所采用焊絲的化學(xué)組分及重量百分比為C0.07、 Si 0.7、 Mnl.82、 Ni 0.85 、 TiO. 11、 B 0.005、P ￡0.015、 0.010,其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔敷金屬的力學(xué)性能 580MPa， Rm: 665 MPa， A: 28%， Z: 72%， -40°CAKV: 157J。
經(jīng)對(duì)上述施焊后的K型接頭力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，焊縫抗拉強(qiáng)度Rm : 705MPa，屈服強(qiáng) 度Rd; 635MPa，延伸率A; 22%，斷面收縮率Z: 71%，焊縫沖擊功-40。C AKV: 135 J，熱影響區(qū)(0.5mm) -40°CAKV : 107 J，其力學(xué)性能完全滿足要求。
實(shí)施例3:
一種用于高強(qiáng)度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其步驟
(1)基材WNQ570，即抗拉強(qiáng)度為620MPa，并經(jīng)TMCP+回火，厚板組合44mm+36mm; 試板尺寸為600mmx400mmx44 (36) mm;其屈服強(qiáng)度ReL: 510MPa，延伸率A21%，沖擊 功-40。CAkv:270J的橋梁鋼、厚度為44與36 mm的組合；匹配的焊絲抗拉強(qiáng)度大于600 MPa， 焊絲直徑OL2mm;
(2) 氣保焊坡口采用雙面K型對(duì)稱坡口，坡口角度為55。，鈍邊為2mm;
(3) 焊接電流255A、焊接電壓23V、焊接速度24cm/min、焊接線能量15kJ/cm、采用體積 百分比為20y。CO2加上80%Ar的富氬作保護(hù)氣體且其流量控制在19L/min的條件下連續(xù)施 焊，以焊縫填滿為止，層間溫度控制在130 150。C。
其所采用焊絲的化學(xué)組分及重量百分比為C0.08、 Si 0.7、 Mnl.75、 Ni 1.0 、 TiO. 16、 B0.05、 PS0.015、S$0.010，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔敷金屬的力學(xué)性能Re,: 550MPa， Rm: 650 MPa， A: 30%, Z: 72%， -40oCAKV:腦。
經(jīng)對(duì)上述施焊后的K型接頭力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，焊縫抗拉強(qiáng)度Rm : 680MPa，屈服強(qiáng)度 Rei; 560MPa，延伸率A; 22%，斷面收縮率Z: 74%，焊縫-40。CAKv: 165 J，熱影響區(qū)(1mm) -40°CAKV : 230J,其力學(xué)性能完全滿足要求。
權(quán)利要求
1、一種用于高強(qiáng)度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其步驟(1)采用抗拉強(qiáng)度為Rm570～650MPa、屈服強(qiáng)度ReL420～490MPa，延伸率A18～24％，沖擊功-40℃AKV120～270J的橋梁鋼、厚度為36～50mm；匹配的焊絲抗拉強(qiáng)度大于600MPa，焊絲直徑Φ1.2mm；(2)氣保焊坡口采用雙面K型對(duì)稱坡口，坡口角度為50°～55°，鈍邊為2mm；(3)在焊接電流260～250A、焊接電壓23～22V、焊接速度29～20cm/min、焊接線能量12～17kJ/cm、采用體積百分比為20％CO2加上80％Ar的富氬作保護(hù)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100～150℃。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種用于高強(qiáng)度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其特征在于 在鋼板厚度為36-50 mm的范圍內(nèi)，采用不同板厚或相同板厚組合K型接頭氣保焊焊接。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種用于高強(qiáng)度橋梁鋼厚板K型接頭氣保焊接方法，其特征在于 所采用焊絲的化學(xué)組分及重量百分比為C 0.05~0.10、 Si 0.40 1.0、 Mn 1.6 2..0、 Ni 0.60 1.30 、 TiO. 08 0.20、B 0.002~0.010、P^).015、 0.010，其余為鐵及不可避 免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度橋梁鋼厚板K型接頭氣保護(hù)焊焊接方法。其提出了一種氣保焊工藝與匹配材料焊接大跨度高強(qiáng)度橋梁鋼K型接頭不僅使焊縫性能優(yōu)良，而且焊前不預(yù)熱、焊后不熱處理的焊接方法。措施其K型接頭氣保焊接方法采用R_m570～650MPa、R_eL420～490MPa，A18～24％，-40℃A_KV120～270J的橋梁鋼、厚度36～50mm；匹配焊絲R_m大于600MPa，焊絲直徑Φ1.2mm；氣保焊坡口為雙面K型對(duì)稱，坡口角度50°～55°，鈍邊2mm；在電流260～250A、電壓23～22V、焊接速度29～20cm/min、焊接線能量12～17kJ/cm、采用富氬作保護(hù)氣且其流量在18～20L/min的條件下連續(xù)施焊，以焊縫填滿為止，層間溫度控制在100～150℃。
文檔編號(hào)B23K9/02GK101549429SQ20091006215
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者劉吉斌, 方要治, 牟文廣, 王玉濤, 凱 繆, 胡家國, 董漢雄, 鄒德輝, 浮 陳, 黃治軍 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司