CN103862184A - 1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法 - Google Patents

1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103862184A
CN103862184A CN201410125452.2A CN201410125452A CN103862184A CN 103862184 A CN103862184 A CN 103862184A CN 201410125452 A CN201410125452 A CN 201410125452A CN 103862184 A CN103862184 A CN 103862184A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
strength steel
high strength
1000mpa
preheating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410125452.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103862184B (zh
Inventor
李亚江
刘坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN201410125452.2A priority Critical patent/CN103862184B/zh
Publication of CN103862184A publication Critical patent/CN103862184A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103862184B publication Critical patent/CN103862184B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/167—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a non-consumable electrode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/3073—Fe as the principal constituent with Mn as next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/38—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
    • B23K35/383—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area mainly containing noble gases or nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/235—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，打底层焊道采用“低强匹配”690MPa高韧性焊丝，提高焊缝根部韧性，增强抗裂性。填充层采用等强匹配900MPa高强高韧性焊丝，保证焊缝的强度和韧性。盖面层采用760MPa碱性药芯焊丝，保证焊缝表面光洁平滑，外观成形美观。焊接过程控制层间温度100～150℃，焊接完成后用硅酸铝保温材料覆盖使焊接区保温缓冷。本发明提出的在不预热条件下实现1000MPa高强度钢的组合焊接方法，可得到强度和韧性匹配良好的焊接接头，对实现承载结构的轻量化有重要的意义。这种1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，具有生产效率高、结构轻量化、生成成本低、实用性强、适用范围广泛等特点。采用这项技术可以降低生产成本约25%，具有很好的工程应用前景。

Description

1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法
技术领域
本发明涉及一种高强度钢的不预热组合焊接方法，特别涉及一种用于1000MPa高强度钢焊接结构的不预热、不进行焊后热处理和组合焊接方法，属于焊接技术领域。
背景技术
随着钢铁结构强度级别的日益提高，高技术含量、高附加值的抗拉强度1000MPa的低合金高强度钢越来越受到人们的关注，其中1000MPa高强度钢焊接结构不仅能在工程领域满足其强度要求，更能实现结构轻量化的战略目标，提高材料利用率和降低结构重量，在矿山装备、煤矿机械等工程领域有着广阔的应用前景。
1000MPa高强度钢强度级别较高，在工程应用中作为承载结构有独特的性能优势，但1000MPa高强度钢成形工艺复杂、淬硬性大，在焊接中易出现冷裂纹等缺陷，对焊接工艺和焊接接头质量要求较高。目前在焊接生产中，这类高强度钢焊接多采用焊前预热、焊后热处理的工艺措施，通过熔化极氩弧焊（MIG）或混合气体保护焊（MAG）等机械化或半机械化方法配合等强匹配焊材进行焊接。但这种焊接方法工艺复杂，焊接过程繁琐，生产成本较高。特别是实际生产中大型焊接结构难以实现预热和焊后热处理，同时对焊接工艺过程和热输入要求严格，如预热温度过低易产生焊接裂纹，预热温度过高易造成焊接热影响区软化，导致焊接接头质量难以满足使用要求。
中国发明专利ZL200610070181.0和ZL200910019599.2分别提出800MPa和900MPa高强度钢的不预热焊接工艺，可以实现部分高强度钢的不预热焊接。但采用这两项技术难以实现更高强度级别1000MPa高强度钢的焊接。目前针对1000MPa高强度钢的焊接仍是采用预热焊接方法。若能在不预热、不焊后热处理条件下，实现对1000MPa高强度钢的焊接，对简化焊接工艺、改善劳动条件和降低生产成本将有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，技术特点是：打底层采用低匹配690MPa高韧性焊丝钨极氩弧焊，填充层采用900MPa高强高韧性实芯焊丝Ar+CO2混合气体保护焊，盖面层采用760MPa药芯焊丝Ar+CO2混合气体保护焊；焊接过程控制层间温度100～150℃，焊后立即用硅酸铝保温材料覆盖焊接区保温缓冷。这种方法适用于1000MPa高强度钢以及1000MPa/800MPa高强异种钢的不预热组合焊接，可获得外观光洁美观的焊接接头，焊缝中下贝氏体和铁素体形态以细针状分布，能够起到抑制微裂纹萌生和扩展的作用。焊接热影响区中形成强韧性较好的低碳马氏体和下贝氏体混合组织，消除热影响区的软化问题。采用这种不预热组合焊接方法获得的焊接接头抗拉强度900～980MPa、焊缝金属-20℃条件下的冲击吸收功大于47J，可满足其使用要求。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，工艺步骤如下：
（1）在待焊工件接头处开双面V形坡口，坡口角度为50°～60°，钝边2～3mm；
（2）用手动砂轮片打磨坡口及坡口两侧20～30mm的表面，去除铁锈和油污，露出金属光泽，用无水乙醇和丙酮将打磨后的坡口及表面清洗干净；
（3）采用填丝钨极氩弧焊打底焊，填充“低强匹配”690MPa高韧性焊丝，用纯氩气保护，焊接参数为：钨极直径2.4mm，直流正极性；填充焊丝直径2.0mm，焊接电压12～14V，焊接电流90-180A，保护气体流量12～20L/min。
（4）填充焊采用900MPa高强高韧性实芯焊丝Ar+CO2混合气体保护多道多层焊，控制层间温度100～150℃，焊接参数为：焊丝直径1.2mm，焊接电压30～33V，焊接电流280～380A，焊接热输入控制在12～20kJ/cm，保护气体流量14～22L/min；焊接过程中严格控制焊接热输入，控制焊接速度，收弧处填满弧坑。
（5）盖面焊采用760MPa高强度钙型碱性药芯焊丝Ar+CO2混合气体保护，焊接参数为：焊丝直径2.0mm，焊接电压24～28V，焊接电流220～360A，焊接热输入控制在12～20kJ/cm，保护气体流量16～22L/min，焊丝伸出长度18～25mm；焊接过程中控制焊接速度，焊后用硅酸铝保温材料覆盖焊接接头区域，使之保温缓慢冷却。
上述的1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法中，焊前不预热，焊后不进行热处理，焊接过程中须保持连续施焊，中途不得中断焊接。整个焊接过程中注意保持层间温度100～150℃，收弧部位不允许出现弧坑。
其中：步骤（3）中所述“低强匹配”690MPa高韧性焊丝优选直径为2.0mm，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C≤0.12%，Si0.4%～0.8%，Mn1.2%～1.8%，Ni0.5%～1.0%，Cu≤0.35%，Mo0.20%～0.55%，Nb0.02%～0.1%，Ti≤0.20%，余量为Fe；熔敷金属力学性能为：抗拉强度σb≥690MPa，伸长率δ≥18%，-20℃冲击吸收功AKV≥68J。
其中：步骤（3）中所述纯氩气为纯度99.9%Ar的氩气。
其中：步骤（3）中所述填丝氩弧焊所用喷嘴直径优选为12mm，喷嘴到工件距离12mm。
其中：步骤（4）中所述900MPa高强高韧性实芯焊丝优选直径为1.2mm，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C≤0.12%，Si0.4%～0.8%，Mn1.2%～1.9%，（Mn+Ni）≤1.5%，Cu≤0.5%，Nb0.02%～0.1%，余量为Fe；熔敷金属力学性能为：抗拉强度σb≥930MPa，屈服强度σs≥835Pa，伸长率δ≥17%，-20℃冲击吸收功AKV≥68J。
其中：步骤（4）所述Ar+CO2混合气体保护焊采用的Ar与CO2的体积比优选为80%～90%：20%～10%，且两者体积之和为100%。
其中：步骤（5）中所述盖面焊760MPa高强度钙型碱性药芯焊丝优选直径为2.0mm，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C≤0.15%，Si0.6%～0.8%，Mn1.2%～2.2%，Ni1.25%～2.60%，Cr0.2%～0.6%，Mo0.3%～0.6%，V0.02%～0.03%，余量为Fe；熔敷金属力学性能为：抗拉强度σb≥760MPa，屈服强度σs≥680Pa，伸长率δ≥15%，-20℃冲击吸收功AKV≥47J。
焊接接头正面施焊完毕后，翻转试板焊接背面封底焊缝时仍须保持试板温度不低于100℃。焊接背面封底焊缝时须先用电弧气刨挑焊根，手动砂轮打磨清根后，再用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊进行封底焊，配用直径2.0mm的760MPa高强度碱性药芯焊丝，焊接参数与正面盖面焊相同。
本发明所述1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法的技术方案是：打底层采用“低强匹配”690MPa高韧性焊丝，用填丝钨极氩弧焊进行焊接；填充层采用900MPa高强高韧性实芯焊丝，用Ar+CO2混合气体保护焊多层多道焊，控制层间温度100～150℃；盖面层采用760MPa高强度碱性药芯焊丝Ar+CO2混合气体保护焊，焊接完成后用硅酸铝保温材料覆盖使之保温缓冷，以防止冷却快、淬硬性大而出现冷裂纹。焊接过程严格控制焊接热量输入不大于20kJ/cm。混合气体保护焊的Ar与CO2的混合比例分比为（80～90）%Ar：（20～10）%CO2。焊前不预热，焊后不进行热处理。
本发明提出的1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，克服了现有工艺复杂（需预热、后热等）、生产效率低等不足，可获得表面光洁平整的焊缝，无内部裂纹、夹杂等缺陷。焊缝金属的抗拉强度大于930MPa，试验温度-20℃的焊缝金属V形缺口冲击吸收功为大于47J，具有较高的承载能力，能满足其使用性能要求。热影响区中形成强韧性较好的低碳马氏体和下贝氏体组织，避免了热影响区软化问题。
本发明的技术要点体现在：打底层焊道采用“低强匹配”690MPa高韧性焊丝，提高焊缝根部韧性，增强抗裂性（高强度钢焊接裂纹多产生于焊缝根部，特别是900MPa以上的高强钢）。填充层采用等强匹配900MPa高强高韧性焊丝，保证焊缝的强度和韧性。盖面层采用760MPa碱性药芯焊丝，保证焊缝表面光洁平滑，外观成形美观。焊接过程控制层间温度100～150℃，焊接完成后用硅酸铝保温材料覆盖使焊接区保温缓冷。
本发明提出的在不预热条件下实现1000MPa高强度钢的组合焊接方法，可得到强度和韧性匹配良好的焊接接头，对实现承载结构的轻量化有重要的意义。这种1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，具有生产效率高、结构轻量化、生成成本低、实用性强、适用范围广泛等特点。采用这项技术可以降低生产成本约25%，具有很好的工程应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
厚度为20mm的1000MPa高强度钢（Q980）平板对接焊，试板尺寸为300mm×148mm×20mm。焊接试板对接接头处用机械加工方法开双面V形坡口，坡口角度55°，钝边3mm。用手动砂轮打磨坡口及接头处两侧20mm范围内的表面，打磨出金属光泽。焊接设备选用动特性良好的逆变式焊机。采用不预热组合焊接工艺施焊。焊接试板对接装配，用混合气体保护焊690MPa实芯焊丝点固焊。施焊前在焊接试板底下铺垫厚度大于10mm的硅酸铝保温材料。
（1）打底焊采用填丝钨极氩弧焊，填充低匹配690MPa高韧性焊丝，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C0.12%，Si0.4%，Mn1.8%，Ni0.5%，Cu0.35%，Mo0.20%，Nb0.1%，Ti0.20%，余量为Fe，99.9%Ar纯氩气保护，焊接参数为：钨极直径2.4mm，直流正极性；填充焊丝直径2.0mm，焊接电压12V，焊接电流180A，保护气体流量18L/min。喷嘴直径为12mm，喷嘴到工件距离12mm。
（2）填充焊用Ar+CO2混合气体保护焊，采用直径1.2mm的900MPa高强高韧性实芯焊丝，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C0.12%，Si0.4%%，Mn1.9%，Ni0.5%，Cu0.5%，Nb0.02%，余量为Fe，Ar和CO2气体的体积比为85%：15%。在室温25℃的不预热条件下施焊，多层多道连续焊。焊接参数为：焊接电压32V，焊接电流360A，焊接热输入18kJ/cm，保护气体流量20L/min。层间温度150℃。后续焊道施焊时应保持稍高的层温（150℃），使前一焊道对后续焊道起预热作用（也有利于氢的扩散逸出）。收弧处填满弧坑。
（3）采用Ar+CO2混合气体保护焊盖面焊，配用直径2.0mm的760MPa高强度碱性药芯焊丝，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C0.15%，Si0.6%，Mn2.2%，Ni1.25%，Cr0.6%，Mo0.3%，V0.03%，余量为Fe，在试板温度不低于100℃条件下施焊。焊接参数为：焊接电压26V，焊接电流320A，焊接热输入18kJ/cm，焊丝伸出长度22mm；保护气体流量20L/min。
（4）焊接接头正面施焊完毕后，翻转试板焊接背面封底焊缝，保持试板温度150℃。先用电弧气刨挑焊根，手动砂轮打磨清根后，再用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊进行封底焊，配用直径2.0mm的760MPa高强度碱性药芯焊丝，其熔敷金属化学成分与（3）中相同，焊接参数与正面盖面焊相同。
（5）焊接完成后立即用硅酸铝保温材料覆盖工件的焊接接头区，使之保温缓冷。
针对上述厚度20mm的1000MPa高强度钢（Q980），采用上述不预热组合焊接工艺的焊接接头外观平整光洁，无表面和根部裂纹等缺陷。获得的焊接接头力学性能为：抗拉强度950MPa，伸长率10%，试验温度0℃的焊缝金属V形缺口冲击吸收功大于69J，能满足使用性能要求。
实施例2：
厚度为14mm的Q890高强钢与Q980高强钢对接焊，试板尺寸为280mm×160mm×14mm。焊接试板对接接头处用机械加工方法开单面V形坡口，坡口角度60°，钝边2mm。用手动砂轮打磨坡口及接头处两侧20mm范围内的表面，打磨出金属光泽。用无水乙醇将打磨后的坡口及表面清洗干净。
（1）焊接设备选用动特性良好的直流逆变式焊机。施焊前在焊接试板底下铺垫厚度大于10mm的硅酸铝保温材料。打底焊采用填丝钨极氩弧焊，填充直径2.0mm“低匹配”690MPa高韧性焊丝，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C0.09%，Si0.8%，Mn1.8%，Ni0.5%，Cu0.30%，Mo0.55%，Nb0.02%，Ti0.10%，余量为Fe，99.9%Ar纯氩气保护，焊接参数为：钨极直径2.4mm，直流正极性；焊接电压12V，焊接电流12A，保护气体流量18L/min。喷嘴直径为12mm，喷嘴到工件距离12mm。
（2）填充焊采用900MPa高强高韧性实芯焊丝，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C0.08%，Si0.8%，Mn1.2%，Ni0.4%，Cu0.3%，Nb0.1%，余量为Fe，85%Ar+15%CO2混合气体保护多道多层焊，控制层间温度100℃，焊接参数为：焊丝直径1.2mm，焊接电压3V，焊接电流280～320A，保护气体流量14L/min；焊接过程中控制焊接热输入在12kJ/cm，控制焊接速度，收弧处填满弧坑。
（3）盖面焊采用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊，配用直径2.0mm的760MPa高强度碱性药芯焊丝，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C0.05%，Si0.8%，Mn1.2%，Ni2.60%，Cr0.2%，Mo0.6%，V0.02%，余量为Fe，在试板温度100℃条件下施焊。焊接参数为：焊接电压24V，焊接电流250A，焊接热输入控制在16kJ/cm，焊丝伸出长度20mm；保护气体流量20L/min。
（4）焊接接头正面施焊完毕后，翻转试板焊接背面封底焊缝。先用电弧气刨挑焊根，手动砂轮打磨清根后，用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊进行封底焊，配用直径2.0mm的760MPa高强度碱性药芯焊丝，其熔敷金属化学成分与（3）中相同，焊接参数与正面盖面焊相同。
（5）焊接完成后立即用硅酸铝保温材料覆盖工件的焊接接头区，使之保温缓冷，防止接头冷裂纹的萌生。
上述的Q890高强钢与Q980高强异种钢不预热组合焊接中，对接的焊接试板应保持连续施焊，中途不得中断焊接。焊前不预热，焊后不进行热处理。为了防止焊接接头区产生裂纹，在整个焊接过程中保持层间温度100℃，焊接完成后用硅酸铝保温材料覆盖焊接区保温缓冷。焊后接头外观平整光洁，无表面和根部裂纹。试验温度-20℃的焊缝金属V形缺口冲击吸收功大于74J，能满足使用性能要求。

Claims (9)

1.1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，其特征是，工艺步骤如下：
（1）在待焊工件接头处开双面V形坡口，坡口角度为50°～60°，钝边2～3mm；
（2）打磨坡口及坡口两侧20～30mm的表面，去除铁锈和油污，露出金属光泽，将打磨后的坡口及表面清洗干净；
（3）采用填丝钨极氩弧焊打底焊，填充低强匹配的690MPa高韧性焊丝，用氩气保护，焊接参数为：钨极直径2.4mm，直流正极性；填充焊丝直径2.0mm，焊接电压12～14V，焊接电流90-180A，保护气体流量12～20L/min；
（4）填充焊采用900MPa高强高韧性实芯焊丝Ar+CO2混合气体保护多道多层焊，控制层间温度100～150℃，焊接参数为：焊丝直径1.2mm，焊接电压30～33V，焊接电流280～380A，焊接热输入控制在12～20kJ/cm，保护气体流量14～22L/min；
（5）盖面焊采用760MPa高强度钙型碱性药芯焊丝Ar+CO2混合气体保护，焊接参数为：焊丝直径2.0mm，焊接电压24～28V，焊接电流220～360A，焊接热输入控制在12～20kJ/cm，保护气体流量16～22L/min，焊丝伸出长度18～25mm；焊后用硅酸铝保温材料覆盖焊接接头区域，使之保温缓慢冷却。
2.如权利要求1所述的1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，其特征是，焊前不预热，焊后不进行热处理，焊接过程中保持连续施焊；整个焊接过程中保持层间温度100～150℃，收弧部位不出现弧坑。
3.如权利要求1所述的1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，其特征是，步骤（3）中所述“低强匹配”690MPa高韧性焊丝，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C≤0.12%，Si0.4%～0.8%，Mn1.2%～1.8%，Ni0.5%～1.0%，Cu≤0.35%，Mo0.20%～0.55%，Nb0.02%～0.1%，Ti≤0.20%，余量为Fe；熔敷金属力学性能为：抗拉强度σb≥690MPa，伸长率δ≥18%，-20℃冲击吸收功AKV≥68J。
4.如权利要求1所述的1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，其特征是，步骤（3）中所述填丝氩弧焊所用喷嘴直径为12mm，喷嘴到工件距离12mm。
5.如权利要求1所述的1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，其特征是，步骤（4）中所述900MPa高强高韧性实芯焊丝直径为1.2mm，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C≤0.12%，Si0.4%～0.8%，Mn1.2%～1.9%，（Mn+Ni）≤1.5%，Cu≤0.5%，Nb0.02%～0.1%，余量为Fe；熔敷金属力学性能为：抗拉强度σb≥930MPa，屈服强度σs≥835Pa，伸长率δ≥17%，-20℃冲击吸收功AKV≥68J。
6.如权利要求1所述的1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，其特征是，步骤（4）所述Ar+CO2混合气体保护焊采用的Ar与CO2的体积比为80%～90%：20%～10%，且两者体积之和为100%。
7.如权利要求1所述的1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，其特征是，步骤（5）中所述盖面焊760MPa高强度钙型碱性药芯焊丝直径为2.0mm，其熔敷金属化学成分以质量百分比计为：C≤0.15%，Si0.6%～0.8%，Mn1.2%～2.2%，Ni1.25%～2.60%，Cr0.2%～0.6%，Mo0.3%～0.6%，V0.02%～0.03%，余量为Fe；熔敷金属力学性能为：抗拉强度σb≥760MPa，屈服强度σs≥680Pa，伸长率δ≥15%，-20℃冲击吸收功AKV≥47J。
8.如权利要求1所述的1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，其特征是，焊接接头正面施焊完毕后，翻转试板焊接背面封底焊缝时仍保持试板温度不低于100℃。
9.如权利要求1所述的1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法，其特征是，焊接背面封底焊缝时须先用电弧气刨挑焊根，手动砂轮打磨清根后，再用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊进行封底焊，配用直径2.0mm的760MPa高强度碱性药芯焊丝，焊接参数与正面盖面焊相同。
CN201410125452.2A 2014-03-31 2014-03-31 1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法 Expired - Fee Related CN103862184B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410125452.2A CN103862184B (zh) 2014-03-31 2014-03-31 1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410125452.2A CN103862184B (zh) 2014-03-31 2014-03-31 1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103862184A true CN103862184A (zh) 2014-06-18
CN103862184B CN103862184B (zh) 2016-01-13

Family

ID=50901526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410125452.2A Expired - Fee Related CN103862184B (zh) 2014-03-31 2014-03-31 1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103862184B (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105562893A (zh) * 2016-03-07 2016-05-11 武汉科技大学 用于大规格超高强度钢板的co2气体保护焊的焊接方法
CN105598596A (zh) * 2016-01-29 2016-05-25 山东大学 一种1200MPa高强度钢不预热组合焊接方法
CN106216817A (zh) * 2016-08-19 2016-12-14 东北大学 V‑n微合金化q550d中厚板焊前不预热焊后不热处理的焊接方法
CN106270957A (zh) * 2016-09-14 2017-01-04 武汉钢铁股份有限公司 一种1000MPa级工程机械高强钢厚板的气体保护焊接方法
CN107052617A (zh) * 2017-03-20 2017-08-18 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种1000MPa级高强度全位置超低氢药芯焊丝及其焊接方法
CN107498150A (zh) * 2017-08-18 2017-12-22 中国核工业二三建设有限公司 一种异种钢焊接方法
CN107999958A (zh) * 2017-12-08 2018-05-08 首钢集团有限公司 一种保障防弹钢板焊接接头防弹性能的焊接方法
CN109128550A (zh) * 2018-08-29 2019-01-04 武汉钢铁有限公司 一种抗拉强度Rm≥810MPa桥梁钢气保护焊接方法
CN109434244A (zh) * 2018-12-29 2019-03-08 深圳市瑞凌实业股份有限公司 一种双丝焊接方法以及***
CN110153583A (zh) * 2019-05-24 2019-08-23 南京钢铁股份有限公司 一种提高q890dqp钢焊接接头强韧性的方法
CN112338434A (zh) * 2020-09-27 2021-02-09 中国石油天然气集团有限公司 一种抗延迟开裂的高强度b型套筒角焊缝焊接方法
CN114131142A (zh) * 2021-12-09 2022-03-04 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种弹簧钢轧辊裂纹焊接修复方法
CN114734125A (zh) * 2022-03-10 2022-07-12 山东钢铁集团日照有限公司 一种适合500hb级耐磨钢的免预热焊接方法
CN115178839A (zh) * 2022-07-14 2022-10-14 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法
CN117324732A (zh) * 2023-10-31 2024-01-02 苏州骐骥焊接材料有限公司 一种高强风塔用钢板q500me的埋弧焊焊接方法
CN117583705A (zh) * 2023-11-30 2024-02-23 天津大学 一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1962151A (zh) * 2006-11-22 2007-05-16 山东大学 800MPa高强度钢的不预热焊接工艺
CN101733562A (zh) * 2009-12-08 2010-06-16 山东大学 900MPa高强钢不预热组合焊接方法
CN102179606A (zh) * 2011-02-18 2011-09-14 济钢集团有限公司 一种1000MPa级非调质型高强度钢的焊接工艺
CN102179602A (zh) * 2011-04-08 2011-09-14 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所 一种屈服强度800MPa低合金高强钢不预热组织梯度匹配焊接工艺
CN102513662A (zh) * 2011-12-23 2012-06-27 山东大学 Q690与q980高强异种钢不预热焊接方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1962151A (zh) * 2006-11-22 2007-05-16 山东大学 800MPa高强度钢的不预热焊接工艺
CN101733562A (zh) * 2009-12-08 2010-06-16 山东大学 900MPa高强钢不预热组合焊接方法
CN102179606A (zh) * 2011-02-18 2011-09-14 济钢集团有限公司 一种1000MPa级非调质型高强度钢的焊接工艺
CN102179602A (zh) * 2011-04-08 2011-09-14 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所 一种屈服强度800MPa低合金高强钢不预热组织梯度匹配焊接工艺
CN102513662A (zh) * 2011-12-23 2012-06-27 山东大学 Q690与q980高强异种钢不预热焊接方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨东青: "高强钢厚板双面双TIG打底焊缝成形影响因素研究", 《哈尔滨工业大学硕士论文》 *

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105598596A (zh) * 2016-01-29 2016-05-25 山东大学 一种1200MPa高强度钢不预热组合焊接方法
CN105598596B (zh) * 2016-01-29 2017-12-08 山东大学 一种1200MPa高强度钢不预热组合焊接方法
CN105562893B (zh) * 2016-03-07 2018-06-19 武汉科技大学 用于大规格超高强度钢板的co2气体保护焊的焊接方法
CN105562893A (zh) * 2016-03-07 2016-05-11 武汉科技大学 用于大规格超高强度钢板的co2气体保护焊的焊接方法
CN106216817A (zh) * 2016-08-19 2016-12-14 东北大学 V‑n微合金化q550d中厚板焊前不预热焊后不热处理的焊接方法
CN106216817B (zh) * 2016-08-19 2018-08-03 东北大学 V-n微合金化q550d中厚板焊前不预热焊后不热处理的焊接方法
CN106270957B (zh) * 2016-09-14 2018-12-28 武汉钢铁有限公司 一种1000MPa级工程机械高强钢厚板的气体保护焊接方法
CN106270957A (zh) * 2016-09-14 2017-01-04 武汉钢铁股份有限公司 一种1000MPa级工程机械高强钢厚板的气体保护焊接方法
CN107052617A (zh) * 2017-03-20 2017-08-18 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种1000MPa级高强度全位置超低氢药芯焊丝及其焊接方法
CN107052617B (zh) * 2017-03-20 2019-08-16 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种1000MPa级高强度全位置超低氢药芯焊丝及其焊接方法
CN107498150A (zh) * 2017-08-18 2017-12-22 中国核工业二三建设有限公司 一种异种钢焊接方法
CN107999958A (zh) * 2017-12-08 2018-05-08 首钢集团有限公司 一种保障防弹钢板焊接接头防弹性能的焊接方法
CN109128550A (zh) * 2018-08-29 2019-01-04 武汉钢铁有限公司 一种抗拉强度Rm≥810MPa桥梁钢气保护焊接方法
CN109434244A (zh) * 2018-12-29 2019-03-08 深圳市瑞凌实业股份有限公司 一种双丝焊接方法以及***
CN110153583A (zh) * 2019-05-24 2019-08-23 南京钢铁股份有限公司 一种提高q890dqp钢焊接接头强韧性的方法
CN112338434A (zh) * 2020-09-27 2021-02-09 中国石油天然气集团有限公司 一种抗延迟开裂的高强度b型套筒角焊缝焊接方法
CN114131142A (zh) * 2021-12-09 2022-03-04 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种弹簧钢轧辊裂纹焊接修复方法
CN114734125A (zh) * 2022-03-10 2022-07-12 山东钢铁集团日照有限公司 一种适合500hb级耐磨钢的免预热焊接方法
CN114734125B (zh) * 2022-03-10 2024-01-23 山东钢铁集团日照有限公司 一种适合500hb级耐磨钢的免预热焊接方法
CN115178839A (zh) * 2022-07-14 2022-10-14 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法
CN115178839B (zh) * 2022-07-14 2024-03-19 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种提高QStE钢板焊接接头弯曲性能的方法
CN117324732A (zh) * 2023-10-31 2024-01-02 苏州骐骥焊接材料有限公司 一种高强风塔用钢板q500me的埋弧焊焊接方法
CN117583705A (zh) * 2023-11-30 2024-02-23 天津大学 一种深水导管架tky节点高强高韧抗腐蚀焊接方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103862184B (zh) 2016-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103862184B (zh) 1000MPa高强度钢不预热组合焊接方法
CN101733562B (zh) 900MPa高强钢不预热组合焊接方法
CN102513662B (zh) Q690与q980高强异种钢不预热焊接方法
CN100413629C (zh) 800MPa高强度钢的不预热焊接工艺
CN102101210A (zh) 一种610MPa水电站压力钢管用高强钢焊接方法
CN103521886B (zh) 用于不锈钢单面焊双面成型的焊接方法
CN105598596B (zh) 一种1200MPa高强度钢不预热组合焊接方法
CN102179601B (zh) 800MPa高强度钢的CO2气保护焊接工艺
CN102581573B (zh) 一种热喷涂预置钎料热轧制备复合板的方法
CN103231155A (zh) 一种易焊接高强大厚度钢板不预热气体保护焊焊接工艺
CN104625342B (zh) 一种屈服强度为500MPa级高性能桥梁钢角的焊缝焊接工艺
CN110076430B (zh) 一种厚度≥40mm的1000MPa钢板的气保护焊接方法
CN105522262A (zh) 屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法
CN103231156B (zh) 一种x90管线钢制造的快速埋弧焊方法
CN103567613A (zh) 一种不锈钢复合板铁路罐车焊接工艺
CN103801808A (zh) 窄间隙熔化极活性气体保护电弧焊工艺
CN105057849A (zh) 一种1100MPa级热轧超高强高韧钢不预热焊接方法
CN109352142A (zh) 一种Q420B钢板的GMAW-Ar焊接方法
CN105345233A (zh) 中锰耐磨钢与q345b低合金钢熔化极气体保护焊工艺
CN104759739B (zh) 一种铁路车辆箱型梁复合焊接工艺
CN103962746B (zh) 一种电弧焊用气体保护药芯焊丝
CN110871312B (zh) 屈服强度600MPa级低合金钢板的MAG焊接方法
CN114734125A (zh) 一种适合500hb级耐磨钢的免预热焊接方法
CN101791746A (zh) 大型高温耐热钢管道焊接工艺
CN102091880A (zh) 一种wq890d厚板焊接工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160113

Termination date: 20190331

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee