CN109514052A - 一种薄板高强钢焊接方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄板高强钢双面双弧焊接方法及应用，薄板高强钢双面双弧焊接方法包括如下步骤：实现将工件焊接部位制成X型坡口，X型坡口角度为80°～90°，坡口间隙为2～5mm；然后进行双面双弧打底焊；最后进行双面双弧盖面焊；双面双弧打底焊保护气体为Ar气，Ar气纯度为99.999％，气体流量为20L/min，焊接电流88～135A，焊接电压9.6～12.1V，热输入5.12～20.31kJ/cm，焊接速度4～9cm/min，正面、背面焊枪间距为30～50mm。双面双弧盖面焊保护气体为Ar气与CO2的混合气体，气体流量为10L/min，焊接电流92～124A，焊接电压16.7～19.7V，热输入为6.44～8.6kJ/cm，焊接速度为12～13cm/min，本发明焊缝内部无缺陷，焊接变形小，焊缝质量较高。

Description

一种薄板高强钢焊接方法及应用
技术领域
本发明属于焊接技术领域，尤其涉及一种薄板高强钢双面双弧焊接方法及应用。
背景技术
薄板高强钢对接拼焊是钢结构产品生产制造过程中的重要环节，常用的焊接方法有正面堆焊法、双面双弧焊等，正面堆焊法清根工序较为复杂，且焊接过程需耗费大量人力、碳棒、电能，焊缝金属填充量大，生产效率低、耗时、耗成本。
双面双弧焊焊接钢板双面，双电弧同步同时加热，形成一个共同的熔池，焊接过程影响因素众多，工艺复杂，焊接热输入不足或加热位置不准，坡口根部易产生未熔合、未熔透现象，影响接头承载，焊接热输入过大，坡口根部发生烧穿，易造成焊缝接头焊穿缺陷，因此采用双面双弧焊接薄板高强钢时焊缝成型控制难度较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：双面双弧焊接薄板高强钢时，焊缝成型难以控制，提供了一种薄板高强钢双面双弧焊接方法及应用。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括一种薄板高强钢双面双弧焊接方法，包括如下步骤：
(1)将工件焊接部位制成X型坡口：采用火焰切割法将工件加工对接装配成X型坡口，所述的坡口钝边尺寸为0～2mm，控制坡口间隙和错边量，随后对对接完成的坡口进行定位焊,定位焊焊接电流120A，焊接电压10V；
(2)进行双面双弧打底焊：采用钨极氩弧焊，使用正面、背面两把焊枪同时进行焊接，焊枪间距为30～50mm，保护气体为Ar气，Ar气纯度为99.999％，正面、背面焊接电流均为88～135A，焊接电压均为9.6～12.1V，热输入均为5.12～20.31kJ/cm，焊接速度均为4～9cm/min；
(3)进行双面双弧盖面焊：采用熔化极活性气体保护电弧焊，使用Φ1.0实心焊丝进行焊接，保护气体为体积百分比为82％：18％的Ar气和CO2的混合气体，正面、背面焊接电流均为92～124A，焊接电压均为16.7～19.7V，热输入均为6.44～8.6kJ/cm，正面焊接一层后，进行背面焊接，背面焊接一层后进行正面焊接，正背面焊接交替进行，直至正背面焊缝完全填满为止。
所述的X型坡口角度为80°～90°，坡口间隙为2～5mm。
所述的双面双弧打底焊保护气体流量为20L/min。
所述的双面双弧盖面焊保护气体流量为10L/min，焊接速度为12～13cm/min。
所述的薄板高强钢的厚度为6～8mm，屈服强度为550～590MPa。
一种薄板高强钢双面双弧焊接方法在8mm厚、590MPa级薄板高强钢上的应用。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明焊接工艺适宜，焊接时熔池体积适中，焊缝成型易于控制，焊缝表面成型均匀，成型质量良好；焊缝材料充分熔透，内部无缺陷，焊接变形小，焊缝质量较高。
附图说明
图1是X型坡口示意图；
图2是坡口间隙为2mm的薄板高强钢双面双弧打底焊焊缝照片；
图3是坡口间隙为5mm的薄板高强钢双面双弧打底焊焊缝照片；
图4是坡口间隙为5mm的薄板高强钢双面双弧盖面焊焊缝照片。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
对厚度为8mm、屈服强度为590MPa的薄板高强钢采用双面双弧焊接法实施焊接，先将钢板制成如图1所示的X型焊接坡口，坡口角度为90°，坡口间隙为2mm，接着进行定位焊，定位焊焊接电流120A，焊接电压10V；
然后使用钨极氩弧焊进行打底焊，使用正面、背面两把焊枪同时进行焊接，两面焊枪间距为30mm，保护气体为Ar气，Ar气纯度为99.999％，气体流量为20L/min，正面焊接电流120A，焊接电压11V，热输入12.3kJ/cm，焊接速度6.4cm/min，背面焊接电流90A，焊接电压10.1V，热输入7.2kJ/cm，焊接速度7.5cm/min；
最后使用熔化极活性气体保护电弧焊进行盖面焊，盖面焊保护气体为Ar气和CO2的混合气体，两者的体积百分比为82％：18％，气体流量为10L/min，正面焊接电流124A，焊接电压16.9V，热输入为8.12kJ/cm，焊接速度为15.5cm/min，背面焊接电流124A，焊接电压16.9V，热输入为8.06kJ/cm，焊接速度为13cm/min，正面焊接一层后，进行背面焊接，背面焊接一层后进行正面焊接，正背面焊接交替进行，直至正背面焊缝完全填满为止。焊接完成焊缝照片如图2，焊缝表面成型均匀，成型质量良好；焊缝材料充分熔透，内部无缺陷，焊接变形小，焊缝质量较高。
实施例2
对厚度为7mm、屈服强度为580MPa的薄板高强钢采用双面双弧焊接法实施焊接，先将钢板制成X型焊接坡口，坡口角度为90°，坡口间隙为5mm，接着进行定位焊，定位焊焊接电流120A，焊接电压10V；
然后使用钨极氩弧焊进行打底焊，使用正面、背面两把焊枪同时进行焊接，两面焊枪间距为40mm，保护气体为Ar气，Ar气纯度为99.999％，气体流量为20L/min，正面焊接电流128A，焊接电压12.1V，热输入20.31kJ/cm，焊接速度4.5cm/min，背面焊接电流105A，焊接电压10.9V，焊接速度6.8cm/min，焊接热输入10.1kJ/cm；
最后使用熔化极活性气体保护电弧焊进行盖面焊，盖面焊保护气体为Ar气和CO2的混合气体，两者的体积百分比为82％：18％，气体流量为10L/min，正面焊接电流120A，焊接电压16.7V，焊接速度12cm/min，热输入为8.6kJ/cm，背面焊接电流120A,焊接电压为16.7V，焊接速度12.7cm/min，热输入为8.2kJ/cm，正面焊接一层后，进行背面焊接，背面焊接一层后进行正面焊接，正背面焊接交替进行，直至正背面焊缝完全填满为止。打底焊与盖板焊焊缝照片如图3、4，打底焊焊缝表面光滑过渡，无气孔，盖面焊焊缝表面成型光滑，与母材熔合良好。
对实施例1、2的试样采用目视与X射线检测方式对焊接接头进行缺陷检测，判断焊缝表面是否有裂纹、咬边和夹渣等表面缺陷，利用X射线探伤仪检测焊缝内部，判断焊缝内部是否有未熔合等缺陷。结果见表1。
表1.焊接接头探伤评级
试样 探伤方式 缺陷 焊缝质量
实施例1 X射线 无 Ι级
实施例2 X射线 无 Ι级
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄板高强钢双面双弧焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将工件焊接部位制成X型坡口：采用火焰切割法将工件加工对接装配成X型坡口，所述的坡口钝边尺寸为0～2mm，控制坡口间隙和错边量，随后对对接完成的坡口进行定位焊，定位焊焊接电流120A，焊接电压10V；
(2)进行双面双弧打底焊：采用钨极氩弧焊，正面和背面两把焊枪同时进行焊接，焊枪间距为30～50mm，保护气体为Ar气，Ar气纯度为99.999％，正面、背面焊接电流均为88～135A，焊接电压均为9.6～12.1V，热输入均为5.12～20.31kJ/cm，焊接速度均为4～9cm/min；
(3)进行双面双弧盖面焊：采用熔化极活性气体保护电弧焊，使用Φ1.0实心焊丝进行焊接，保护气体为体积百分比为82％：18％的Ar气和CO2的混合气体,正面、背面焊接电流均为92～124A，焊接电压均为16.7～19.7V，热输入均为6.44～8.6kJ/cm，正面焊接一层后，进行背面焊接，背面焊接一层后进行正面焊接，正背面焊接交替进行，直至正背面焊缝完全填满为止。
2.根据权利要求1所述的一种薄板高强钢双面双弧焊接方法，其特征在于，所述的步骤(1)X型坡口角度为80°～90°。
3.根据权利要求1所述的一种薄板高强钢双面双弧焊接方法，其特征在于，所述的步骤(1)坡口间隙为2～5mm。
4.根据权利要求1所述的一种薄板高强钢双面双弧焊接方法，其特征在于，所述的步骤(2)双面双弧打底焊的Ar气气体流量为20L/min。
5.根据权利要求1所述的一种薄板高强钢双面双弧焊接方法，其特征在于，所述的步骤(2)双面双弧打底焊焊丝为Φ3.2mm的实心焊丝。
6.根据权利要求1所述的一种薄板高强钢双面双弧焊接方法，其特征在于，所述的步骤(3)双面双弧盖面焊保护气体流量为10L/min。
7.根据权利要求1所述的一种薄板高强钢双面双弧焊接方法，其特征在于，所述的步骤(3)双面双弧盖面焊焊接速度为12～13cm/min。
8.根据权利要求1所述的一种薄板高强钢双面双弧焊接方法，其特征在于，所述的薄板高强钢屈服强度为550～590MPa。
9.根据权利要求1所述的一种薄板高强钢双面双弧焊接方法，其特征在于，所述的薄板高强钢的厚度为6～8mm。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的一种薄板高强钢双面双弧焊接方法在8mm厚、590MPa级薄板高强钢上的应用。
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