CN113732468A - 一种60mm及以上异规格厚板焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种60mm及以上异规格厚板焊接方法，属于焊接技术领域，包括焊前处理、焊接操作、焊后处理和焊后检查等步骤。本发明是一种可提高焊接质量，便于将不同规格的材料焊接成复合零部件，以实现不同性能要求，并避免产生裂纹的异规格厚板的焊接工艺，能够在船舶、高强机械领域的厚板焊接中应用广泛，有效提高了不同规格厚板的焊接接头合格率，节省了返修的材料、人工成本。

Description

一种60mm及以上异规格厚板焊接方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种60mm及以上异规格厚板焊接工艺。
背景技术
现代工业的发展对零部件的性能提出了更高的要求，有些情况下，任何一种金属材料都不可能全面满足使用要求，或者即使某种金属比较理想，也往往由于价格十分昂贵，不能在工程实际中应用。在焊接技术中，需要将不同性能的材料焊接成复合零部件，来满足各种性能要求，但目前针对不同规格材料的焊接，如焊接过程中工艺不当，极易出现以下问题：1.根部裂纹；2.表面裂纹；3.接头区与热影响区的层状撕裂；4.焊接应力大，焊缝组织粗大，冲击韧性降低；5.焊接效率低。对于60mm以上厚板，在实际使用过程中，常会不同规格组对以满足结构所需，但在施工过程中，由于厚板异规格接头根部焊缝难以施焊，大幅降低了施工效率。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种可提高焊接质量、便于将60mm以上不同规格厚板的材料焊接成复合零部件，以实现不同性能要求，并避免产生裂纹的异规格厚板的焊接工艺。
本发明采取的技术方案如下：
一种60mm及以上异规格厚板焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：焊前处理
通过激光清洗对焊接表面进行清洁，同时对距焊接缝40mm范围内区域进行清洁，切割45°~60°的焊接坡口，对距焊接缝100mm范围内区域进200-300℃预热；
步骤二：焊接操作
采用等离子焊机，用不填丝的方式对根部焊缝进行焊接；根部焊接完成后采用气保焊接，焊接参数为190~210A，电压22~24V，焊速为24~28cm/min，每焊层间锤击焊道，且一旦不连续施焊，需要保持预热温度200-400℃；气保焊接完成后进行埋弧焊接；
步骤三：焊后处理
整条焊缝焊接完毕后，使用红外加热器进行加热，使温度上升并控制在200~220℃，加热范围为焊缝两侧各100mm范围内的区域，在距焊缝中心线50mm 处测量温度，加热过程完毕后，采用保温棉进行保温，保温时间段按每30mm板厚1小时计算，当温度降至150℃后，揭开保温棉让其自然冷却。
优选地，还包括步骤四：焊后检查，焊后进行着色探伤检查，检查全部焊缝，对气孔、夹渣、裂纹进行检查。
优选地，步骤二中采用福尼斯等离子焊机进行根部焊缝不填丝焊接。
优选地，步骤二中根部焊缝焊接完毕后，进行5~8道气保焊接，以气保焊接完毕后焊缝底部的横向位置水平宽度达到18~25mm为止。
优选地，步骤二中埋弧焊接时焊接方向交叉转换，确保焊缝纵向均匀性。
本发明有益效果：
（1）采用不填丝根焊方式进行打底焊接，有效防止了根焊位置脱渣困难导致的夹杂缺陷；
（2）使用红外加热器进行加热，使温度上升并控制在200~220℃，有效抑制了厚板焊后冷却速度快，而易产生内应力、变形的问题；
（3）根部焊缝焊接完毕后，进行5~8道气保焊接，保证气保焊接完毕后焊缝底部的横向位置水平宽度达到18~25mm，能够为后续埋弧焊接创造有利的易脱渣、焊缝成型良好的条件，提高异种规格厚板焊接质量。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种60mm及以上异规格厚板焊接方法，针对70mm厚和100mm厚Q345板的进行异规格焊接，包括如下步骤：
（1）焊前处理
取大西洋CHW-50C6 1.2mm气保焊丝，通过激光清洗对焊接表面进行清洁，同时对距焊接缝40mm内进行清洁，切割45°~60°的焊接坡口，对距焊接缝100mm范围内进行200-250℃预热。
（2）焊接操作
采用福尼斯等离子焊机，用不填丝的方式，对根部焊缝进行焊接。
进行根部焊接后，前6道焊接采用大西洋CHW-50C6 1.2mm气保焊丝进行气体保护焊，焊接参数为190~210A，电压22~24V，焊速为24~28cm/min，每焊层间需要锤击焊道，且一旦不连续施焊，需要保持预热温度200℃。气保焊接完毕后，焊缝底部的横向位置水平宽度为20mm。
根据上述步骤焊接后，再进行埋弧焊接，采用大西洋CHW-S3 4.0mm埋弧焊丝+CHF101埋弧焊剂，焊接电流为540~560A，电压为30V，焊速为41~43cm/min，焊接时焊接方向交叉转换。
（3）焊后处理
整条焊缝焊接完毕后进行后热处理，使用红外加热器进行加热，使温度上升到并控制在200~220℃，加热范围为焊缝两侧各100mm，在距焊缝中心线50mm 处测量温度，加热过程完毕后，采用保温棉进行保温，恒温时间段按每30mm板厚1小时计算，当温度降至150℃后，揭开保温棉让其自然冷却；
（4）焊后检查
焊后进行着色探伤检查，检查全部焊缝，对气孔、夹渣、裂纹进行检查。
采用上述步骤进行异规格厚板焊接，焊接强度和韧性高，不出现延迟裂纹。
实施例2
本实施例提供一种60mm及以上异规格厚板焊接方法，针对90mm厚和120mm厚E36板的进行异规格焊接，包括如下步骤：
（1）焊前处理
取现代Supercored 71 1.2mm气保焊丝，通过激光清洗对焊接表面进行清洁，同时对距焊接缝40mm内进行清洁，切割55°的焊接坡口，对距焊接缝100mm范围内进行280℃预热。
（2）焊接操作
采用福尼斯等离子焊机，用不填丝的方式，对根部焊缝进行焊接。
进行根部焊接后，前8道焊接采用现代Supercored 71 1.2mm气保焊丝进行气体保护焊，焊接参数为200~210A，电压23~24V，焊速为26~28cm/min，每焊层间需要锤击焊道，且一旦不连续施焊，需要保持预热温度280℃。气保焊接完毕后，焊缝底部的横向位置水平宽度为25mm。
根据上述步骤焊接后，再进行埋弧焊接，采用大西洋CHW-S14 4.0mm埋弧焊丝+CHF101埋弧焊剂，焊接电流为550~570A，电压为30V，焊速为43~45cm/min，焊接时焊接方向交叉转换。
（3）焊后处理
整条焊缝焊接完毕后进行后热处理，使用红外加热器进行加热，使温度上升到并控制在200~220℃，加热范围为焊缝两侧各100mm，在距焊缝中心线50mm 处测量温度，加热过程完毕后，采用保温棉进行保温，恒温时间段按每30mm板厚1小时计算，当温度降至150℃后，揭开保温棉让其自然冷却；
（4）焊后检查
焊后进行着色探伤检查，检查全部焊缝，对气孔、夹渣、裂纹进行检查。
采用上述步骤进行异规格厚板焊接，焊接强度和韧性高，不出现延迟裂纹。
实施例3
本实施例提供一种60mm及以上异规格厚板焊接方法，针对60mm厚和90mm厚Q370qE进行异规格焊接，包括如下步骤：
（1）焊前处理
取大西洋CHW-40Q 1.2mm气保焊丝，通过激光清洗对焊接表面进行清洁，同时对距焊接缝35mm内进行清洁，切割60°的焊接坡口，对距焊接缝100mm范围内进行200℃预热。
（2）焊接操作
采用福尼斯等离子焊机，用不填丝的方式，对根部焊缝进行焊接。
进行根部焊接后，前5道焊接采用大西洋CHW-40Q 1.2mm气保焊丝进行气体保护焊，焊接参数为190~200A，电压22~23V，焊速为24~26cm/min，每焊层间需要锤击焊道，且一旦不连续施焊，需要保持预热温度200℃。气保焊接完毕后，焊缝底部的横向位置水平宽度为18mm。
根据上述步骤焊接后，再进行埋弧焊接，采用大西洋CHW-S3Q 4.0mm埋弧焊丝+CHF101Q埋弧焊剂，焊接电流为540~550A，电压为30V，焊速为41~43cm/min，焊接时焊接方向交叉转换。
（3）焊后处理
整条焊缝焊接完毕后进行后热处理，使用红外加热器进行加热，使温度上升到并控制在210~220℃，加热范围为焊缝两侧各100mm，在距焊缝中心线50mm 处测量温度，加热过程完毕后，采用保温棉进行保温，恒温时间段按每30mm板厚1小时计算，当温度降至150℃后，揭开保温棉让其自然冷却；
（4）焊后检查
焊后进行着色探伤检查，检查全部焊缝，对气孔、夹渣、裂纹进行检查。
采用上述步骤进行异规格厚板焊接，焊接强度和韧性高，不出现延迟裂纹。
对比例1
本对比例针对80mm厚和100mm厚Q420进行异规格焊接，包括如下步骤：
（1）焊前处理
取大西洋CHW-60C 1.2mm气保焊丝，通过激光清洗对焊接表面进行清洁，同时对距焊接缝40mm内进行清洁，切割45°~60°的焊接坡口。
（2）焊接操作
采用大西洋CHW-60C 1.2mm气保焊丝进行气体保护焊，焊接参数为190~210A，电压22~24V，焊速为24~28cm/min，然后采用大西洋CHW-S9 4.0mm埋弧焊丝+CHF101埋弧焊剂，焊接电流为540~560A，电压为30V，焊速为41~43cm/min，焊接时焊接方向交叉转换。
（3）焊后处理
采用保温棉进行保温，恒温时间段按每30mm板厚1小时计算，当温度降至150℃后，揭开保温棉让其自然冷却；
（4）焊后检查
焊后进行着色探伤检查，检查全部焊缝，对气孔、夹渣、裂纹进行检查，出现了夹杂缺陷。
采用上述步骤进行异规格厚板焊接，产生焊接冷裂纹。
由对比例1和实施例1可以看出：
（1）不采用等离子根焊机进行不填丝根焊，在根部焊缝由于脱渣不畅导致了夹杂；
（2）没有控制气保焊焊接层的宽度到推荐数值，就进行埋弧焊接，钢板内应力增大，有裂纹倾向；
（3）焊接后没有采用红外加热器进行温度控制，钢板冷却太快，产生了淬硬组织，导致开裂。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种60mm及以上异规格厚板焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：焊前处理
通过激光清洗对焊接表面进行清洁，同时对距焊接缝40mm范围内区域进行清洁，切割45°~60°的焊接坡口，对距焊接缝100mm范围内区域进200-300℃预热；
步骤二：焊接操作
采用等离子焊机，用不填丝的方式对根部焊缝进行焊接；根部焊接完成后采用气保焊接，焊接参数为190~210A，电压22~24V，焊速为24~28cm/min，每焊层间锤击焊道，且一旦不连续施焊，需要保持预热温度200-400℃；气保焊接完成后进行埋弧焊接；
步骤三：焊后处理
整条焊缝焊接完毕后，使用红外加热器进行加热，使温度上升并控制在200~220℃，加热范围为焊缝两侧各100mm范围内的区域，在距焊缝中心线50mm 处测量温度，加热过程完毕后，采用保温棉进行保温，保温时间段按每30mm板厚1小时计算，当温度降至150℃后，揭开保温棉让其自然冷却。
2.根据权利要求1所述的60mm及以上异规格厚板焊接方法，其特征在于还包括步骤四：焊后检查，焊后进行着色探伤检查，检查全部焊缝，对气孔、夹渣、裂纹进行检查。
3.根据权利要求1所述的60mm及以上异规格厚板焊接方法，其特征在于：步骤二中采用福尼斯等离子焊机进行根部焊缝不填丝焊接。
4.根据权利要求1所述的60mm及以上异规格厚板焊接方法，其特征在于：步骤二中根部焊缝焊接完毕后，进行5~8道气保焊接，以气保焊接完毕后焊缝底部的横向位置水平宽度达到18~25mm为止。
5.根据权利要求1所述的60mm及以上异规格厚板焊接方法，其特征在于：步骤二中埋弧焊接时焊接方向交叉转换，确保焊缝纵向均匀性。
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