適用于高強度超厚鋼板的雙絲氣電立焊的焊接方法技術

一種適用于高強度超厚鋼板的雙絲氣電立焊的焊接方法。其技術方案是：將待焊接的高強度超厚鋼板加工為非對稱雙面V型坡口，上坡口角度為25～30°，上坡口厚度δ1為80～90mm，下坡口厚度δ2為40～70mm，根部間隙為5～5.95mm。對雙面坡口分別采用雙絲氣電立焊的焊接方法，所述雙絲的擺動距離分別是：前絲與焊縫上表面或與焊縫下表面的距離為3.5～4.4mm，后絲與焊縫根部的距離為5.3～6.2mm，前絲與后絲間距離為20～25mm。所述待焊接的高強度超厚鋼板：厚度δ為120～160mm，屈服強度為355MPa，抗拉強度為530～580MPa，－20℃沖擊韌性值為≥34J。本發明專利技術焊接效率高和工藝簡單；所形成的焊接接頭的綜合力學性能好和焊縫金屬的沖擊韌性優良。

Welding Method of Double Wire Gas Electric Vertical Welding for High Strength and Super Thick Steel Plate

The invention relates to a welding method for double wire gas electric vertical welding of high strength and super thick steel plate. The technical scheme is that the high strength super thick steel plate to be welded is machined into asymmetrical double-sided V-shaped groove, the angle of the upper groove is 25-30 degrees, the thickness of the upper groove is 80-90 mm, the thickness of the lower groove is 40-70 mm, and the root gap is 5-5.95 mm. The welding method of double-sided groove is double wire gas electric vertical welding. The swing distance of the double wire is 3.5-4.4 mm between the front wire and the upper surface of the weld or the lower surface of the weld, 5.3-6.2 mm between the back wire and the root of the weld, and 20-25 mm between the front wire and the back wire. The high strength ultra-thick steel plate to be welded is 120-160 mm in thickness, 355 MPa in yield strength, 530-580 MPa in tensile strength, and (-20 C) in impact toughness (> 34J). The invention has high welding efficiency and simple process, good comprehensive mechanical properties of the formed welding joint and excellent impact toughness of the weld metal.

【技術實現步驟摘要】
適用于高強度超厚鋼板的雙絲氣電立焊的焊接方法
本專利技術屬于高強度超厚鋼板焊接
具體涉及一種適用于高強度超厚鋼板的雙絲氣電立焊的焊接方法。
技術介紹
隨著鋼材產業不斷發展，在海洋船舶、橋梁等工程領域，厚度超過100mm的超厚鋼板被廣泛用于載荷大、沖擊性能要求高的重型鋼結構中。為了滿足這類鋼結構的設計和使用要求，就需要與此相匹配的超厚板焊接工藝。目前，在多絲埋弧焊、電渣焊、氣電立焊等高效的大線能量焊接技術中，氣電立焊的焊接效率高于其它焊接技術，成為高效焊接的首選技術，也為本領域技術人員所關注。《適于20～45mm厚板的氣電立焊工藝》(103934541A)的專利技術專利，公開了一種適用于板厚為20～50mm的氣電立焊技術。《一種適合于50～80mm厚鋼板的氣電立焊方法》(104475920A)專利技術，公開了一種適用于板厚為50～80mm的氣電立焊技術。此兩種專利技術僅適用于單絲氣電立焊，最大板厚限于80mm。如果在厚度超過100mm及以上的超厚鋼板焊接中采用現有的焊接工藝，所形成的焊縫金屬中粗大的柱狀晶所占比例較大，會造成整個焊接接頭、特別是焊縫金屬的沖擊韌性下降。即：現有的焊接工藝無法滿足超厚鋼板高效焊接的要求。
技術實現思路
本專利技術旨在克服現有技術的不足，目的是提供一種效率高、可操作性強、適用于高強度和鋼板厚度為120～160mm的雙絲氣電立焊的焊接方法；該焊接方法所形成的焊接接頭的綜合力學性能好和焊縫金屬的沖擊韌性優良。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：將待焊接的高強度超厚鋼板加工為非對稱型雙面V型坡口，上坡口角度為25～30°，上坡口厚度δ1為80～90mm，下坡口角度為25～30°，下坡口厚度δ2為40～70mm，根部間隙為5～5.95mm。加裝銅質三角形水冷試塊進行強制冷卻，對雙面坡口分別采用雙絲氣電立焊的焊接方法。所述雙絲的擺動距離分別是：焊接上坡口時前絲與焊縫上表面的距離a1為3.5～4.4mm，后絲與焊縫根部的距離b1為5.3～6.2mm，前絲與后絲間的距離d1為13～19.5mm；焊接下坡口時前絲與焊縫下表面的距離a2為3.5～4.4mm，后絲與焊縫根部的距離b2為5.3～6.2mm，前絲與后絲間的距離d2為13～19.5mm。所述待焊接的高強度超厚鋼板：厚度δ為120～160mm；屈服強度為355MPa；抗拉強度為530～550MPa；－20℃沖擊韌性值為≥34J。所述焊接的技術參數是：焊接電流為360～380A，電弧電壓為36～40V，焊接速度為0.72～1.15mm/s，保護氣體為100％的CO2，氣體流量為47～51L/min，單面坡口的焊接線能量為230～430kJ/cm。由于采用了上述技術方案，本專利技術與現有技術相比，具有如下積極效果：本專利技術采用雙焊絲擺動方式，嚴格控制前絲與焊縫上表面的距離、前絲與焊縫下表面的距離、后絲與焊縫根部的距離，通過焊板表面及焊縫根部的銅滑塊的強制冷卻，使焊縫金屬中的柱狀晶所占比例顯著減小，從而降低粗大柱狀晶導致的對沖擊韌性的不良影響，提高了焊縫金屬的沖擊韌性，焊接接頭的綜合力學性能好。本專利技術適用于屈服強度為355MPa、抗拉強度為530～580MPa、厚度為120～160mm和－20℃沖擊韌性值為≥34J的高強度超厚鋼板的焊接，整個過程僅需兩次焊接即可完成，工藝簡單和可操作性強，極大地提高了焊接效率。對本專利技術所形成的焊接接頭進行力學性能測試，焊接接頭的抗拉強度為530～550MPa，所形成的焊接接頭具有與母材相當的抗拉強度；焊縫金屬在－20℃的沖擊韌性平均值為57～74J，具有良好的低溫沖擊韌性，滿足該類強度結構件的使用性能要求。因此，本專利技術具有焊接效率高、工藝簡單和可操作性強的特點；用該方法所形成的焊接接頭的綜合力學性能好，尤其是焊縫金屬的沖擊韌性優良。附圖說明圖1為本專利技術的坡口型式、雙焊線間距和焊絲擺動距離的示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步描述，并非對本其保護范圍的限制。本具體實施方式采用的焊絲為DW-S1LG，直徑為1.6mm。實施例中不再贅述。實施例1一種適用于高強度超厚鋼板的雙絲氣電立焊的焊接方法。將待焊接的高強度超厚鋼板加工為如圖1所示的雙面非對稱V型坡口：上坡口厚度δ1為80mm，上坡口角度為25°；下坡口厚度δ2為40mm，下坡口角度為25°；根部間隙為5mm。加裝銅質三角形水冷試塊進行強制冷卻，對雙面坡口分別采用雙絲氣電立焊的焊接方法。所述雙絲的擺動距離分別是，焊接上坡口時：前絲與焊縫上表面的距離a1為3.5mm，后絲與焊縫根部的距離b1為5.3mm，前絲與后絲間的距離d1為13mm；焊接下坡口時：前絲與焊縫下表面的距離a2為3.5mm，后絲與焊縫根部的距離b2為5.3mm，前絲與后絲的間距d2為13mm。所述待焊接的高強度超厚鋼板為D36：總厚度δ為120mm；屈服強度為355MPa；抗拉強度為530MPa；－20℃沖擊韌性值為≥34J。所述焊接的技術參數是，焊接上坡口時：焊接電流為370A，電弧電壓為40V，焊接速度為0.98mm/s，保護氣體為100％的CO2，氣體流量為50L/min，上坡口的焊接線能量為302kJ/cm；焊接下坡口時：焊接電流為360A，電弧電壓為37V，焊接速度為1.15mm/s，保護氣體為100％的CO2，氣體流量為47L/min，下坡口的焊接線能量為230kJ/cm。對本實施例所形成的焊接接頭進行力學性能測試，結果如下：焊接接頭抗拉強度為530MPa，焊縫金屬－20℃沖擊韌性平均值為74J。測試結果表明：其焊接接頭及焊縫金屬性能完全滿足D36、厚度為120mm的大型構件的使用性能要求。實施例2一種適用于高強度超厚鋼板的雙絲氣電立焊的焊接方法。將待焊接的高強度超厚鋼板加工為如圖1所示的雙面非對稱V型坡口：上坡口厚度δ1為80mm，上坡口角度為30°；下坡口厚度δ2為50mm，下坡口角度為25°，根部間隙為5.5mm。加裝銅質三角形水冷試塊進行強制冷卻，試板雙面分別采用雙絲氣電立焊的焊接方法。所述雙絲的擺動距離分別是，焊接上坡口時：前絲與焊縫上表面的距離a1為4.0mm，后絲與焊縫根部的距離b1為5.8mm，前絲與后絲間的距離d1為16mm；焊接下坡口時：前絲與焊縫下表面的距離a2為4.0mm，后絲與焊縫根部的距離b2為5.8mm，前絲與后絲的間距d2為16mm。所述待焊接的高強度超厚鋼板為D36：總厚度δ為130mm；屈服強度為355MPa；抗拉強度為530MPa；－20℃沖擊韌性值為≥34J。所述焊接的技術參數是，焊接上坡口時：焊接電流為370A，電弧電壓為40V，焊接速度為0.98mm/s，保護氣體為100％的CO2，氣體流量為50L/min，上坡口的焊接線能量為302kJ/cm；焊接下坡口時：焊接電流為360A，電弧電壓為37V，焊接速度為1.05mm/s，保護氣體為100％的CO2，氣體流量為48L/min，下坡口的焊接線能量為254kJ/cm。對本實施例所形成的焊接接頭進行力學性能測試，結果如下：焊接接頭抗拉強度為550MPa，焊縫金屬－20℃沖擊韌性平均值為65J。測試結果表明：其焊接接頭及焊縫金屬性能完全滿足D36、厚度為130mm的大本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種適用于高強度超厚鋼板的雙絲氣電立焊的焊接方法，其特征在于，將待焊接的高強度超厚鋼板加工為非對稱型雙面V型坡口，上坡口角度為25～30°，上坡口厚度δ1為80～90mm，下坡口角度為25～30°，下坡口厚度δ2為40～70mm，根部間隙為5～5.95mm；加裝銅質三角形水冷試塊進行強制冷卻，對雙面坡口分別采用雙絲氣電立焊的焊接方法；所述雙絲的擺動距離分別是，焊接上坡口時：前絲與焊縫上表面的距離a1為3.5～4.4mm，后絲與焊縫根部的距離b1為5.3～6.2mm，前絲與后絲間的距離d1為13～19.5mm；焊接下坡口時：前絲與焊縫下表面的距離a2為3.5～4.4mm，后絲與焊縫根部的距離b2為5.3～6.2mm，前絲與后絲間的距離d2為13～19.5mm；所述待焊接的高強度超厚鋼板：厚度δ為120～160mm，屈服強度為355MPa，抗拉強度為530～550MPa，－20℃沖擊韌性值為≥34J。

【技術特征摘要】
1.一種適用于高強度超厚鋼板的雙絲氣電立焊的焊接方法，其特征在于，將待焊接的高強度超厚鋼板加工為非對稱型雙面V型坡口，上坡口角度為25～30°，上坡口厚度δ1為80～90mm，下坡口角度為25～30°，下坡口厚度δ2為40～70mm，根部間隙為5～5.95mm；加裝銅質三角形水冷試塊進行強制冷卻，對雙面坡口分別采用雙絲氣電立焊的焊接方法；所述雙絲的擺動距離分別是，焊接上坡口時：前絲與焊縫上表面的距離a1為3.5～4.4mm，后絲與焊縫根部的距離b1為5.3～6.2mm，前絲與后絲間的距離d1為13～19.5mm；焊接下坡口時：前絲與焊縫下表面的距離a...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田浩，陳亞魁，李麗，吳君明，汪晶潔，王紅鴻，李東暉，
申請(專利權)人：南京鋼鐵股份有限公司，武漢科技大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32