一种桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的组合焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的组合焊接方法，其先在待焊接的两块钢板上加工单面双边V型焊接坡口，两块钢板之间形成的坡口角度为48°~52°，所述钢板材质为08Ni3DR钢；再将待焊接的钢板进行组装，组装间隙为6~20mm，然后在焊接坡口最小位置的间隙一侧设置陶瓷衬垫；先采用药芯焊丝CO2气体保护半自动焊进行打底焊接和填充焊接，再以埋弧自动焊进行盖面焊接；焊接后自然冷却至常温。该方法焊前不预热、焊后不热处理的工艺。本发明专利技术涵盖了桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的组合焊接方法、接头型式、预热及热处理的要求，实施效果完全满足现行桥梁钢结构制造领域相关标准的技术要求。

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的组合焊接方法
本专利技术涉及一种焊接工艺，尤其是涉及一种桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的组合焊接方法，属于钢铁材料焊接

技术介绍
建国以来，我国的桥梁建设事业的发展突飞猛进，新设计、新材料、新工艺广泛应用，铁路桥梁用钢、公路桥梁用钢、跨海大桥用钢成为我国桥梁用钢的主体。但普通的钢结构桥梁因其所用钢材不具有耐大气、海水腐蚀，通常都采用涂料防腐，但涂料防腐的寿命较之桥梁的服役周期较短，在整个服役周期中需要多次维护甚至全桥重新涂装，养护成本较高。耐候钢具有一般结构钢的优质特性，耐候性为普碳钢的2～8倍，具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点，在大气中具有更优良的抗蚀性能。从整个使用期的费用来衡量，一般认为耐候钢桥相比普通钢桥的费用较低，因此，将维护费用较低的耐候钢应用在桥梁中会有很好的经济效益。耐候钢在我国桥梁建设中有所应用，但由于耐候钢桥梁不具有美观性的特点，耐候钢桥大多建造在偏远山区，或者在耐候钢的表面增加涂层防腐。在美国、日本等发达国家建造的桥梁比较广泛的裸露使用耐候钢，随着我国基础建设的不断增多，在今后耐候钢桥梁也将会是我国桥梁发展的方向。《中国专利》公开了《一种国产08Ni3DR钢薄层多道焊焊接工艺》(申请号201110144763.X，公开号102806405A)，其公开了一种将焊接部位加工成单V型或者对称双V型坡口，采用薄层多道焊，每层焊道厚度＜3mm，焊丝直径3.2mm，焊接电流350～380A，焊接电压34～38V，焊接速度36～45cm/min，层间及道间温度控制在≤150℃，焊后进行消氢处理和整体消应力热处理，采用该工艺制造-100℃级压力容器(如低温甲醇洗主要设备H2S、CO2吸收塔)，设备焊接接头-101℃冲击功kv2≥47J，技术指标及实物水平均值高于ASME标准技术指标。该方法虽涉及坡口型式、焊接方法和焊接工艺参数等技术方案，但该方法适用于-100℃级压力容器的技术要求，与本专利技术针对桥梁构件选用的组合焊接方法的技术方案无实质关联。桥梁用08Ni3DR钢是在符合国家标准GB3531-2014中08Ni3DR钢技术要求的基础上，按照国标GB/T714-2015中Q345qD钢种力学性能的要求冶炼的，08Ni3DR钢的Ni含量为3.25～3.70，Ni是提高耐候钢耐海洋大气腐蚀性能的最重要的合金元素之一，Ni能够细化钢的晶粒，大大提高钢的低温韧性，根据环境腐蚀性能，当Ni含量达到3.5％以上时，可以用于各种大气环境，所以桥梁用08Ni3DR钢具有较强的耐海洋大气腐蚀性能。因桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢首次应用于桥梁，其焊接技术并不成熟，国内外现有的桥梁钢焊接方法对桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢不存在有针对性的、可以完全移植的技术方案，需要加以新的研究和探索。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的组合焊接方法，其焊前不预热、焊后不需要进行热处理，同时，焊接后的综合性能良好。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供的一种桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的组合焊接方法，所述方法包括以下步骤：1)在待焊接的两块厚度为16-20mm的钢板上加工单面双边V型焊接坡口，两块钢板之间形成的坡口角度为48°～52°，所述钢板材质为08Ni3DR钢；2)将待焊接的钢板进行组装，使其坡口相向设置，坡口最小位置的间隙为6～20mm，在焊接坡口最小位置的间隙一侧设置陶瓷衬垫；3)保持施焊环境温度为20～25℃，环境湿度为55～60％；4)采用药芯焊丝CO2气体保护半自动焊进行打底焊接和填充焊接；5)以埋弧自动焊进行盖面焊接；6)焊接后自然冷却至常温。上述组合焊接方法，其中，所述耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的化学组分及重量百分比为：C：0.036，Si：0.3，Mn：0.76，P：0.007，S：0.002，Ni：3.44，Mo：0.1，Cr：0.017，Cu：0.24，V：0.0036，Nb：0.02，其余为Fe；所述的技术条件是：桥梁用08Ni3DR钢符合GB/T714-2015标准中Q345qD钢的力学性能要求，钢板耐腐指数I＝12.0，Ceq＝0.42％，所述钢的焊接接头部位的ReL≥345MPa，Rm≥490MPa，A≥20％，当d＝2a或3a弯曲180°完好，母材、熔合线外1mm处的焊接热影响区和焊缝三区-20℃夏比冲击功≥47J，接头拉伸试验断在母材，焊缝耐腐指数≥6.0。药芯焊丝CO2气体保护焊：采用牌号为JQ.YJ551NHY-1、直径为1.2mm的药芯焊丝；打底和填充焊道的焊接电流180～270A，焊接电源采用直流反极性接法，电弧电压24～30V，焊接速度12～19.2m/h，热输入12.3～14.6KJ/cm，道间温度75～152℃。埋弧自动焊采用牌号为JQ.YJM500NHY、直径为4.0mm的焊丝，配合牌号为JQ.SJ101NHY的焊剂；焊剂使用前经300～350℃烘干，保温1～2h；盖面焊道采用埋弧自动焊的焊接电流580A，焊接电源采用直流反极性接法，电弧电压30V，焊接速度24～25.2m/h，热输入24.9～26.1KJ/cm，道间温度100～140℃。焊后不需要进行热处理。上述桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢详细焊接技术方案制定的理由如下：1.采用本专利技术焊接技术方案实现了板厚10～20mm的桥梁用耐海洋大气腐蚀钢08Ni3DR焊前不预热、焊后不进行热处理的焊接工艺，采用多层多道连续施焊工艺时焊缝仍具有较高的冲击功，工序简单、生产效率高。2.本专利技术针对桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢对接接头形式采用的坡口型式、组合焊接方法和焊接参数可以改善焊缝金属的流动性、提高焊缝外观质量、焊缝内部质量、减少焊接填充量。3.本专利技术针对桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢，在选用焊接材料时首先考虑焊接材料的耐腐指数(I≥6.0)，在满足耐腐性的基础上，化学成分、强度、低温韧性等指标必须与母材相匹配，因此，选用JQ.YJM500NHY埋弧焊丝配JQ.SJ101NHY焊剂、JQ.YJ551NHY-1药芯焊丝等焊接材料是桥梁用08Ni3DR钢较为理想的焊接材料。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术针对桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的化学组分及技术条件，本专利技术解决了焊接材料的选用，焊接工艺方法的选择，焊接工艺参数的优化，焊接工艺措施的制定，具体包括如下几个方面：1)焊前无需预热、焊后不进行热处理；2)针对该类钢种对接接头型式，提出了合理的坡口型式及组合焊接方法；3)针对该类钢种的接头型式、坡口型式、组合焊接方法及焊接接头性能要求，选用了合适的焊接材料；4)针对该类钢种的接头型式、坡口型式、组合焊接方法和焊接材料，提出了合适的焊接工艺参数；本专利技术技术方案的制定依据都是建立在焊接工艺评定基础上，本专利技术在实施过程中，可以达到良好的耐腐性、焊接接头力学性能优良及高效焊接，实用性强。因此，本专利技术对促进普通桥梁钢向耐候桥梁钢升级换代具有重要意义。附图说明图1是本专利技术实施例1接头及坡口形式示意图；图2是本专利技术实施例1焊道布置示意图；图3是本专利技术实施例2接头及坡口形式示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的组合焊接方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：1）在待焊接的两块厚度为16‑20mm的钢板上加工单面双边V型焊接坡口，两块钢板之间形成的坡口角度为48°~52°，所述钢板材质为08Ni3DR钢；2）将待焊接的钢板进行组装，使其坡口相向设置，坡口最小位置的间隙为6~20mm，在焊接坡口最小位置的间隙一侧设置陶瓷衬垫；3）保持施焊环境温度为20~25℃，环境湿度为55~60%；4）采用药芯焊丝CO2气体保护半自动焊进行打底焊接和填充焊接；5）以埋弧自动焊进行盖面焊接；6）焊接后自然冷却至常温。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的组合焊接方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：1）在待焊接的两块厚度为16-20mm的钢板上加工单面双边V型焊接坡口，两块钢板之间形成的坡口角度为48°~52°，所述钢板材质为08Ni3DR钢；2）将待焊接的钢板进行组装，使其坡口相向设置，坡口最小位置的间隙为6~20mm，在焊接坡口最小位置的间隙一侧设置陶瓷衬垫；3）保持施焊环境温度为20~25℃，环境湿度为55~60%；4）采用药芯焊丝CO2气体保护半自动焊进行打底焊接和填充焊接；5）以埋弧自动焊进行盖面焊接；6）焊接后自然冷却至常温。2.根据权利要求1所述的桥梁用耐海洋大气腐蚀08Ni3DR钢的组合焊接方法，其特征是：所述08Ni3DR钢包括质量百分比如下的组分：C：0.036%，Si：0.3%，Mn：0.76%，P：0.007%，S：0.002%，Ni：3.44%，Mo：0.1%，Cr：0.017%，Cu：0.24%，V：0.0036%，Nb：0.02%，余量为Fe。3.根据权利要求1或2所述的桥梁用耐海洋大气腐蚀08N...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，袁俊，吴江波，刘志刚，朱新华，孙蕾蕾，车平，李彦国，田立莉，侯勇，
申请(专利权)人：中铁宝桥集团有限公司，中铁宝桥扬州有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61