一种船用止裂钢的焊接接头及焊接方法技术

本发明专利技术属于钢铁材料焊接技术领域，具体涉及一种船用止裂钢的焊接接头及焊接方法。该方法包括，适用于母材为船用EH47BCA级止裂钢材；焊接坡口内根部焊缝采用药芯焊丝气保焊连续焊接，直至坡口内焊缝宽度不小于22mm，然后采用双电源三丝埋弧焊进行焊接直至焊缝填满；药芯焊丝气保焊的热输入为9

【技术实现步骤摘要】
一种船用止裂钢的焊接接头及焊接方法


[0001]本专利技术属于钢铁材料焊接
，具体涉及一种船用止裂钢的焊接接头及焊接方法。

技术介绍

[0002]为了追求更高的船舶运输效率，集装箱运输船正在向大型化和超大型化快速发展，批量投入的18000～24000TEU超大型集装箱船产生的“规模经济效应”，使得集装箱船市场在未来一段时间内仍保持兴旺。集装箱船超大型化的发展趋势对船体结构设计及材料提出更多、更高的要求。为确保超大型集装箱船结构安全可靠，要求在承受重载、撞击等复杂交变应力的舱口围板、甲板等关键区域的焊部位采用具备止裂性能的EH47BCA钢板，其厚度可达或超过80mm。对于厚度超过80mm的集装箱船用止裂钢板，其止裂韧度应满足BCA2级，即
‑
10℃时止裂韧度Kca≥8000N/mm
3/2
。
[0003]为满足大厚度EH47BCA钢板高强度韧性和高止裂性能要求，成分设计采用低碳、复合添加Cr、Mo、Ni、Cu等微合金，使用控轧控冷(TMCP)工艺技术，通过组织织构、多相组织配比调控等来达到强韧性的极致匹配和高止裂性能，并且已有企业研发了EH47BCA1级、EH47BCA2级止裂钢板并应用于超大型集装箱船的建造。
[0004]为防止超大型集装箱船焊接构件发生整体解理断裂，目前，船用止裂钢焊接时为了保证焊接接头的强韧性，一般控制焊接热输入不超过30KJ/cm，其生产效率难以提高，增加建造成本；若采用大热输入焊接，接头冲击韧性大幅度下降，导致焊接接头性能急剧恶化，降低船体结构的安全可靠性。因此，如何提高焊接方法的效率和质量是船舶制造业研究的重点内容之一。
[0005]EH47BCA钢板对强度、低温韧性和焊接性能也具有较高的要求，尤其是低温止裂性能。中国专利文献CN109652744A公开了一种船用止裂钢EH47及其大线能量焊接方法，该方法采用双丝埋弧焊得到的焊接接头虽然具有良好的力学性能和止裂性能，由于厚板坡口的根部窄而深，该方法中打底焊采用双丝埋弧焊，所用OP121TTW焊剂碱度较高，打底焊道及坡口靠近根部的填充焊道熔渣脱渣困难，渣壳难以清除，降低了生产效率，不能同时保证焊接接头质量和生产效率，且该专利还存在焊前预热温度高，导致施工条件恶化等问题。专利文献CN 109848526 A公开了一种船用高强钢板双丝埋弧焊焊接工艺，该工艺采用前丝为细焊丝、后丝为粗焊丝的双丝埋弧焊接工艺，实现了低热输入的高效焊接，但对于EH47BCA级船用止裂钢板，对钢板的止裂性能提出高的要求，相应的，焊接接头也同样有止裂性能的要求，该专利对焊接接头的止裂性能没有特殊的设计，且焊接采用不对称坡口，大坡口面打底焊缝采用双丝埋弧焊工艺，打底焊缝渣壳脱渣性能不理想，脱楂困难，清渣等焊接辅助时间增加，降低焊接生产效率。

技术实现思路

[0006]因此，现有技术中在对EH47BCA级钢板进行焊接时，在保证焊接接头止裂性能和力
学性能的基础上，焊缝中的渣壳脱渣困难，清渣导致焊接时间增加，生产效率低，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术难以同时兼具焊接接头高性能和焊接工艺高效率的问题，从而提供了一种船用止裂钢的焊接接头及焊接方法。
[0007]为此，本专利技术提供了以下技术方案。
[0008]本专利技术提供了一种船用止裂钢的焊接方法，包括以下步骤，
[0009]适用于母材为船用EH47BCA级止裂钢材；
[0010]焊接坡口内根部焊缝采用药芯焊丝气保焊连续焊接，直至坡口内焊缝宽度不小于22mm，然后采用双电源三丝埋弧焊进行焊接直至焊缝填满；
[0011]所述药芯焊丝气保焊的热输入为9
‑
22kJ/cm；
[0012]所述双电源三丝埋弧焊的热输入为45
‑
64kJ/cm。
[0013]所述双电源三丝埋弧焊，采用三丝纵列式焊接形式，第一焊丝和第二焊丝共用一把焊枪，采用直径为2.0mm的双细丝直流正接模式；第三焊丝采用直径为4.0mm单根粗丝交流模式。
[0014]所述药芯焊丝气保焊采用的药芯焊丝为A5.29 E81T1
‑
K2C，且通过船级社5Y46 H5认证，药芯焊丝直径为1.2mm；
[0015]所述双电源三丝埋弧焊的焊丝和焊剂组合满足EN ISO 26304
‑
A:S69 4FB TZ H5，且通过船级社5Y46认证。
[0016]所述母材的厚度为60
‑
100mm。
[0017]进一步地，母材厚度为60mm时，供货状态为TMCP，
‑
10℃时止裂韧度Kca≥6000N/mm
3/2
；
[0018]母材厚度为80mm时，供货状态为TMCP，
‑
10℃时止裂韧度Kca≥8000N/mm
3/2
；
[0019]母材厚度为100mm时，供货状态为TMCP，
‑
10℃时止裂韧度Kca≥8000N/mm
3/2
。
[0020]进一步地，在进行焊接前，先将母材预热至70
‑
85℃，道间温度为70
‑
220℃。
[0021]所述药芯焊丝气保焊的电流为140
‑
270A，电压为22
‑
30V，焊接速度为200
‑
330mm/min。
[0022]所述直流正接模式的电流为750
‑
850A，电压为33
‑
35V；
[0023]所述交流模式的电流为800
‑
850A，电压为36
‑
38V。
[0024]所述双电源三丝埋弧焊的焊接速度为800
‑
1000mm/min。
[0025]本专利技术提供了一种上述焊接方法得到的焊接接头。
[0026]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0027]1.本专利技术提供的船用止裂钢的焊接方法，该方法包括，适用于母材为船用EH47BCA级止裂钢材；焊接坡口内根部焊缝采用药芯焊丝气保焊连续焊接，直至坡口内焊缝宽度不小于22mm，然后采用双电源三丝埋弧焊进行焊接直至焊缝填满；所述药芯焊丝气保焊的热输入为9
‑
22kJ/cm；所述双电源三丝埋弧焊的热输入为45
‑
64kJ/cm。该方法将药芯焊丝气保焊与双电源三丝埋弧焊相结合，得到的焊接接头的抗拉强度≥570MPa，接头各部位
‑
40℃冲击功≥75J，CGHAZ处CTOD值(
‑
10℃)≥0.3mm，焊接接头DNTT≤
‑
65℃，焊缝金属的熔敷率可达27.4
‑
29.2kg/h，焊接接头具有较高的冲击韧性储备，止裂性能优异，安全富裕度高。在保证焊接接头力学性能优异、低温止裂性能良好的基础上解决了熔渣脱渣困难的问题，提高了生产效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用止裂钢的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤，适用于母材为船用EH47BCA级止裂钢材；焊接坡口内根部焊缝采用药芯焊丝气保焊连续焊接，直至坡口内焊缝宽度不小于22mm，然后采用双电源三丝埋弧焊进行焊接直至焊缝填满；所述药芯焊丝气保焊的热输入为9
‑
22kJ/cm；所述双电源三丝埋弧焊的热输入为45
‑
64kJ/cm。2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述双电源三丝埋弧焊，采用三丝纵列式焊接形式，第一焊丝和第二焊丝共用一把焊枪，采用直径为2.0mm的双细丝直流正接模式；第三焊丝采用直径为4.0mm单根粗丝交流模式。3.根据权利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，所述药芯焊丝气保焊采用的药芯焊丝为A5.29 E81T1
‑
K2C，且通过船级社5Y46 H5认证，药芯焊丝直径为1.2mm；所述双电源三丝埋弧焊的焊丝和焊剂组合满足EN ISO 26304
‑
A:S69 4 FB TZ H5，且通过船级社5Y46认证。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述母材的厚度为60
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，田猛，韩丽梅，曲锦波，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：