一种耐候钢HPS485WF厚板的焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐候钢HPS485WFF厚板的焊接工艺，包括如下步骤：设置焊接热输入，选择合适的焊接接头形式，所选择的焊接接头形式包括板对接或者T型角接；选定合适的焊接方式，所述焊接方法包括埋弧焊、实心焊丝富氩气气体保护半自动焊、或药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊；针对耐候钢两种不同的板厚，确定焊前预热温度，其中所述焊前预热温度是根据规则确定的：当板厚为51～60mm时，焊前预热110℃；当板厚为61～100mm时，焊前预热150℃；根据不同的焊接接头形式以及不同的的焊接方式及焊接点位确定相应的焊接工艺参数进行焊接。本发明专利技术具有较充分的客观性和合理性，在实施过程中可以达到良好的接头力学性能、耐候性和焊接效率较高兼顾的效果，实用性强。实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种耐候钢HPS485WF厚板的焊接工艺


[0001]本专利技术属于钢铁材料焊接
，尤其涉及到一种耐候钢HPS485WF厚板的焊接工艺。

技术介绍

[0002]耐候钢，即耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，由普碳钢添加少量铜、镍、铬、钛等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、耐腐蚀等特性。目前，我国铁路、公路交通运输能力的大幅度提升,要求铁路和公路桥梁的建设规模不断扩大，桥梁用耐候钢将是一个发展趋势，利用它的耐锈性能，使构件具有抗腐蚀、延长使用寿命、免于涂装、环保和省工节能等特点。HPS485WF耐候钢执行美标ASTM A709，在国内市场第一次使用在桥梁结构上，HPS485WF耐候钢强度高，碳当量也高，焊接性较差，焊接热影响区冲击韧性降低，并且厚板焊接熔敷量大，产生的残余应力大，易产生裂纹。HPS485WF耐候钢钢板的冲击韧性要求为48J,
‑
23℃，但是制造生产过程中业主要求焊缝及热影响区的冲击韧性为27J，
‑
40℃。因此这对HPS485WF耐候钢的焊接工艺要求极为严格。
[0003]为了满足高性能HPS485WF耐候钢厚板在桥梁实际建造过程中的焊接需要，在焊接方法上需要进一步探索。国内外现有的桥梁钢焊接方法对高性能HPS485WF耐候钢厚板的焊接没有涉及，高性能HPS485WF耐候钢用于桥梁钢结构符合钢桥的发展方向，所涉及到的焊接方法是确保桥梁建造质量的关键技术，需要进行新的研究和探索。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术要解决的技术问题是为高性能耐候钢HPS485WF厚板焊接选择合适焊材，提供一种低温韧性良好、耐候性良好同时焊接效率较高的焊接工艺。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种耐候钢HPS485WFF厚板的焊接工艺，所述耐候钢HPS485WFF的化学成分百分比为：C：≤0.08，Si：0.30～0.45，Mn：板厚≤65mm时1.10～1.35或者板厚＞65mm时1.10～1.50，S：≤0.005，P：≤0.020，Cr：0.45～0.70，Ni：0.25～0.40，Cu：0.25～0.40，Mo：0.02～0.08，Nb：0.01～0.03，V：0.04～0.06，Al：0.01～0.04，余量为Fe及附带的杂质，耐大气腐蚀性指数I≥6.5，其特征在于，包括如下步骤：
[0007]设置焊接热输入，其中接头及焊缝拉伸的性能：抗拉强度Rel≥485MPa、屈服强度Rm≥585～760MPa、伸长率A≥19％；接头的冲击性能
‑
40℃KV2≥27J的焊接热输入的控制范围是：≤5.66KJ/mm；
[0008]选择合适的焊接接头形式，所选择的焊接接头形式包括板对接或者T型角接；
[0009]选定合适的焊接方式，所述焊接方法包括埋弧焊、实心焊丝富氩气气体保护半自动焊、或药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊；
[0010]针对耐候钢HPS485WFF两种不同的板厚，确定焊前预热温度，其中所述焊前预热温度是根据以下规则确定的：
[0011]当板厚为51～60mm时，焊前预热110℃；
[0012]当板厚为61～100mm时，焊前预热150℃；
[0013]根据不同的焊接接头形式以及不同的的焊接方式及焊接位置确定相应的焊接工艺参数进行焊接，所述的焊接工艺参数包括包括预热温度、热输入、道间温度、焊接电流、电弧电压和焊速，其中，道间温度不超过200℃。
[0014]更进一步地，当高性能耐候钢HPS485WFF板厚51～60mm的板对接接料焊缝时，坡口形式是：采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30
°
；
[0015]采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括：焊接电流240～260A，电弧电压28～30V，焊速12～20m/h，热输入1.21～2.34KJ/mm，或者
[0016]采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括：焊接电流630～690A，电弧电压28～34V，焊速22～30m/h，热输入2.12～3.84KJ/mm；
[0017]反面焊接前进行清根处理。
[0018]更进一步地，当板厚为61～100mm的板对接接料焊缝时，坡口形式是：采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30
°
；
[0019]采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括：焊接电流240～260A，电弧电压28～30V，焊速12～20m/h，热输入1.21～2.34KJ/mm，或者
[0020]采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括：焊接电流630～690A，电弧电压28～34V，焊速22～30m/h，热输入2.12～3.84KJ/mm，
[0021]反面焊接前进行清根处理。
[0022]更进一步地，当采用T型熔透角焊缝横位焊缝时，腹板板厚≥51mm时坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35
°
；
[0023]采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流240～280A，电弧电压28～32V，焊速20～40m/h，热输入0.60～1.61KJ/mm；
[0024]更进一步地，当采用T型熔透角焊缝立位焊缝时，腹板板厚≥51mm坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35
°
；
[0025]采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流160～200A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.97～4.03KJ/mm。
[0026]更进一步地，当T型熔透角焊缝立位焊缝时，腹板板厚≥51mm坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35
°
；
[0027]采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流160～200A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.97～4.03KJ/mm。
[0028]更进一步地，当采用T型角焊缝船位焊接时，不开坡口，采用埋弧自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流660～740A，电弧电压30～34V，焊速16～26m/h，热输入2.74～5.66KJ/mm。
[0029]更进一步地，T型角焊缝平位焊接,不开坡口，采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流240～280A，电弧电压28～32V，焊速10～25m/h，热输入0.97～3.23KJ/mm；
[0030]更进一步地，当采用T型角焊缝立焊接及仰位焊接时,不开坡口，采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，其中立位工艺参数包括：焊接电流140～180A，电弧电压
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐候钢HPS485WFF厚板的焊接工艺，所述耐候钢HPS485WFF的化学成分百分比为：C：≤0.08，Si：0.30～0.45，Mn：板厚≤65mm时1.10～1.35或者板厚＞65mm时1.10～1.50，S：≤0.005，P：≤0.020，Cr：0.45～0.70，Ni：0.25～0.40，Cu：0.25～0.40，Mo：0.02～0.08，Nb：0.01～0.03，V：0.04～0.06，Al：0.01～0.04，余量为Fe及附带的杂质，耐大气腐蚀性指数I≥6.5，其特征在于，包括如下步骤：设置焊接热输入，其中接头及焊缝拉伸的性能：抗拉强度Rel≥485MPa、屈服强度Rm≥585～760MPa、伸长率A≥19％；接头的冲击性能
‑
40℃KV2≥27J的焊接热输入的控制范围是：≤5.66KJ/mm；选择合适的焊接接头形式，所选择的焊接接头形式包括板对接或者T型角接；选定合适的焊接方式，所述焊接方法包括埋弧焊、实心焊丝富氩气气体保护半自动焊、或药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊；针对耐候钢HPS485WFF两种不同的板厚，确定焊前预热温度，其中所述焊前预热温度是根据以下规则确定的：当板厚为51～60mm时，焊前预热110℃；当板厚为61～100mm时，焊前预热150℃；根据不同的焊接接头形式以及不同的的焊接方式及焊接位置定相应的焊接工艺参数进行焊接，所述的焊接工艺参数包括包括预热温度、热输入、道间温度、焊接电流、电弧电压和焊速，其中道间温度不超过200℃。2.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，当高性能耐候钢HPS485WFF板厚51～60mm的板对接接料焊缝时，坡口形式是：采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30
°
；采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括：焊接电流240～260A，电弧电压28～30V，焊速12～20m/h，热输入1.21～2.34KJ/mm，或者采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括：焊接电流630～690A，电弧电压28～34V，焊速22～30m/h，热输入2.12～3.84KJ/mm；反面焊接前进行清根处理。3.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，当板厚为61～100mm的板对接接料焊缝时，坡口形式是：采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30
°
；采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括：焊接电流240～260A，电弧电压28～30V，焊速12～20m/h，热输入1.21～2.34KJ/mm，或者采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括：焊接电流630～690A，电弧电压28～34V，焊速22～30m/h，热输入2.12～3.84KJ/mm，反面焊接前进行清根处理。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：常国光，徐向军，马立朋，胡广瑞，宋红飞，范军旗，刘振刚，刘志新，刘万里，高建忠，吴天峰，尤元霞，李久成，刘壮，南亚轻，李林，石立鹏，刘洪武，王杰，赵飞，
申请(专利权)人：中铁高新工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：