适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法技术

本发明专利技术揭示了一种适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法，焊接方法包括：坡口加工；清理和打磨；预热至50～80℃；埋弧焊接，焊接电流为375～550A，焊接电压为26～30V，焊接速度为40～48cm/min，焊接热输入量为12～25kJ/cm，焊丝中：C 0.04～0.08％，Si 0.22～0.32％，Mn 1.3～1.5％，Ni 2.7～3.3％，S≤0.008％，P≤0.0015％，Cu 0.043～0.062％，Cr 0.2～0.28％，Mo 0.44～0.56％，Ti 0.015～0.025％，其余为Fe及杂质。焊缝金属与焊接热影响区粗晶区

【技术实现步骤摘要】
适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法


[0001]本专利技术属于焊接
，具体涉及一种适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法。

技术介绍

[0002]近年来，钢结构工程如桥梁、海洋平台、建筑行业、工程机械、LPG储罐等朝着大型化的方向发展，对钢材的强度级别要求越来越高，但是大型化钢结构工程往往需要对钢材进行焊接，随着钢结构工程的设计要求越来越高，钢材领域不仅对钢材的强度和韧性提出了更高的要求，而且还需要具备优异的焊接性能，如焊接热影响区具有优异的断裂韧性，以提高服役安全性。
[0003]目前桥梁、海洋平台、工程机械、LPG储罐等大型钢结构件大多采用屈服强度达690MPa级的高强度中厚钢板，然而该类钢板在焊接过程中存在冷裂纹敏感性大、焊接热影响区软弱化、韧性储备不足等问题，焊接热影响区粗晶区容易发生脆性断裂，且该类脆性断裂很难通过超声波或射线探伤的方法检测出来，存在较大的安全隐患。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法，以提高690MPa级高强度钢板的焊接性能，提高焊接接头的低温断裂韧性。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术一实施方式提供了一种适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法，用于对690MPa级高强度钢板进行焊接，所述钢板中，C含量为0.06～0.09wt％，碳当量Ceq<0.58％，冷裂纹敏感指数Pcm≤0.235％；
[0006]所述焊接方法包括以下工序：
[0007]于钢板的待焊端进行坡口加工；
[0008]对钢板的的坡口表面进行清理和打磨；
[0009]对钢板进行预热至钢板温度为50～80℃；
[0010]采用埋弧焊对相同厚度的钢板进行焊接使钢板之间形成焊接接头，控制焊接电流为375～550A，焊接电压为26～30V，焊接速度为40～48cm/min，焊接热输入量为12～25kJ/cm，所采用的埋弧焊丝的化学成分以质量百分比计包括：C0.04～0.08％，Si 0.22～0.32％，Mn 1.3～1.5％，Ni 2.7～3.3％，S≤0.008％，P≤0.0015％，Cu 0.043～0.062％，Cr 0.20～0.28％，Mo 0.44～0.56％，Ti 0.015～0.025％，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0011]优选地，所述钢板中，Ni含量为1.7～1.9wt％，P≤0.008wt％，S≤0.005wt％，N≤0.005wt％。
[0012]优选地，埋弧焊接采用高碱性非合金烧结焊剂。
[0013]优选地，埋弧焊接的焊剂选用OK Flux 10.62焊剂。
[0014]优选地，所述钢板的厚度为20～55mm，所述焊丝的直径为3.2mm。
[0015]优选地，所述于钢板的待焊端进行坡口加工工序中，在待焊接的两块钢板的待焊
端分别加工出坡口角度为θ/2的V型坡口，使两块钢板之间形成坡口角度为θ的V型坡口，θ为65
°
～70
°
。
[0016]优选地，所述于钢板的待焊端进行坡口加工工序中，在待焊接的两块钢板的待焊端的上下表面分别加工出坡口角度为θ/2、坡口深度为d/2的V型坡口，且对接后两块钢板的待焊端共同形成坡口角度为θ的X型坡口，θ为65
°
～70
°
，d为钢板的厚度。
[0017]优选地，所述于钢板的待焊端进行坡口加工工序中，对待焊接的两块钢板中的其中一块钢板的待焊端不进行坡口加工，在另一块钢板的待焊端的上下表面分别加工出坡口角度为θ、坡口深度为d/2的V型坡口，且对接后两块钢板的待焊端共同形成坡口角度为θ的K型坡口，θ为50
°
～55
°
，d为钢板的厚度。
[0018]优选地，冷却至室温后的焊接接头的焊缝组织为针状铁素体+贝氏体的复合相组织。
[0019]优选地，焊接接头的抗拉强度Rm>770MPa，焊接热影响区的
‑
60℃冲击功KV2≥150J，焊缝金属与焊接热影响区粗晶区
‑
35℃的裂纹尖端张开位移CTOD特征值均≥0.25mm，室温下焊接接头180
°
冷弯无裂纹，其中弯心直径D＝40mm。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法，通过对钢板母材、焊丝材料与焊接工艺的综合设计，在对690MPa级高强度钢板进行焊接并冷却至室温后，所得焊接接头的焊缝组织为针状铁素体+贝氏体的复合相组织，从而将焊缝金属原有的奥氏体晶粒划分成多个微小区域，在形成复合相分割结构的奥氏体晶粒内，形成细小尺寸的晶粒，从而使得焊接接头具有优异的强韧性，以匹配690MPa级高强度钢板，焊接接头的抗拉强度Rm>770MPa，焊接热影响区的
‑
60℃冲击功KV2≥150J，焊缝金属与焊接热影响区粗晶区
‑
35℃的裂纹尖端张开位移CTOD特征值均≥0.25mm，室温下焊接接头180
°
冷弯无裂纹，其中弯心直径D＝40mm，焊接接头具有优异的低温断裂韧性、较高的韧性储备及安全裕度，焊接接头的强韧性与钢板的强韧性具，有较高的匹配性，而且取消了焊接完成后的热处理工序，简化了生产工艺，降低了生产成本，提高了生产效率。
具体实施方式
[0021]下面结合具体的实施方式来对本专利技术的技术方案做进一步的介绍，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
[0022]本专利技术一实施方式提供了针对690MPa级高强度钢板的一种焊接方法，其适用于对690MPa级高强度钢板进行焊接。
[0023]其中，690MPa级高强度钢板指屈服强度≥690MPa的钢板，且该钢板中，C含量为0.06～0.09wt％，碳当量Ceq<0.58％，冷裂纹敏感指数Pcm≤0.235％。
[0024]具体地，所述钢板的碳当量
[0025]Ceq＝[C]+[Mn]/6+([Cr]+[Mo]+[V])/5+([Ni]+[Cu])/15；
[0026]冷裂纹敏感指数
[0027]Pcm＝[C]+[Si]/30+([Mn]+[Cu]+[Cr])/20+[Ni]/60+[Mo]/15+[V]/10+5[B]；
[0028]其中[C]、[Mn]、[Cr]、[Mo]、[V]、[Ni]、[Cu]、[Si]、[B]分别代表钢板中相应元素的质量百分比。
[0029]优选地，所述钢板中，Ni含量为1.7～1.9wt％，P≤0.008wt％，S≤0.005wt％，N≤
0.005wt％。
[0030]适用于前述690MPa级高强度钢板的焊接方法，其具体包括依序进行的坡口加工工序、预处理工序、预热工序、焊接工序。下面对各个工序分别进行详细说明。
[0031](1)坡口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法，其特征在于，用于对690MPa级高强度钢板进行焊接，所述钢板中，C含量为0.06～0.09wt％，碳当量Ceq<0.58％，冷裂纹敏感指数Pcm≤0.235％；所述焊接方法包括以下工序：于钢板的待焊端进行坡口加工；对钢板的坡口表面进行清理和打磨；对钢板进行预热至钢板温度为50～80℃；采用埋弧焊对相同厚度的钢板进行焊接使钢板之间形成焊接接头，控制焊接电流为375～550A，焊接电压为26～30V，焊接速度为40～48cm/min，焊接热输入量为12～25kJ/cm，所采用的埋弧焊丝的化学成分以质量百分比计包括：C0.04～0.08％，Si 0.22～0.32％，Mn 1.3～1.5％，Ni 2.7～3.3％，S≤0.008％，P≤0.0015％，Cu 0.043～0.062％，Cr 0.20～0.28％，Mo 0.44～0.56％，Ti 0.015～0.025％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法，其特征在于，所述钢板中，Ni含量为1.7～1.9wt％，P≤0.008wt％，S≤0.005wt％，N≤0.005wt％。3.根据权利要求1所述的适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法，其特征在于，埋弧焊接采用高碱性非合金烧结焊剂。4.根据权利要求1所述的适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法，其特征在于，埋弧焊接的焊剂选用OK Flux 10.62焊剂。5.根据权利要求1所述的适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法，其特征在于，所述钢板的厚度为20～55mm，所述焊丝的直径为3.2mm。6.根据权利要求1所述的适用于690MPa级高强度钢板的焊接方法，其特征在于，所述于钢板的待焊端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，田猛，曲锦波，
申请(专利权)人：江苏沙钢集团有限公司张家港宏昌钢板有限公司，
类型：发明
国别省市：