System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法技术_技高网

一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法技术

技术编号:40832442 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-01 14:55
一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,属于焊接技术领域。本发明专利技术通过对焊接母材制备、预处理、装夹和闪光对焊,得到焊接接头。通过调控闪光对焊过程中的各个参数,有效改善中锰钢焊接过程中的接头软化现象,使得焊接接头处力学性能仍维持在1.2GPa左右,同时解决了含硅材料焊接过程中的裂纹问题。可以在高效率、高机械化、低损耗率的情况下获得牢固的焊接接头,为中锰钢在石油化工和海洋工程领域提供了发展思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接,具体涉及一种1.2gpa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法。


技术介绍

1、由于陆地油气资源日渐耗竭,海洋资源开发从近海向远海、浅海向深海逐步推进。在复杂苛刻的海洋环境下,海洋工程用钢作为海洋平台建设的主要材料,必须满足高强度、良好的塑韧性、焊接性以及耐腐蚀性。2020年发布并实施的gb/t 38713-2020海洋平台结构用中锰钢钢板,标志着中锰钢作为海工钢有着良好的应用前景。

2、与淬火配分qp钢和传统trip钢相比较中锰钢组织中亚稳相含量较高,具有更好的加工硬化性能。这些优势是传统海洋平台钢板所不具备的,新一代中锰钢在石油化工,大型工程机械,海洋平台等领域有很大的应用潜力。然而新一代超高强度海洋工程用中锰钢的推广及应用,必须首先解决焊接工艺与技术问题。目前,国内海洋平台建造过程中通常使用电弧焊、埋弧焊以及气体保护焊等传统焊接,虽然这些焊接技术相较于激光焊接,离子焊接等操作简单,但是其自动化程度较低,难以满足质量要求较高的构件焊接。因此,亟需一种具有高效率,高质量的焊接技术。

3、闪光对焊热效率高,焊接质量好,可焊合金范围广,闪光对焊焊接过程中不需要任何耗材,可以在大批量生产和加工中节省成本,被广泛应用于建筑,铁路,石油钻探和冶金工业等。闪光对焊可以在焊接接头处形成自保护区,减少氧化,由于闪光后期高温液态金属对氧化夹杂物的挤出作用,可以有效清除焊接过程中的污染。但是目前中锰钢闪光对焊焊接技术并没有大量出现和普及,有关中锰钢闪光对焊焊接技术仍有亟待研究的方向。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本专利技术的目的在于提供中锰钢的闪光对焊方法,以满足海洋平台建造过程中的焊接问题,为新型海工钢实用化提供新的思路。

2、为了实现上述专利技术目的,本专利技术采取以下技术方案:

3、一种1.2gpa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,包括以下步骤:

4、步骤1.焊接母材的制备:测试出待焊的中锰钢钢板的奥氏体化起始温度ac1,奥氏体终了温度ac3,马氏体转变温度ms;利用轧制+热处理技术,制备屈服强度1.2gpa焊接母材;

5、步骤2.焊接母材预处理:待焊中锰钢样品进行切割,表面打磨、清洗除油;

6、步骤3.焊接母材装夹:将表面洁净平整的除油后焊接样品置于闪光对焊机两个夹具之间,焊接样品加持部位与焊接夹具形状匹配;启动设备夹持功能,将样品夹紧;

7、步骤4.闪光对焊:打开闪光对焊机,进行闪光对焊,得到焊接接头。

8、所述步骤1中,中锰钢的化学成分以质量分数计包括:c 0.06%~0.15%,si0.5%~2%,mn 3.5%~6.5%,cu 0.2%~0.6%,cr 0.2%~0.8%,ni 0.2%~0.8%,nb0.2%~0.8%,mo 0.2%~0.8%,p<0.3%,s<0.1%,其余为fe和不可避免的杂质;其中,中锰钢的显微组织为无碳化物贝氏体、贝氏体体素体和马氏体的混合物;

9、所述焊接母材可以为板材或棒材;其中,板材厚度为4mm~30mm,宽度4mm~40mm,长度为30mm~150mm;棒材直径为10mm~50mm,长度为5cm~20cm。

10、优选的,焊接母材为厚度4mm~30mm、宽度4mm~40mm、长度为30mm~150mm的板材。

11、所述步骤3中,装夹过程中,将打磨后的待焊样品装载到闪光对焊机夹具上,使样品贴合铜电极后夹紧夹具,将样品固定在焊台上。

12、所述步骤4中,闪光对焊前,打开水阀和气压阀,打开闪光对焊机并检查;

13、所述闪光对焊包括焊前预热、闪光阶段、顶锻阶段和焊后退火阶段,或包括闪光阶段和顶锻阶段;

14、所述焊前预热阶段中,预热电流为300~700a,预热电流优选为200~600a,使工件加热到ac1温度左右;

15、所述闪光阶段的闪光电流为200~750a,优选为300~700a,使得焊接样品端部达到半融化状态,闪光距离2~8mm;

16、所述顶锻阶段中,焊接电流为150a~750a,优选为250~650a;顶锻距离2~10mm;焊接时间为0.1~10s,优选为0.2~8s;维持时间为0.1~10s,优选为1~8s;

17、所述焊后退火阶段中,空气冷却至室温。

18、所述退火冷却至室温后,所得焊接接头断裂方式为塑性断裂。

19、焊接接头的质量取决于闪光对焊时焊接参数与焊接材料的匹配,适当的焊接参数可以获得优异的焊接接头。

20、一种焊接接头,采用上述的焊接方法制备,屈服强度为1.05~1.22gpa。

21、采用上述技术方案所产生的有益效果在于:

22、本专利技术提供一种1.2gpa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,可以有效改善中锰钢焊接过程中的接头软化现象,使得焊接接头处力学性能仍维持在1.2gpa左右,同时解决了含硅材料焊接过程中的裂纹问题。可以在高效率、高机械化、低损耗率的情况下获得牢固的焊接接头,为中锰钢在石油化工和海洋工程领域提供了发展思路。

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【技术保护点】

1.一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,所述步骤1中,中锰钢的化学成分以质量分数计包括:C 0.06%~0.15%,Si 0.5%~2%,Mn 3.5%~6.5%,Cu 0.2%~0.6%,Cr 0.2%~0.8%,Ni 0.2%~0.8%,Nb 0.2%~0.8%,Mo 0.2%~0.8%,P<0.3%,S<0.1%,其余为Fe和不可避免的杂质;其中,中锰钢的显微组织为无碳化物贝氏体、贝氏体体素体和马氏体的混合物;

3.根据权利要求2所述的一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,所述焊接母材为厚度4mm~30mm、宽度4mm~40mm、长度为30mm~150mm的板材。

4.根据权利要求1所述的一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,所述步骤3中,装夹过程中,将打磨后的待焊样品装载到闪光对焊机夹具上,使样品贴合铜电极后夹紧夹具,将样品固定在焊台上。>

5.根据权利要求1所述的一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,所述步骤4中,闪光对焊前,打开水阀和气压阀,打开闪光对焊机并检查。

6.根据权利要求5所述的一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,所述闪光对焊包括焊前预热、闪光阶段、顶锻阶段和焊后退火阶段,或包括闪光阶段和顶锻阶段;

7.根据权利要求6所述的一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,所述焊前预热阶段中,预热电流为200~600A;

8.根据权利要求1所述的一种1.2GPa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,焊接接头断裂方式为塑性断裂。

9.一种焊接接头,采用权利要求1~8任一项所述的焊接方法制备,其特征在于,屈服强度为1.05~1.22GPa。

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【技术特征摘要】

1.一种1.2gpa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种1.2gpa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,所述步骤1中,中锰钢的化学成分以质量分数计包括:c 0.06%~0.15%,si 0.5%~2%,mn 3.5%~6.5%,cu 0.2%~0.6%,cr 0.2%~0.8%,ni 0.2%~0.8%,nb 0.2%~0.8%,mo 0.2%~0.8%,p<0.3%,s<0.1%,其余为fe和不可避免的杂质;其中,中锰钢的显微组织为无碳化物贝氏体、贝氏体体素体和马氏体的混合物;

3.根据权利要求2所述的一种1.2gpa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,所述焊接母材为厚度4mm~30mm、宽度4mm~40mm、长度为30mm~150mm的板材。

4.根据权利要求1所述的一种1.2gpa海洋平台用中锰钢的闪光对焊焊接方法,其特征在于,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:于驰李炎阳张岩
申请(专利权)人:东北大学秦皇岛分校
类型:发明
国别省市:

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