一种高强度桥梁钢手工焊接工艺方法技术

本发明专利技术提供一种高强度桥梁钢手工焊接工艺方法，其步骤是：（１）采用抗拉强度为５７０～６５０ＭＰａ的桥梁钢作为焊接的基材，厚度为３２～６０ｍｍ；匹配的焊接材料：手工焊条抗拉强度５９０～６５０ＭＰａ，焊条直径Φ４．０ｍｍ；（２）坡口采用Ｘ型对称坡口，坡口角度为６０°，钝边为２ｍｍ；（３）焊接工艺参数：焊接电流１６５～１７０Ａ，焊接电压２６～２５Ｖ，焊接速度１７～１５ｃｍ／ｍｉｎ，焊接线能量１５～１７ｋＪ／ｃｍ，焊条烘烤制度为３５０℃×１ｈ；（４）手工焊采用多层多道连续施焊，层间温度控制在１００～１５０℃。本发明专利技术方法具有优良的焊接工艺性能，操作简便、使用方便、高效节能，适用于大跨度、高强度桥梁结构用钢的焊接。焊缝抗裂性能优良，接头三区具有较高的冲击韧性储备及安全裕度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，用于焊接抗拉强度R,之570MPa级别低合金高强度桥梁钢、适用于大跨度桥梁结构制造手工焊 对接焊接工艺方法，它属于大跨度桥梁结构制造焊接
技术背景随着我国桥梁的整体设计逐步向高强、大跨、重载、高速方面发展。由 于桥梁焊接结构日益向高参数、大型化方向发展，这就对焊接结构用钢的性 能提出了越来越高的要求，不仅要有良好的综合力学性能，而且要有良好的 加工工艺性能，如世界上设计荷载最大的高速铁路桥——南京大胜关大桥全 面开工建设，其标志着我国第一条京沪高速铁路桥工程已进入实施阶段。南 京大胜关长江大桥是一座6线铁路桥梁，其中2线为高速正线、2线为I级 铁路干线，另2线为地铁，设计行车速度为300Km/h。主桥采用跨度为 336x2连续钢桁拱结构桥、三片主桁，建成后的南京大胜关桥将成为目前国 内跨度最大的高速铁路桥。焊接性的好坏是评价钢材使用性能的主要指标之 一。焊接性、焊接材料及相应的焊接工艺是焊接低合金结构钢的三个基本要 素，三者密不可分。因此，如不及时有效地解决大跨度桥梁钢种的焊接性及 配套焊接材料和焊接工艺问题，将会直接阻碍我国桥梁钢及新钢种的推广应 用。加快开展大跨度南京高速大桥用钢焊接材料的匹配及焊接工艺的研究， 对我国桥梁用钢在大跨度桥梁结构制造技术的推广应用有着重大的经济效益 及社会效益。采用目前现有手工焊接材料与焊接工艺匹配，熔敷金属冲击功与实际接 头韧性远不能满足现代大跨度桥梁制造的焊接技术要求，尤其是与高韧性的 基材相比，其韧性指标相差太远。在多层焊的情况下，接头低温韧性明显下 降，尤其是焊缝接头三区-40。C AKv冲击功不能满足新一代大跨度桥梁制造 技术指标要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出了，其主要 解决的是焊接大跨度高强度桥梁钢厚板的现场对接焊缝，焊前不预热、焊后 不进行热处理的焊接工艺方法的材料匹配和焊接工艺匹配的问题，满足接头低温韧性的要求，尤其是满足焊缝接头三区-40。C AKv冲击功的要求。本专利技术的技术方案本专利技术的高强度桥梁钢手工焊接工艺方法的步骤是(1) 采用抗拉强度为57(K650MPa的桥梁钢作为焊接的基材，厚度为 32 60 mm;匹配的焊接材料手工焊条抗拉强度590 650 MPa，焊条直径 cD4.0mm;(2) 手工焊坡口采用X型对称坡口，坡口角度为60°，钝边为2mm;(3) 焊接工艺参数焊接电流165~170A，焊接电压26~25V，焊接速度 I7 15cm/min，焊接线能量15 17kJ/cm，焊条烘烤制度为350°Cxlh;(4) 手工焊采用多层多道连续施焊，层间温度控制在100 15(TC。 所述的高强度桥梁钢手工焊接工艺方法，要求焊接的基材力学性能为屈服强度ReL: 420~560MPa，抗拉强度为570 650MPa，延伸率A: 18 27%， -40。0八1^冲击功120~270J。所述的高强度桥梁钢手工焊接工艺方法，焊条熔敷金属化学组分及重 量百分比为C 0.041~0.051， Si 0.35 0.40， Mn 1.20 1.50， Ni 1.2~1.50 ， Mo0.21 0.24 P0.010~0.013、 S 0.004 0.003，其余为铁及不可避免的杂质。所述的高强度桥梁钢手工焊接工艺方法，采用相同板厚组合对接接头 手工焊焊接，对于两面施焊的对接焊缝，单面焊满后，接头反面在无需清 .根条件下继续焊满。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点(1) 本专利技术满足了我国大跨、重载、高速、高强度、高韧性新一代桥梁 结构钢关键手工焊接制造工艺，手工焊接头抗拉强度、接头冲击功达到较高 水平，接头具有较高的冲击韧性储备及安全富裕度。(2) 采用本专利技术焊接材料及工艺技术，手工焊接头过热区主要为贝氏体组织，焊缝金属主要为细小的针状铁素体组织，从而使焊缝具有优良的低温 冲击韧性及抗裂性能。(3)采用本专利技术焊接工艺技术实现了高强度桥梁钢厚板结构制造过程 焊前不预热、焊后不进行热处理的手工焊焊接工艺，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、节能，适用于大跨度桥梁钢现 场手工焊接制造的推广应用。 附图说明图i是手工焊试板的坡q形式。具体实施方式本专利技术的高强度桥梁钢手工焊接工艺方法的步骤是(1) 采用抗拉强度为570~650MPa的桥梁钢作为焊接的基材，厚度为 32 60mm;匹配的焊接材料手工焊条抗拉强度590~650 MPa，焊条直径 cD4.0mm;(2) 手工焊坡口采用X型对称坡口，坡口角度为60。，钝边为2mm;(3) 焊接工艺参数焊接电流165 170A，焊接电压26 25V，焊接速度 17 15cm/min，焊接线能量15~17kJ/cm，焊条烘烤制度为35(TCxlh;(4) 手工焊采用多层多道连续施焊，层间温度控制在100 15(TC。 本专利技术要求焊接的基材力学性能为屈服强度Re" 420 560MPa，抗拉强度为570 650MPa ，延伸率A : 18~27% ， -40°CAKV冲击功 120~270J。本专利技术的焊条熔敷金属化学组分及重量百分比为C 0.041~0.051， Si 0.35 0.40， Mn 1.20 1.50， Ni 1.2~1.50 ， Mo 0.21~0.24 P 0.010~0.013、 S 0.004 0.003，其余为铁及不可避免的杂质。本专利技术的方法采用相同板厚组合对接接头手工焊焊接，对于两面施焊 的对接焊缝，单面焊满后，接头反面在无需清根条件下继续焊满。 实施例1:基材为热机械控制轧制工艺(TMCP) +回火生产的钢板，厚板组合 32mm+32mm;其厚度为32mm钢板的力学性能为屈服强度ReL: 495MPa， 抗拉强度Rm: 585MPa，延伸率A: 23%， -40°0八1^冲击功269J。试板尺 寸为600mmx400mmx32mm;手工焊坡口采用X型对称坡口，坡口尺寸见 图1所示，S=32mm，坡口角度为60。，钝边H二2mm。焊接材料匹配手工焊条熔敷金属化学组分及重量百分比为C 0.041、 Si 0.35、 Mn 1.20、 Nil.20、 Mo0.21、 P^0.013、 S0.004,其余为铁及不可避免的杂质； 手工焊条直径为O4.0mm，所采用焊条熔敷金属的力学性能为 ke严560MPa， Rm=645MPa， A=27%，冲击功AKV (隱40。C) =144J。焊接工艺参数为焊接电流165 (A)，焊接电压26 (V)，焊接速度 17cm/min，焊接线能量15kJ/cm，焊条烘烤制度为35(TOlh;手工焊对接接 头采用多层多道连续施焊，层间温度控制在100 130°C，焊前不预热，焊后 不进行热处理的焊接工艺；焊后焊缝经100%超声波探伤均为I级。采用上述焊接工艺焊接高度强桥梁钢手工焊对接接头力学性能，接头抗 拉强度Rm =575MPa，断裂位置基材，全焊缝拉伸屈服强度Re产580MPa， 抗拉强度Rm =645MPa，延伸率八=26%，焊缝冲击功AKV (-40°C) =115 J， 熔合线冲击功AKV (-40°C) =105 J，热影响区(0.5mm) AKV (-40°C) =151]。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度桥梁钢手工焊接工艺方法，其步骤是：　（１）采用抗拉强度为５７０～６５０ＭＰａ的桥梁钢作为焊接的基材，厚度为３２～６０ｍｍ；匹配的焊接材料：手工焊条抗拉强度５９０～６５０ＭＰａ，焊条直径Φ４．０ｍｍ；　（２）手工焊坡口采用Ｘ型对称坡口，坡口角度为６０°，钝边为２ｍｍ；　（３）焊接工艺参数：焊接电流１６５～１７０Ａ，焊接电压２６～２５Ｖ，焊接速度１７～１５ｃｍ／ｍｉｎ，焊接线能量１５～１７ｋＪ／ｃｍ，焊条烘烤制度为３５０℃×１ｈ；　（４）手工焊采用多层多道连续施焊，层间温度控制在１００～１５０℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：缪凯，刘吉斌，黄治军，王玉涛，牟文广，胡因洪，陈浮，余酒泉，周运武，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]