合金钢板焊接工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及焊接技术领域。更具体地说，本发明涉及一种合金钢板焊接工艺。
【背景技术】
[0002]合金钢具有高强度、高韧性以及良好的综合性能，在工业领域得到广泛的运用。但是，任何金属结构材料的广泛运用不仅取决于其自身的性能特点，而且也依赖于焊接的技术技术水平。但是目前采用的气体保护电弧焊对合金钢进行焊接的方法存在焊缝结构不佳、焊接接头塑性和韧性不足、焊接残余应力大等缺陷。因此，亟需设计一种新型的焊接方法来消除这些缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是通过合金钢板的焊接工艺，改善焊缝结构，减小焊接残余应力，提高焊缝质量，增强焊接接头的塑性和韧性。
[0004]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种合金钢板焊接工艺，包括以下步骤:
[0005]步骤一、将两块待焊接的合金钢板的接口进行坡口加工，并使两块合金钢板对接形成上部V型坡口和下部V型坡口，然后用纱布将上部V型坡口和下部V型坡口均打磨出金属光泽，随后用氢氧化钠溶液将坡口冲洗2-3次并晾干；其中，上部V型坡口和下部V型坡口的其中一个面均沿竖直方向，并与另一个面呈45°角；
[0006]步骤二、对所述上部V型坡口进行第一层焊接，焊至所述上部V型坡口高度的1/2，然后将两块合金钢板翻面清根，对所述下部V型坡口进行第一层焊接，焊至所述下部V型坡口高度的1/4 ;
[0007]步骤三、将两块合金钢板翻面，用火焰将所述上部V型坡口的第一层焊加热5-8min，在加热的同时用20kHz的超声波对所述上部V型坡口的第一层焊进行辐照，然后立即对所述上部V型坡口进行第二层焊接，焊至所述对上部V型坡口高度的3/4 ;再次将两块合金钢板翻面，用火焰将所述下部V型坡口的第一层焊加热10-15min，在加热的同时用25kHz的超声波对下部V型坡口的第一层焊进行辐照，然后立即对所述下部V型坡口进行第二层焊接，焊至所述对下部V型坡口高度的3/4 ;
[0008]步骤四、将两块合金钢板翻面，用火焰将所述上部V型坡口的第二层焊加热15-20min，在加热的同时用30kHz的超声波对所述上部V型坡口的第二层焊进行辐照，然后立即对所述上部V型坡口进行第三层焊接，至将所述上部V型坡口焊满；再次将两块合金钢板翻面，用火焰将所述下部V型坡口的第二层焊加热15-20min，在加热的同时用30kHz的超声波对所述下部V型坡口的第二层焊进行辐照，然后立即对所述下部V型坡口进行第三层焊接，至将所述下部V型坡口焊满。
[0009]优选的是，所述的合金钢板焊接工艺，所述合金钢板为Q460钢板，所述合金钢板的厚度为30mm。
[0010]优选的是，所述的合金钢板焊接工艺，在所述步骤二中，对所述上部V型坡口和所述下部V型坡口进行第一层焊接的焊接参数:焊接电流为135-145A，焊接电压为20V，焊接速度 100-120mm/min，CO2气体流量为 15_18L/min。
[0011]优选的是，所述的合金钢板焊接工艺，在所述步骤三中，对所述上部V型坡口和所述下部V型坡口进行第二层焊接的焊接参数:焊接电流为150-160A，焊接电压为22V，焊接速度 120-140mm/min，CO2气体流量为 18_20L/min。
[0012]优选的是，所述的合金钢板焊接工艺，在所述步骤四中，对所述上部V型坡口和所述下部V型坡口进行第三层焊接的焊接参数:焊接电流为170-180A，焊接电压为24V，焊接速度 180-200mm/min，CO2气体流量为 20_25L/min。
[0013]优选的是，所述的合金钢板焊接工艺，在所述步骤二中，对所述上部V型坡口进行第一层焊接之前，还包括:
[0014]用火焰对所述上部V型坡口及其两侧区域进行加热，至距离所述上部V型坡口的竖直面100_的区域温度为100°c时，停止加热，然后用火焰对所述下部V型坡口及其两侧区域进行加热，至距离所述下部V型坡口的竖直面10mm的区域温度为100°C时，停止加热。
[0015]优选的是，所述的合金钢板焊接工艺，在所述步骤二中，对所述上部V型坡口进行第一层焊接之前，还包括:
[0016]取纯度为为99.5%的钛粉，涂覆在所述上部V型坡口的倾斜面和所述下部V型坡口的倾斜面上若干个区域上，用功率为3000W的激光照射这些区域至所有钛粉均粘附在所述上部V型坡口的倾斜面和所述下部V型坡口的倾斜面上，停止照射，照射过程中使用氩气作保护气体。
[0017]本发明至少包括以下有益效果:
[0018](I)本发明对上部V型坡口的倾斜面和下部V型坡口均进行三层焊接，后层焊对上一层焊进行了一次相当于正火的热处理，改善了上一层焊的焊缝组织和结构，使其晶粒细化，提高了焊接接头的塑性和韧性。而且，还对焊层进行加热和超声处理，使其与上一层焊充分融合在一起，消除气孔，并进一步使焊的晶粒细化，更重要的是，可以有效地消除焊接残余应力。
[0019](2)本发明在焊接前，用激光将一定量的钛粉黏附在上部V型坡口的倾斜面和下部V型坡口的倾斜面上，钛粉在焊接后能够有效提高焊缝与两块合金钢板的连接部位的机械强度。
[0020]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的上部V型坡口和下部V型坡口的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0023]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0024]—种合金钢板焊接工艺，包括以下步骤:
[0025]步骤一、将两块待焊接的合金钢板的接口进行坡口加工，并使两块合金钢板对接形成上部V型坡口 I和下部V型坡口 2，如图1所示，然后用纱布将上部V型坡口 I和下部V型坡口 2均打磨出金属光泽，随后用氢氧化钠溶液将坡口冲洗2-3次并晾干；其中，上部V型坡口 I和下部V型坡口 2的其中一个面均沿竖直方向，并与另一个面呈45°角；这里的合金钢可以是5CrMnMo、40Cr和Q460等，本发明的焊接工艺优选用于Q460合金钢板，特别适用于厚度为30mm的钢板；本发明采用一种上下不对称的V型坡口，即上部V型坡口 I的一个面竖直，另一个面倾斜，下部V型坡口 2的一个面也竖直，另一个面也倾斜，且两个面的夹角均为45°。这样，由于上部V型坡口 I和下部V型坡口 2错开设置，焊接时，不会造成对两块钢板上一个区域反复加热，减少了焊接用热对合金钢板的伤害，在本发明中，优选的方案是:上部V型坡口 I和下部V型坡口 2的竖直面处于同一平面上。在焊接之前的准备工作是将上下两个坡口均打磨，以清除杂物、灰尘和氧化物，然后用氢氧化钠溶液清除油脂等有机物，避免这些杂质对焊接质量造成损害。
[0026]步骤二、对所述上部V型坡口 I进行第一层焊接，焊至所述上部V型坡口 I高度的1/2，然后将两块合金钢板翻面清根，对所述下部V型坡口 2进行第一层焊接，焊至所述下部V型坡口 2高度的1/4 ;这里，焊接采用设备采用CO2气体保护焊设备。对所述上部V型坡口 I和所述下部V型坡口 2进行第一层焊接的焊接参数:焊接电流为135-145A，焊接电压为20V，焊接速度100-120mm/min，保护气体CO2气体流量为15_18L/min。对上部V型坡口I的第一层焊焊至高度的1/2，对下部V型坡口 2的第一层焊焊至其高度的1/4，这是由于对上部V型坡口 I进行第一层焊之后，两块钢板上具有较多的残余热量，为了避免继续使钢板受热，所以将两块钢板翻面，并且只焊至高度的1/4，以尽可能减小焊接热对钢板的伤害。
[0027]步骤三、将两块合金钢板翻面，用火焰将所述上部V型坡口 I的第一层焊加热
5-8min，在加热的同时用20kHz的超声波对所述上部V型坡口 I的第一层焊进行辐照，然后立即对所述上部V型坡口 I进行第二层焊接，焊至所述对上部V型坡口 I高度的3/4;再次将两块合金钢板翻面，用火焰将所述下部V型坡口 I的第一层焊加热10-15min，在加热的同时用25kHz的超声波对下部V型坡口 2的第一层焊进行辐照，然后立即对所述下部V型坡口2进行第二层焊接，焊至所述对下部V型坡口 2高度的3/4 ;这里，对所述