一种1200MPa高强度钢不预热组合焊接方法_2

文档序号:9834371阅读:来源:国知局
cm,保护气体流量为15?25L/min;
[0030](5)用碳弧气刨清理焊根,并用手动砂轮片将焊缝背面打磨平整。
[0031](6)为了得到良好的焊缝表面成形,用560MPa高强钢气保焊焊丝配合非熔化极氩弧焊进行机械自动化盖面焊焊接,焊接参数为:焊丝直径2.0mm,电弧电压为26?30V,焊接电流为240?300A,控制焊接速度以焊道表面平整光洁为宜。保护气体为100%Ar(氩气),保护气体流量为15?25L/min。
[0032](7)采用填丝非熔化极氩弧焊对焊缝背面进行机械自动化封底焊接,填充560MPa高强钢气保焊焊丝。焊接参数为:焊丝直径2.0mm,电弧电压为26?30V,焊接电流为240?280A,控制焊接速度以焊道表面平整光洁为宜。保护气体为100%Ar(氩气),保护气体流量为15?22L/min。
[0033]上述的1200MPa高强钢不预热组合焊接方法中,整个焊接过程中焊前不预热,焊后不进行焊后热处理。焊接过程中需要保持连续多道多层焊接,焊接过程中不得中断,多道多层机械自动化焊接过程中需要保持层间温度100°c?150°C。
[0034]其中:步骤(3)所述50010^级气保焊焊丝(韩国20-26焊丝)优选直径为1.2臟,其熔敷金属化学成分以质量百分比计为:C 0.02?0.15%,Si 0.55?1.10%,Mn 1.40?1.90%,P< 0.030%,S< 0.030%;熔敷金属力学性能为:抗拉强度ob 490?670MPa,屈服强度os > 400MPa,伸长率δ > 18%,O°CV形缺口冲击吸收功Akv 2 47J。
[0035]其中:步骤(3)所述二氧化碳气体纯度为99.9%。
[0036]其中:步骤(4)所述980MPa高强钢气保焊焊丝(德国Un1nX90焊丝)优选直径为1.2mm,其熔敷金属化学成分以质量百分比计为:C 0.1% ,Si 0.80% ,Mn 1.80% ,Cr
0.35%,Ni 2.25%,Mo 0.60%;熔敷金属力学性能为:抗拉强度ob > 900MPa,屈服强度?>840MPa,伸长率δ16?19%,室温下V形缺口冲击吸收功Akv 70?85J。
[0037]其中:步骤(4)所述二氧化碳气体纯度为99.9%。
[0038]其中:步骤(6)所述560MPa高强钢气保焊焊丝(德国Un1n 152焊丝)优选直径为2.0mm,其熔敷金属化学成分以质量百分比计为:C 0.08%,Si 0.85%,Mn 1.50%;熔敷金属力学性能为:抗拉强度ob > 560MPa,屈服强度os > 450MPa,伸长率δ25?30%,室温下V形缺口冲击吸收功Akv 130?180J。
[0039]其中:步骤(6)和步骤(7)所述的保护气体为纯度99.9%Ar的惰性气体(氩气)。
[0040]本发明还提供了上述任一方法制备的1200MPa高强度钢焊接接头,所述焊接接头中,焊缝金属的室温抗拉强度大于750MPa,-40°C试验温度下焊缝金属的V形缺口冲击试验的冲击吸收功大于47J。
[0041]本发明提出的这种1200MPa高强度钢不预热、不进行焊后热处理的机械自动化的组合焊工艺,可以获得表面平整光洁且美观的焊接接头,焊缝金属组织以细小的针状铁素体为主,能够有效的抵抗焊接冷裂纹的萌生与扩展。焊接热影响区主要由细板条状的低碳马氏体组成,强度和韧性良好。有效的避免了热影响区回火软化现象。采用本方法获得的1200MPa高强钢焊接接头的抗拉强度为700?900MPa,0°C下焊缝金属的V形缺口冲击吸收功大于47J,可满足其使用要求。
[0042]采用本发明所述不预热、不进行焊后热处理的机械自动化组合焊工艺焊接抗拉强度1200MPa高强度钢,可以获得光滑平整的焊接接头,无裂纹、气孔等缺陷;焊缝金属的室温抗拉强度大于750MPa,-40°C试验温度下焊缝金属的V形缺口冲击试验的冲击吸收功大于47J,满足高强度钢焊接结构件的使用性能要求。
[0043]本发明的技术要点体现在:填充“低强匹配”500MPa高强钢焊丝的二氧化碳气保焊为打底焊道;多道多层填充焊缝为以980MPa高强钢焊丝为熔敷金属的二氧化碳气保焊;盖面层和封底焊道为填充560MPa高强钢焊丝的非熔化极氩弧焊。焊接过程中控制热输入和层间温度100?150°C。本发明的特点在于“低强匹配”打底焊道使焊缝底部形成韧性良好的针状铁素体组织,提高焊缝底部的韧性,焊缝超低氢有利于降低裂纹敏感性;填充层采用“等强匹配”焊丝机械自动化焊接提高生产效率,提高焊缝强度与韧性;采用机械自动化的填丝非熔化极氩弧焊盖面与封底焊道可以保证焊缝表面成形平整光洁。
[0044]本发明提出的不预热、不进行焊后热处理的1200MPa高强钢组合焊工艺,可以减小焊接裂纹敏感性,焊缝外形美观且焊接接头力学性能良好。这种机械自动化的组合焊接工艺可以降低生产成本,提高生产效率,实用性强,有很好的推广应用前景。
【附图说明】
[0045]图1对接焊接接头示意图;其中,I打底焊道,2填充焊道,3盖面焊道,4封底焊道。
[0046]图2角接焊接接头示意图;其中,I打底焊道,2填充焊道,3盖面焊道,4封底焊道。
【具体实施方式】
[0047]实施例1
[0048]厚度为16mm的1200MPa高强耐磨钢对接焊。打底层和填充层分别采用填充500MPa和980MPa高强钢焊丝的二氧化碳气体保护焊,盖面层和封底层采用填充560MPa高强钢焊丝的填丝非熔化极氩弧焊。选用动特性良好的逆变式焊接设备,焊接试板接头处采用铣削机加工方法开V形坡口,坡口角度为50°,钝边2mm。采用手动砂轮机打磨坡口表面及焊接接头两侧20mm范围内的锈蚀与油污等,使之露出金属光泽。
[0049](I)采用二氧化碳气体保护焊作为打底焊,焊接材料选用500MPa高强钢气保焊焊丝(韩国Z0-26焊丝),熔敷金属化学成分以质量百分比计为(wt.%):C 0.08%,Si 0.65%,Mn 1.60%,P< 0.030%,S< 0.030%;熔敷金属力学性能为:抗拉强度σb 490?670MPa,屈服强度os > 400MPa,伸长率δ > 18%,0°(:的¥形缺口冲击吸收功41?2 471。采用100%0)2气体保护,焊接参数为:焊丝直径为1.2mm,干伸长度30mm,电弧电压28V,焊接电流240Α,焊接热输入为12.5kJ/cm,保护气体流量16L/min。
[0050](2)采用二氧化碳气保焊填充焊,焊接材料选用980MPa级高强钢气保焊焊丝(德国Un1nX90焊丝),其熔敷金属化学成分以质量百分比计为(wt.%):C 0.1%,Si 0.80%,Mn1.80%,Cr 0.35%,Ni 2.25%,Mo 0.60% ;熔敷金属力学性能为:抗拉强度σb 2 900MPa,屈服强度840MPa,伸长率δ16?19%,室温下V形缺口冲击吸收功Akv 70?85J。采用100%CO2气体保护,焊接参数为:焊丝直径1.2mm,干伸长度30mm,电弧电压28V,焊接电流280Α,焊接热输入为16kJ/cm,保护气体流量15L/min,层间温度150 °C。
[0051](3)用碳弧气刨清理焊根,并用手动砂轮片将焊缝背面打磨平整。
[0052](4)采用填丝非熔化极氩弧焊盖面焊,焊接材料选用560MPa级高强钢气保焊焊丝(德国Un1nI52焊丝),其熔敷金属化学成分以质量百分比计为(wt.%):C 0.08%,Si
0.85%,Mn 1.50%;熔敷金属力学性能为:抗拉强度ob > 560MPa,屈服强度os > 450MPa,伸长率δ25?30%,室温下V形缺口冲击吸收功Akv 130?180J。100%⑶2气体保护,焊接参数为:焊丝直径2mm,干伸长度30mm,电弧电压29V,焊接电流240Α,焊接热输入16kJ/cm,保护气体流量20L/min。
[0053](5)焊接完毕试板正面之后,翻转试板,对其背面进行封底焊接。控制其温度为130°C,再使用填丝非熔化极氩弧焊进行封底焊接。焊丝选用与焊接工艺参数与(4)相
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