高Ti超高强钢专用气体保护焊接工艺的制作方法

文档序号:14299426阅读:187来源:国知局

本发明涉及钢材的焊接工艺,具体地指一种高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺。



背景技术:

随着工程及设备向大型、轻量、高效能方向发展,含ti微合金钢由于强化效果良好且合金化成本较低,受到越来越多的制造企业的亲睐,然而在其焊接过程中容易因焊接材料及焊接工艺选择不当而使焊接接头强度和冲击韧性下降。

现有技术中,专利号为zl201110045723.x的中国发明专利公开了一种800mpa高强度钢的co2气保护焊接工艺,采用co2气体保护焊和直流电源反接法,具有工艺简单、可操作性强、焊接能耗低、焊接成本低的优点;专利号为zl201510520404.8的中国发明专利公开了一种800mpa级含ti钢专用气体保护焊接工艺,采用直流电源反接法,以氮气作为保护气体进行焊,焊接材料按等强匹配的原则选取特定的含ti钢专用焊丝,可操作性强,工艺简单易行,成本低廉。

然而,上述公开的第一种方法焊接形成的焊接接头组织晶粒粗大且不均匀,导致其强度和冲击韧性远不能满足含ti钢的焊接技术要求;第二种焊丝化学成分采用低碳设计,并且ti含量不算太高。因此,为了弥补以上发明的不足之处,需要一种新的焊接工艺来解决更高碳、钛含量的钢板的焊接性、配套焊接材料及焊接工艺问题,从而推动高ti钢的应用及快速发展。



技术实现要素:

本发明的目的就是要提供一种高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,该工艺能显著细化焊接接头的晶粒,提高焊接接头的强度、冲击韧性、塑性,确保焊接接头的综合物理性满足生产要求。

为实现上述目的,本发明所提供的一种高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,其特征在于:包括如下步骤:

1)接头加工:对接头部位机械加工成v型坡口,其中,坡口角度为45~60°;

2)预处理:施焊前清理坡口表面,去除铁锈;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为:c:0.10~0.30,si:0.21~1.55,mn:2.00~3.50,ti:0.36~0.75,n:0.005~0.008,p≤0.008,s≤0.003,余量为fe及不可避免的杂质;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺参数为:焊接电流200~300a,焊接电压20~34v,焊接速度10~33cm/min,保护气体流量5~18l/min,焊道间温度控制在100~190℃。

优选地,所述步骤1)中,坡口角度为50~60°。

进一步地,所述步骤3)中,焊丝的直径为1.2~1.5mm,抗拉强度为850~950mpa。

最佳地,所述步骤3)中,焊丝的直径为1.5mm,抗拉强度为900mpa。

进一步地,所述步骤3)中,c:0.11~0.29,si:0.21~1.54,mn:2.10~3.42,ti:0.38~0.74,n:0.04~0.007,p≤0.006,s≤0.002,余量为fe及不可避免的杂质。

进一步地,所述步骤3)中,c:0.11~0.25,si:0.85~1.34,mn:2.10~3.42,ti:0.38~0.74,n:0.005~0.006,p≤0.006,s≤0.002,余量为fe及不可避免的杂质。

进一步地,焊接工艺参数为:焊接电流200~250a,焊接电压20~30v,焊接速度20~30cm/min,保护气体流量5~15l/min,焊道间温度控制在150~190℃。

优选地,焊接工艺参数为:焊接电流210~239a,焊接电压22~28v,焊接速度22~30cm/min,保护气体流量8~12l/min,焊道间温度控制在150~190℃。

与现有技术相比,本发明具有如下优点:

其一,本发明采用氮气作为保护气体进行焊接,需严格控制气体流量,确保气体流量为5~18l/min,这样可以使得在焊接这样极端的环境下氮气中电离的活性n原子与焊接接头中的ti结合,形成弥散且细小的tin,显著细化焊接接头晶粒,从而显著优化焊接接头的强韧性匹配。当保护气体流量低于5l/min时,保护气体流量不足,空气中大量的氧气会混进保护气体中,在焊接时氧化焊丝和母材,明显恶化焊接接头性能;当保护气体流量高于18l/min时,大量的氮气会电离出大量的活性n原子,大量的活性n原子与焊接接头的ti结合后会形成尺寸粗大的tin,粗大的tin粒子既不能细化奥氏体晶粒,又会显著恶化钢的冲击韧性。

其二,本发明焊丝化学成分中严格控制ti的含量,与母材焊合后,c、n、s原子共同与ti相互作用,生成弥散细小ti(c、n)颗粒,既能提高有效ti的含量,从而增加强度,又能提高焊接接头的强韧性。

其三,本发明采用氮气作为保护气体进行焊接,焊接材料按等强匹配的原则选取特定的含ti钢专用焊丝,能提高焊接接头的韧性和塑性,特别是低温冲击韧性、延伸率等有较大的提高,确保综合机械性能,并且在保证焊接质量的前提下明显降低焊接成本,取得了良好的经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质;母材抗拉强度为1532mpa,-40℃夏比冲击功akv=77j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为45°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.11,si:0.85,mn:2.70,ti:0.38,n:0.006,p:0.006,s:0.002,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝的直径为1.5mm,抗拉强度为900mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺参数为:焊接电流210a,焊接电压28v,焊接速度22cm/min,气体流量为8l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在150~190℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到910mpa,焊缝-40℃夏比冲击功akv=67j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=76j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=78j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=82j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=87j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=90j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=88j。

实施例2:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1575mpa,-40℃夏比冲击功akv=86j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为60°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.15,si:0.91,mn:3.00,ti:0.41,n:0.006,p:0.004,s:0.001,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.5mm,抗拉强度为900mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:所用焊接电流218a,焊接电压24v,焊接速度27cm/min,气体流量为11l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在150~190℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到932mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=66j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=67j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=71j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=78j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=81j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=89j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=88j。

实施例3:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1572mpa,-40℃夏比冲击功akv=79j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为50°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.18,si:0.96,mn:3.20,ti:0.52,n:0.005,p:0.005,s:0.002,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.5mm,抗拉强度为900mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:所用焊接电流232a,焊接电压26v,焊接速度29cm/min,气体流量为14l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在150~190℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到934mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=85j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=87j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=91j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=93j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=97j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=96j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=95j。

实施例4:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1567mpa,-40℃夏比冲击功akv=87j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为55°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.21,si:0.97,mn:3.32,ti:0.57,n:0.005,p:0.004,s:0.002,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.2mm,抗拉强度为900mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:焊接电流280a,焊接电压34v,焊接速度32cm/min,气体流量为18l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在100~150℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到834mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=88j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=91j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=94j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=98j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=103j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=105j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=98j。

实施例5:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1567mpa,-40℃夏比冲击功akv=84j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为60°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.27,si:1.11,mn:3.42,ti:0.63,n:0.007,p:0.006,s:0.001,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.5mm,抗拉强度为900mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:焊接电流300a,焊接电压32v,焊接速度33cm/min,气体流量为16l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在100~150℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到942mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=68j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=71j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=85j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=87j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=95j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=97j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=105j。

实施例6:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1543mpa,-40℃夏比冲击功akv=89j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为55°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.29,

si:0.21,mn:2.52,ti:0.67,n:0.004,p:0.005,s:0.001,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.5mm,抗拉强度为900mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:焊接电流216a,焊接电压26v,焊接速度26cm/min,气体流量为9l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在150~190℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到945mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=76j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=78j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=81j,离熔合线3mm处热影响区-40℃,比冲击功akv=90j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=92j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=93j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=98j。

实施例7:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1579mpa,-40℃夏比冲击功akv=87j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为45°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.12,si:1.54,mn:2.64,ti:0.47,n:0.005,p:0.007,s:0.002,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.5m,抗拉强度为900mpa;

4)焊接:采用直流电源正法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:焊接电流232a,焊接电压21v,焊接速度22cm/min,气体流量为6l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在150~190℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到943mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=71j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=78j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=85j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=88j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=96j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=95j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=97j。

实施例8:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1567mpa,-40℃夏比冲击功akv=82j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为50°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.15,si:0.91,mn:3.00,ti:0.41,n:0.006,p:0.004,s:0.001,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.2mm,抗拉强度为850mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:焊接电流250a,焊接电压30v,焊接速度30cm/min,气体流量为19l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在100~150℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到921mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=79j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=86j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=89j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=93j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=97j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=99j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=98j。

实施例9:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1573mpa,-40℃夏比冲击功akv=85j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为60°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.25,si:1.34,mn:2.10,ti:0.74,n:0.005,p:0.006,s:0.001,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.5mm,抗拉强度为950mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:焊接电流247a,焊接电压23v,焊接速度27cm/min,气体流量为7l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在150~190℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到889mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=79j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=73j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=77j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=87j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=83j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=82j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=84j。

实施例10:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1567mpa,-40℃夏比冲击功akv=72j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为50°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.23,si:1.43,mn:3.48,ti:0.37,n:0.006,p:0.005,s:0.002余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.5mm,抗拉强度为900mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:焊接电流239a,焊接电压22v,焊接速度10cm/min,气体流量为12l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在150~190℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到917mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=77j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=81j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=87j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=91j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=95j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=96j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=96j。

实施例11:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1567mpa,-40℃夏比冲击功akv=84j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为50°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:焊丝的化学成分及其重量百分含量为c:0.10,si:0.21,mn:3.50,ti:0.75,n:0.005,p:0.008,s:0.003,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.5mm,抗拉强度为900mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:焊接电流200a,焊接电压20v,焊接速度33cm/min,气体流量为5l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在150~190℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到918mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=78j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=82j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=88j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=92j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=96j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=97j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=97j。

实施例12:

母材:高ti超高强钢板,化学成分为c:0.25,si:0.93,mn:3.5,p:0.007,s:0.002,ti:0.56,mo:0.15,als:0.025,n:0.005,其余为fe及不可避免的杂质。母材抗拉强度为1567mpa,-40℃夏比冲击功akv=81j,试板尺寸为600mm×300mm×10mm。

本发明高ti超高强钢专用气体保护焊接工艺,包括如下步骤:

1)接头加工:接头处机械加工v型坡口,坡口角度为50°;

2)预处理:施焊前采用机械处理坡口表面,去除铁锈,使其露出金属光泽;

3)选择焊丝:c:0.30,si:1.55,mn:2.00,ti:0.36,n:0.008,p:0.007,s:0.002,余量为fe及不可避免的杂质,焊丝直径为1.5mm,抗拉强度为900mpa;

4)焊接:采用直流电源正接法,以氮气作为保护气体进行焊接,焊接工艺:焊接电流300a,焊接电压34v,焊接速度10cm/min,气体流量为18l/min;气体保护焊采用多层多道连续施焊,焊道间温度控制在100~120℃,焊后试板经100%超声波探伤均为i级。

采用上述焊接工艺焊接高ti超高强钢焊接接头的力学性能,焊接接头抗拉强度达到919mpa,焊缝区-40℃夏比冲击功akv=79j,熔合线-40℃夏比冲击功akv=83j,离熔合线1mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=89j,离熔合线3mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=93j,离熔合线5mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=97j,离熔合线7mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=98j,离熔合线20mm处热影响区-40℃夏比冲击功akv=98j。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,应当指出,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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