一种超厚板高强钢焊接工艺方法与流程

本发明属于钢材焊接技术领域，具体涉及一种超厚板高强钢焊接工艺方法。

背景技术：

钢材的焊接性和它的其它性能一样，主要都取决于它的化学成分及热处理状态。由于高强钢的合金含量相对较高,碳当量ce或焊接裂纹敏感性指数pcm相对也高,属于不易焊接材料。再加上板厚较厚，焊接接头更容易产生热影响区脆化和焊接裂纹。本发明专利主要解决了一种超厚高强钢已产生焊接热影响区硬化和焊接裂纹缺陷的问题,焊接接头按照asmeⅸ和awsd1.1/d1.1m评定合格。

技术实现要素：

为解决上述问题，提供一种超厚板高强钢焊接工艺方法。

本发明通过以下技术方案实现：

（1）焊前准备

第一、材料准备：100mm厚q690e调质钢

第二、焊接方法：熔化极混合气体保护焊

第三、焊接位置：1g平焊

第四、接头设计：采用板板对接双j型焊接接头

第五、焊前清理：清理焊接氧化皮、油污、铁锈、水分等杂质

（2）焊接

第一、焊前预热：预热温度150℃～180℃

第二、焊接参数

1）打底层焊接：

焊接电流：110-120a，焊接电压：18.0-18.5v，焊接速度：95-110mm/min，气体流量20l/min，干深长度：15mm；

打底焊接完成后，背面进行清根打磨，露出金属光泽；

2）填充层焊接：

焊接电流：220-230a，焊接电压：22.4-24.5v，焊接速度：180-210mm/min，气体流量22l/min，干深长度：13-15mm。

3）盖面层焊接：

焊接电流：200-220a，焊接电压：24.0-24.5v，焊接速度：175-200mm/min，气体流量22l/min，干深长度：12-14mm。

第三、焊后保温缓冷：200℃～250℃，保温2.5小时，随炉缓冷。

所述一种超厚板高强钢焊接工艺方法，其特征在于：严格的焊接工艺方法制定。

本发明的一种超厚板高强钢焊接工艺方法避免了焊接热影响区硬化和焊接裂纹等焊接缺陷，经过超声波探伤，产品质量良好；经过拉力试验断裂位置在母材；弯曲试验合格；-45℃akv2低温冲击韧性试验合格。

附图说明

附图1为坡口示意图。

附图2为焊道示意图,其中:1为打底焊道,2-50为填充焊道,51-56为盖面焊道。

具体实施方式

一种超厚板高强钢焊接工艺方法，包括以下步骤：

（1）焊前准备

第一、材料准备：

1）材料：q690e钢

2）板厚：100mm

3）热处理状态：调质状态

第二、焊接方法及焊接材料的选择：因焊后不再进行调质处理，焊材按等强匹配原则选择。

1）焊接方法：熔化极混合气体保护焊

2）焊接材料：er80-g，焊材规格为φ1.2mm

3）保护气体：80%ar+20%co2

第三、焊接位置：1g平焊

第四、接头设计：既要保证焊枪可达性及清根时砂轮机操作空间，保证焊缝熔合良好，又要尽量减少焊材填充。

1）板板对接

2）坡口形式：双j型坡口

3）钝边：f=3mm

4）坡口角度：α=15°

5）圆角半径：r=16mm

6）根部间隙：r=3mm

第五、焊前清理：清理焊接坡口及其两侧30mm范围的氧化皮、油污、铁锈、水分等杂质。

（2）焊接

第一、焊前预热：焊前预热，降低焊接接头冷却速度，提高接头抗裂性能。

1）加热方式：炉内加热

2）加热范围：坡口及周边150mm范围

3）加热温度：150℃～180℃

4）保温时间：2.5小时

第二、焊接参数：严格控制线能量在16-17kj/cm，确保焊接接头有最佳的低温冲击韧性。

1）打底层焊接：

焊接电流：110-120a，焊接电压：18.0-18.5v，焊接速度：95-110mm/min，气体流量20l/min，干深长度：15mm；

打底焊接完成后，背面进行清根打磨，露出金属光泽。

2）填充层焊接：

焊接电流：220-230a，焊接电压：22.4-24.5v，焊接速度：180-210mm/min，气体流量22l/min，干深长度：13-15mm。

3）盖面层焊接：

焊接电流：200-220a，焊接电压：24.0-24.5v，焊接速度：175-200mm/min，气体流量22l/min，干深长度：12-14mm。

第三、焊后保温缓冷：降低焊接接头冷却速度，提高接头抗裂性能。

1）加热方式：炉内加热

2）加热温度：180℃～200℃，

3）保温时间：2.5小时

4）冷却方式：随炉缓冷。

焊接时层间温度：150-180℃。

焊后保温缓冷，炉内250℃，保温2.5小时，随炉冷却到100℃以下。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种超厚板高强钢焊接工艺方法，涉及钢材焊接技术领域，主要包括焊前准备、焊接、焊后处理三个步骤。本发明的一种超厚板高强钢焊接工艺方法避免了焊接热影响区脆化和焊接裂纹产生，经过拉力试验断裂位置在母材；‑45℃冲击韧性试验合格；弯曲试验合格；经过超声波探伤，产品质量良好。

技术研发人员：荣晓玲;陈小伟;韩翠萍;尹一晓;刘振义;吴桂峰;杨正伟;孔勇;樊晓良;徐君臣;唐金虎;梁晓宇
受保护的技术使用者：南阳二机石油装备集团股份有限公司
技术研发日：2017.12.06
技术公布日：2019.06.14