CN112935601A - 一种q690d低合金高强钢厚板多层多道焊焊接方法 - Google Patents

一种q690d低合金高强钢厚板多层多道焊焊接方法 Download PDF

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张义
韩阳
周龙早
朱梓坤
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First Construction Co Ltd of China Construction Third Engineering Division
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Huazhong University of Science and Technology
First Construction Co Ltd of China Construction Third Engineering Division
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    • B23K28/00—Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
    • B23K28/02—Combined welding or cutting procedures or apparatus

Abstract

本发明公开了一种Q690D低合金高强钢厚板多层多道焊的焊接方法，包括：确定焊接方式为气体保护焊打底，埋弧焊填充盖面的平板多层多道焊对接焊；选择焊接材料，对Q690D厚板进行焊前预热处理；选用合适的焊接工艺参数进行CO2气体保护焊打底焊接；选用合适的焊接工艺参数进行埋弧焊填充盖面焊接；焊接完成后使钢板在空气中冷却至室温。本发明简化了焊接工艺，解决了Q690D钢实际焊接过程中易出现的焊接缺陷，焊缝强度不足等问题，提高了焊接质量，对实际的生产应用具有重要意义。

Description

一种Q690D低合金高强钢厚板多层多道焊焊接方法
技术领域
本发明涉及一种Q690D低合金高强钢厚板多层多单焊的焊接方法，属于金属焊接技术领域。
背景技术
低合金高强钢是在含碳量ωc≤0.20％的碳素结构钢的基础上，通过加入少量的Mn、V、Ti等合金元素，而发展起来的一类工程结构钢，其强度高于碳素结构钢。由于具有较高的强度，可以代替并减少碳素结构钢的使用，达到节约成本，提高可靠性的目的。同时，低合金高强钢具有较好的塑性和韧性，冷脆转变温度低，且具有良好的焊接性能和耐腐蚀性能，因而在建筑、桥梁、船舶、石油、化工等领域都得到了广泛的应用。
Q690D钢属于低合金高强钢，其屈服强度不低于690MPa，D代表钢板等级，表示冲击温度为-20℃。Q690D厚板悬桥面板对焊接工艺要求非常高，由于在焊接过程中会不可避免的产生急剧的不协调的温度变化,产生焊接残余应力和焊接变形。钢桥面板尺寸大、重量大，而且由于是在工地现场焊接的条件限制，即使花费大量的人力物力也难以在焊后对焊接变形进行矫正；为了保证桥梁面板的焊接质量，必须在焊接过程中采取反变形措施，对焊接变形进行控制。因此，降低焊接过程中产生的焊接变形极为重要。选择合适的焊接工艺和焊接方法是保证焊接质量的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服Q690D钢焊接过程中易出现的焊接变形、应力集中等问题，提供一种Q690D低合金高强钢厚板多层多单焊的焊接方法，能够保证焊接质量，提高焊接效率。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种Q690D低合金高强钢厚板多层多单焊的焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、确定焊接方式为气体保护焊打底，埋弧焊填充盖面的平板多层多道焊对接焊，采用V型坡口，单边坡口角度为20°；
步骤二、选择直径为1.2mm的ER80-G焊丝为气体保护焊焊丝，直径为4mm的XY-S80QNH的焊丝为埋弧焊焊丝，XY-AF80QNH焊剂为埋弧焊焊剂；
步骤三、使用砂轮打磨焊接面，使之具有金属光泽，并对平板进行焊前预热，预热温度为200℃；
步骤四、选用合适的焊接工艺参数进行CO2气体保护焊打底焊接；
步骤五、选用合适的焊接工艺参数进行埋弧焊填充盖面焊接，并保证不同焊道间的温度为150℃到200℃；
步骤五、焊接完成后使钢板在空气中冷却至室温。
其中，步骤四中的焊接工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量。
步骤四中的焊接工艺参数为：焊接电流为240～270A、电弧电压为25～31V，焊接速度为14～20cm/min。
优选的设计，步骤四中进行气体保护焊打底时需进行反变形焊接。
步骤五中的焊接工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度。
步骤五中的焊接工艺参数为：焊接电流为480～600A、电弧电压为29～32V，焊接速度为38～45cm/min。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1)本发明保证了Q690D钢厚板多层多道焊的焊接质量，焊缝成型美观，焊接接头强度优良，组织均匀。解决了焊接过程中易出现的焊接变形、应力集中等问题。
2)本发明根据Q690D钢的性能及平板厚度选择了合适的焊接方法，优化的生产工艺，提高了生产效率，降低了对专业焊接人员的需求。
附图说明
图1为实施例的焊接接头示意图；
图2为实际焊接过程中完成的Q690D厚板对接焊图片。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细叙述。
本发明所涉及的Q690D钢的化学成分表如表1所示，力学性能表如表2所示。
表1 Q690D钢的化学成分
化学成分 C Si Mn V Nb Cu Ti Cr Ni Mo B
质量分数(％)，不大于 0.2 0.8 1.8 0.12 0.06 0.5 0.05 1.5 2.0 0.7 0.005
表2 Q690D钢的力学性能
Figure BDA0002918065820000021
步骤一、确定焊接方式为气体保护焊打底，埋弧焊填充盖面的平板多层多道焊对接焊，板厚为40mm，采用V型坡口，单边坡口角度为20°，共计14层22道焊缝；如图1所示。
步骤二、选择直径为1.2mm的ER80-G焊丝为气体保护焊焊丝，直径为4mm的XY-S80QNH的焊丝为埋弧焊焊丝，XY-AF80QNH焊剂为埋弧焊焊剂；
步骤三、使用砂轮打磨焊接面，使之具有金属光泽，并对平板进行焊前预热，预热温度为200℃；
步骤四、选用合适的焊接工艺参数进行CO2气体保护焊打底焊接，如表3所示，气体混合比为80％Ar+20％CO2，并在焊接前进行反变形操作；
表3气体保护焊焊接参数
Figure BDA0002918065820000031
步骤五、选用合适的焊接工艺参数进行埋弧焊填充盖面焊接，如表4所示，并保证不同焊道间的温度为150℃到200℃，在焊完一道焊缝后，使用红外测温枪对焊缝温度进行测量，等到其冷却至150℃至200℃之间时，再进行下一道焊缝的焊接；
表4埋弧焊焊接工艺参数
Figure BDA0002918065820000032
步骤五、焊接完成后使钢板在空气中冷却至室温。实际焊接过程中完成的Q690D厚板对接焊如图2所示。
表5力学工艺性能测试表
Figure BDA0002918065820000033
表6金属夏比缺口冲击实验测试表
Figure BDA0002918065820000041
表7熔敷金属测试表
Figure BDA0002918065820000042
表8维氏硬度测试表
Figure BDA0002918065820000043
表9无损检测表
Figure BDA0002918065820000044
Figure BDA0002918065820000051
依照本发明的焊接方法进行焊接的Q690D焊件的焊接工艺评定如表5至表9所示，可以看到焊接接头的各项力学性能均符合要求，质量完全达到要求，且焊缝成型美观，无缺陷，能够应用于工程生产中。
综上，本发明提供了一种Q690D钢低合金高强钢厚板多层多道焊的焊接工艺，能够得到焊接质量优良，焊缝成型美观，组织性能优秀的焊件，对于优化焊接质量、工程应用具有重要意义，具有很高的实用价值，可以得到广泛推广和应用。

Claims (6)

1.一种Q690D低合金高强钢厚板多层多道焊焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、确定焊接方式为气体保护焊打底，埋弧焊填充盖面的平板多层多道焊对接焊，采用V型坡口，单边坡口角度为20°；
步骤二、选择直径为1.2mm的ER80-G焊丝为气体保护焊焊丝，直径为4mm的XY-S80QNH的焊丝为埋弧焊焊丝，XY-AF80QNH焊剂为埋弧焊焊剂；
步骤三、使用砂轮打磨焊接面，使之具有金属光泽，并对平板进行焊前预热，预热温度为200℃；
步骤四、选用合适的焊接工艺参数进行CO2气体保护焊打底焊接；
步骤五、选用合适的焊接工艺参数进行埋弧焊填充盖面焊接，并保证不同焊道间的温度为150℃到200℃；
步骤五、焊接完成后使钢板在空气中冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种Q690D低合金高强钢厚板多层多道焊焊接方法，其特征在于，步骤四中的焊接工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体种类、气体流量。
3.根据权利要求1或2所述的一种Q690D低合金高强钢厚板多层多道焊焊接方法，其特征在于，步骤四中的焊接工艺参数为：焊接电流为240～270A、电弧电压为25～31V，焊接速度为14～20cm/min。
4.根据权利要求1或2所述的一种Q690D低合金高强钢厚板多层多道焊焊接方法，其特征在于，步骤四中进行气体保护焊打底时需进行反变形焊接。
5.根据权利要求1所述的一种Q690D低合金高强钢厚板多层多道焊焊接方法，其特征在于，所述步骤五中的焊接工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度。
6.根据权利要求1或5所述的一种Q690D低合金高强钢厚板多层多道焊焊接方法，其特征在于，步骤五中的焊接工艺参数为：焊接电流为480～600A、电弧电压为29～32V，焊接速度为38～45cm/min。
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