CN113523507A - 一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法 - Google Patents
一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法，其特征在于：具体焊接方法如下：S1：坡口加工；S2：焊接工艺；属于大跨度、高强度、耐候钢桥梁焊接制造领域，本发明针对桥梁用Q500qENH、Q690qENH耐候钢的特定化学成分、使用的技术条件，焊接接头采用T型角接，采用不对称坡口，小坡口侧为单边V型坡口，大坡口侧为J型坡口，钝边2mm，焊接方法采用耐候钢用药芯CO2气体保护半自动焊；本发明技术方案简便、适用性强，焊接填充量小，焊后结构变形小，焊接接头性能良好，实施效果符合现行桥梁结构制造的相关标准要求，可实际运用于Q500qENH+Q690qENH耐候桥梁结构的焊接。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构制造、钢铁材料的焊接技术领域，尤其涉及一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法。
背景技术
为了满足Q500qENH、Q690qENH耐候钢在大跨度桥梁制造过程中的焊接需要，需要对其焊接方法进行探索研究。Q500qENH耐候钢目标应用在川藏铁路大跨度桥梁上，具有高强度和耐候的特点，是钢桥未来的发展趋势，所涉及的焊接方法是保证钢桥制造质量的关键技术，目前现有的桥梁钢焊接方法对Q500qENH+Q690qENH耐候钢的焊接没有涉及，需要对其焊接方法进行探索研究。
中国专利号CN201910839876.8的文献，其公开了《一种高性能耐候桥梁钢全熔透T型接头复合焊方法》，该文献主要解决Q690qENH+Q690qENH同种材质桥梁钢的焊接问题，其采用富氩气打底+埋弧自动焊填充盖面的方法，同种材质的桥梁钢的焊接方法无法满足异种材质钢的焊接技术要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法，采用该方法进行焊接的接头具有优良的综合性能，焊缝具有优良的耐低温冲击性能，接头三区具有较高的冲击韧性储备及安全裕度。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法，其创新点在于：具体焊接方法如下：
S1：坡口加工：对Q690qENH的焊接端面进行坡口加工，从两侧面方向在端部加工形成V型小坡口和J型大坡口，V型小坡口的坡口角度为45°，J型大坡口的根部为弧形结构，且坡口角度为25°，中间形成钝边；
S2：焊接工艺：将Q690qENH加工坡口的端面垂直于Q500qENH的焊接侧面上，采用气体保护焊进行焊接；焊前预热100℃，先对J型大坡口侧进行施焊，焊接道间温度为100-150℃，焊接参数为焊接电流230A、电弧电压30V、焊接速度15m/h，焊接热输入16.6kJ/cm，气体流量20L/min，在焊完6道后，进行反面清根，再对V型小坡口侧施焊，两侧交替施焊，以控制焊接变形。
进一步的，所述S2中气体保护焊用焊丝选用抗拉强度Rm≥630MPa,焊丝直径为1.2mm。
进一步的，所述S2中气体保护焊焊丝采用的是药芯焊丝，药芯焊丝为CHT91NHQ或JQ.YJ621NiCrCu-1，保护气体为CO2气体。
进一步的，所述Q500qENH抗拉强度Rm≥630MPa，屈服强度Rel≥500MPa，延伸率A≥18％，-40℃冲击功KV2≥120J，耐腐蚀性指数I≥6.5；Q690qENH抗拉强度Rm≥770MPa，屈服强度Rel≥690MPa，延伸率A≥14％，-40℃冲击功KV2≥120J，耐腐蚀性指数I≥6.5。
本发明的优点在于：
1)本发明中在大坡口侧采用J型大坡口，可以减少焊材的消耗，采用该坡口形式，交替施焊，可以有效控制焊接变形；采用药芯焊丝CO2气体保护焊，能满足高强度耐候桥梁钢焊接接头冲击功性能要求，接头性能高于实心焊丝气体保护焊；使用药芯焊丝CO2气体保护焊技术焊接兼具接头性能好和使用方便的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本专利中：母材材质为Q500qENH+Q690qENH，Q500qENH抗拉强度Rm≥630MPa，屈服强度Rel≥500MPa，延伸率A≥18％，-40℃冲击功KV2≥120J，耐腐蚀性指数I≥6.5；Q690qENH抗拉强度Rm≥770MPa，屈服强度Rel≥690MPa，延伸率A≥14％，-40℃冲击功KV2≥120J，耐腐蚀性指数I≥6.5；板厚组合为32mm(Q500qENH)+50mm(Q690qENH)的异种材质桥梁钢；
试板尺寸为600mm×300mm×32mm，600mm×300mm×50mm。
实施例1：
如图1所示的一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法，具体焊接方法如下：
S1：坡口加工：对Q690qENH的焊接端面进行坡口加工，从两侧面方向在端部加工形成V型小坡口和J型大坡口，V型小坡口的坡口角度为45°，J型大坡口的根部为弧形结构且半径R＝8mm，且坡口角度为25°，中间形成钝边为2mm。
S2：焊接工艺：将Q690qENH加工坡口的端面垂直于Q500qENH的焊接侧面上，采用气体保护焊进行焊接；采用CO2气体保护焊，药芯焊丝CHT91NHQ，焊丝直径为1.2mm，熔敷金属的力学性能为屈服强度Rel＝606MPa，抗拉强度Rm＝676MPa，延伸率A＝22.5％，-40℃冲击功KV2＝105J，耐腐蚀性指数I＝6.9；焊材熔敷金属力学性能满足强度、延伸率、耐腐蚀性指数不低于母材标准值和韧性-40℃冲击功KV2≥60J的要求。
焊前预热100℃，先对J型大坡口侧进行施焊，焊接道间温度为100-150℃，焊接参数为焊接电流230A、电弧电压30V、焊接速度15m/h，焊接热输入16.6kJ/cm，气体流量20L/min，在焊完6道后，进行反面清根，再对V型小坡口侧施焊，两侧交替施焊，以控制焊接变形。
采用上述焊接工艺焊接Q500qENH+Q690qENH异种材质焊接接头性能，焊缝屈服强度Rel＝626MPa，抗拉强度Rm＝710MPa，延伸率A＝23.5％，焊缝中心-40℃冲击功KV2＝62J，Q500qENH侧热影响区(熔合线外1mm)-40℃冲击功KV2＝107J，Q690qENH侧热影响区(熔合线外1mm)-40℃冲击功KV2＝89J，焊缝耐腐蚀性指数I＝6.9；接头力学性能满足焊缝强度、延伸率、耐腐蚀性指数不低于母材标准值和韧性-40℃冲击功KV2≥54J的要求。
实施例2：
如图1所示的一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法，具体焊接方法如下：
S1：坡口加工：对Q690qENH的焊接端面进行坡口加工，从两侧面方向在端部加工形成V型小坡口和J型大坡口，V型小坡口的坡口角度为45°，J型大坡口的根部为弧形结构且半径R＝8mm，且坡口角度为25°，中间形成钝边为2mm。
S2：焊接准备：将Q690qENH加工坡口的端面垂直于Q500qENH的焊接侧面上，采用气体保护焊进行焊接；采用CO2气体保护焊，药芯焊丝JQ.YJ621NiCrCu-1，焊丝直径为1.2mm，熔敷金属的力学性能为屈服强度Rel＝650MPa，抗拉强度Rm＝713MPa，延伸率A＝24.5％，-40℃冲击功KV2＝100J，耐腐蚀性指数I＝7.1；焊材熔敷金属力学性能满足强度、延伸率、耐腐蚀性指数不低于母材标准值和韧性-40℃冲击功KV2≥60J的要求。
焊前预热100℃，先对J型大坡口侧进行施焊，焊接道间温度为100-150℃，焊接参数为焊接电流230A、电弧电压30V、焊接速度15m/h，焊接热输入16.6kJ/cm，气体流量20L/min，在焊完6道后，进行反面清根，再对V型小坡口侧施焊，两侧交替施焊，以控制焊接变形。
采用上述焊接工艺焊接Q500qENH+Q690qENH异种材质焊接接头性能，焊缝屈服强度Rel＝632MPa，抗拉强度Rm＝698MPa，延伸率A＝20.5％，焊缝中心-40℃冲击功KV2＝81J，Q500qENH侧热影响区(熔合线外1mm)-40℃冲击功KV2＝100J，Q690qENH侧热影响区(熔合线外1mm)-40℃冲击功KV2＝95J，焊缝耐腐蚀性指数I＝7.1；接头力学性能满足焊缝强度、延伸率、耐腐蚀性指数不低于母材标准值和韧性-40℃冲击功KV2≥54J的要求。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法，其特征在于：具体焊接方法如下：
S1：坡口加工：对Q690qENH的焊接端面进行坡口加工，从两侧面方向在端部加工形成V型小坡口和J型大坡口，V型小坡口的坡口角度为45°，J型大坡口的根部为弧形结构，且坡口角度为25°，中间形成钝边；
S2：焊接工艺：将Q690qENH加工坡口的端面垂直于Q500qENH的焊接侧面上，采用气体保护焊进行焊接；焊前预热100℃，先对J型大坡口侧进行施焊，焊接道间温度为100-150℃，焊接参数为焊接电流230A、电弧电压30V、焊接速度15m/h，焊接热输入16.6kJ/cm，气体流量20L/min，在焊完6道后，进行反面清根，再对V型小坡口侧施焊，两侧交替施焊，以控制焊接变形。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法，其特征在于：所述S2中气体保护焊用焊丝选用抗拉强度Rm≥630MPa,焊丝直径为1.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法，其特征在于：所述S2中气体保护焊焊丝采用的是药芯焊丝，药芯焊丝为CHT91NHQ或JQ.YJ621NiCrCu-1，保护气体为CO2气体。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁用Q500qENH与Q690qENH复合焊接方法，其特征在于：所述Q500qENH抗拉强度Rm≥630MPa，屈服强度Rel≥500MPa，延伸率A≥18％，-40℃冲击功KV2≥120J，耐腐蚀性指数I≥6.5；Q690qENH抗拉强度Rm≥770MPa，屈服强度Rel≥690MPa，延伸率A≥14％，-40℃冲击功KV2≥120J，耐腐蚀性指数I≥6.5。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211022 |
|
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