CN102240841B - 一种特厚钢板t型接头埋弧焊接工艺 - Google Patents

一种特厚钢板t型接头埋弧焊接工艺 Download PDF

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Abstract

一种特厚钢板T型接头埋弧焊接工艺，属于特厚板焊接技术领域。焊前将特厚钢板预热100～150℃；去除特厚钢板坡口表面的氧化物、油污等污染物；采用埋弧焊对特厚钢板进行打底；开对称坡口，特厚钢板正面打底后进行施焊填充；对特厚钢板反面进行清根，紧接着将反面施焊填满；再将特厚钢板正面继续填满焊丝并盖面。解决了50～150mm厚特厚板T型接头施焊时手工打底效率低，劳动强度大，埋弧焊打底容易出现热裂纹、咬边、机械夹渣、反面清根工作量大等问题；通过选择合适的坡口形式、焊接顺序、焊接工艺参数及缓冷措施，实现填充焊道易清渣、减少清根工作量、减小焊接变形、减小焊接残余应力，保证焊缝质量；并操作简单、易实施、方便推广。

Description

一种特厚钢板T型接头埋弧焊接工艺
技术领域
本发明属于特厚板焊接技术领域，特别是涉及一种特厚钢板T型接头埋弧焊接工艺。
背景技术
特厚板T型接头在工程建造领域及船板、海工钢船级社焊接认证领域广泛采用，埋弧焊作为一种高效焊接方法也广泛应用于长直焊缝的焊接。特厚板T型接头打底焊道采用手工焊时，对焊工的技术水平要求高，劳动强度巨大，生产效率低，而采用埋弧焊进行打底自动化程度高、焊接效率高、打底焊缝质量稳定，但易出现脱渣困难，清根工作量大及咬边、机械夹渣、热裂纹等焊接缺陷，反而降低效率和焊缝质量。特厚板拘束度大、中心提高淬透性的合金元素偏析通常较严重，如果预热温度及分道前焊道(包括打底焊道)的焊接工艺参数选择不当很容易出现冷裂纹、热裂纹等缺陷。此外，特厚板焊接变形控制较困难，一旦产生焊接变形就很难矫正，而焊接接头的残余应力过大也会降低接头性能。随着机械、能源、船板、建筑等行业对特厚板的需求量越来越大，特厚板T型接头对接焊不可避免，有必要对特厚板T型接头的焊接采用一系列有效的措施来保证焊缝的焊接质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特厚钢板T型接头埋弧焊接工艺，解决了特厚钢板T型接头施焊时手工打底效率低，劳动强度大，埋弧焊打底容易出现热裂纹、咬边、机械夹渣、反面清根工作量大等问题；通过选择合适的坡口形式、焊接顺序、焊接工艺参数及缓冷措施，实现填充焊道易清渣、减少清根工作量、减小焊接变形、减小焊接残余应力，保证焊缝质量。
本发明所述焊接工艺方法的具体技术方案是：
(1)焊前将特厚钢板预热100～150℃；
(2)去除特厚钢板坡口表面的氧化物、油污等污染物；
(3)采用埋弧焊在特厚钢板进行打底；打底焊道焊接电流控制在400～550A，焊接电压控制在22～28V，焊接速度控制在300～500mm/min；分道前填充焊道焊接电流控制在500～600A，焊接电压控制在25～30V，焊速控制在300～350mm/min；避免成形系数小或融合比大造成热裂纹；分道后填充焊道及盖面焊道焊接电流控制在550～700A，焊接电压控制在28～32V，焊速控制在250～350mm/min；保证不咬边、易脱渣；特厚钢板开对称K型坡口，坡口角度控制在45～50°，留0～2mm钝边，两板间留0～2mm间隙，施焊时将特厚钢板倾斜，保持焊枪与K型坡口直边呈20～30°；填充至特厚钢板板厚1/4处后，将特厚钢板放平继续施焊填充，控制焊丝与工件直边保持适当的距离，避免直边出现未熔合及咬边缺陷；
(4)开对称坡口，特厚钢板正面打底后进行施焊填充，填充至1/5～1/4板厚处后，即特厚钢板产生9～11°变形时；
(5)对特厚钢板反面进行清根，紧接着将反面施焊填满；
(6)再将特厚钢板正面继续施焊填满并盖面。从而减少变形量；焊后采用硅酸铝板覆盖焊接接头进行缓冷，减少残余应力和焊缝扩散氢的含量，保证焊缝质量。从而实现特厚板T型接头的高效焊接，并通过减小焊接变形、焊接缺陷、残余应力，保证焊缝质量。
本发明所述的特厚钢板的厚度为50～150mm。
所述的焊接用焊丝采用直流反接，焊枪前倾10～12°。
采用多层多道焊，层间温度不超过200℃。
焊后采用硅酸铝板覆盖焊接接头进行缓冷。
本发明提出的焊接工艺方法与现有焊接工艺相比有以下有点：(1)提高打底焊道的焊接质量，避免焊接缺陷，降低劳动强度，提高焊接效率；(2)有效控制焊接变形；(3)降低焊接残余应力对焊接接头力学性能的劣化。
附图说明
图1为本发明的坡口形式示意图。
具体实施方式
实施例1：
基材：调质工艺生产的80mm厚E550钢板，力学性能为：屈服强度710MPa，抗拉强度730MPa，延伸率20.0％，-40℃冲击功197J。试板开对称K型坡口，坡口角度为45°，钢板尺寸为1200mm×200mm×80mm，不留钝边，两板不留间隙。
焊接材料匹配：采用瑞典伊萨公司生产的直径4mm牌号为：OK Autrod 13.40埋弧焊丝配合OK Flux 10.62焊剂进行焊接。
将80mm+80mm厚的E550钢板，焊前用火焰将钢板预热至120℃，层间温度控制在120～150℃，焊前将坡口用砂轮机打磨见光，采用埋弧焊进行打底、填充、盖面。
打底焊道焊接电流控制在450～500A，焊接电压控制在24～27V，焊接速度控制在350～400mm/min；分道前填充焊道焊接电流控制在550～600A，焊接电压控制在26～29V，焊速控制在300～350mm/min；分道后填充焊道及盖面焊道焊接电流控制在600～700A，焊接电压控制在28～32V，焊速控制在250～350mm/min。
正面打底后进行施焊填充，填充至1/5板厚处后对反面进行清根，紧接着将反面填满，再将正面填满；施焊时将工件倾斜，保持焊枪与K型坡口直边呈20～30°填充至板厚1/4处后，将试件放平继续填充；焊后采用硅酸铝板覆盖焊接接头进行缓冷。
焊后经探伤未发现焊接缺陷，焊接变形小于3°。
实施例2：
基材：TMCP+回火工艺生产的50mm厚E500钢板，力学性能为：屈服强度560MPa，抗拉强度675MPa，延伸率23.5％，-40℃冲击功268J。试板开对称K型坡口，坡口角度为50°，钢板尺寸为1200mm×200mm×80mm，不留钝边，两板留1mm间隙。
焊接材料匹配：采用瑞典伊萨公司生产的直径4mm牌号为：OK Autrod 12.34埋弧焊丝配合OK Flux 10.62焊剂进行焊接。
将50mm+50mm厚的E550钢板，焊前用火焰将钢板预热至100℃，层间温度控制在100～150℃，焊前将坡口用砂轮机打磨见光，采用埋弧焊进行打底、填充、盖面。
打底焊道焊接电流控制在450～500A，焊接电压控制在24～26V，焊接速度控制在350～400mm/min；分道前填充焊道焊接电流控制在550～600A，焊接电压控制在25～28V，焊速控制在300～350mm/min；分道后填充焊道及盖面焊道焊接电流控制在600～700A，焊接电压控制在28～30V，焊速控制在250～350mm/min。
正面打底后进行填充，填充至1/4板厚处后对反面进行清根，紧接着将反面填满，再将正面填满；施焊时将工件倾斜，保持焊枪与K型坡口直边呈20～30°填充至板厚1/4处后，将试件放平继续填充填充；焊后采用硅酸铝板覆盖焊接接头进行缓冷。
焊后经探伤未发现焊接缺陷，焊接变形小于3°。

Claims (3)

1.一种特厚钢板T型接头埋弧焊接工艺，其特征在于：工艺步骤如下：
(1) 特厚钢板开对称K型坡口，坡口角度控制在45～50°，留0～2mm钝边，两板间留0～2mm间隙，焊前将特厚钢板预热100～150℃；
(2)去除特厚钢板坡口表面的氧化物、油污污染物；
(3) 采用埋弧焊对特厚钢板进行打底；
(4) 正面打底后将正面焊接填充至1/5～1/4板厚处，即特厚钢板产生9～11°变形时停止焊接，对特厚钢板反面进行清根，紧接着先将反面施焊填满再将特厚钢板正面继续施焊填满并盖面，减小变形量；
(5) 焊后采用硅酸铝板覆盖焊接接头进行缓冷，减少残余应力和焊缝扩散氢的含量，保证焊缝质量；
所述的焊接工艺参数为：打底焊道焊接电流控制在400～550A,焊接电压控制在22～28V，焊接速度控制在300～500mm/min；分道前填充焊道焊接电流控制在500～600A，焊接电压控制在25～30V，焊速控制在300～350 mm/min；分道后填充焊道及盖面焊道焊接电流控制在550～700A，焊接电压控制在28～32V，焊速控制在250～350mm/min；保证不咬边、易脱渣；施焊时将特厚钢板倾斜，保持焊枪与K型坡口直边呈20～30°；填充至特厚钢板板厚1/4处后，将特厚钢板放平继续施焊填充；
所述的特厚钢板的厚度为50～150mm。
2.根据权利要求1所述的一种特厚钢板T型接头埋弧焊接工艺，其特征在于：所述的焊接用焊丝采用直流反接，焊丝与焊枪前倾10～12°。
3.根据权利要求1所述的一种特厚钢板T型接头埋弧焊接工艺，其特征在于：采用多层多道焊，层间温度不超过200℃。
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