CN103008846B

CN103008846B - 低碳高强度钢的焊接方法

Info

Publication number: CN103008846B
Application number: CN201210526591.7A
Authority: CN
Inventors: 郭宝军; 张泽; 代夫华; 于鹏
Original assignee: CSR Sifang Locomotive and Rolling Stock Co Ltd
Current assignee: Qingdao CRRC Sifang Rolling Stock Co Ltd
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: CN103008846A

Abstract

本发明提供一种低碳高强度钢的焊接方法，包括：步骤1、采用激光下料方法，在低碳高强度钢上形成焊接坡口，两个待焊接的低碳高强度钢的焊接坡口之间形成焊缝；步骤2、采用熔化极混合气体保护焊对焊缝进行焊接，焊接过程中填充焊丝，焊接的环境温度高于5摄氏度；具体的，步骤2具体包括：步骤21、采用非脉冲熔化极混合气体保护焊对焊缝进行打底焊接，在焊缝的底部形成打底焊层，焊接过程中填充焊丝；步骤22、采用脉冲熔化极混合气体保护焊对焊缝进行盖面焊接，在打底焊层上方形成多个盖面层，相邻两个盖面层具有重叠区，焊接过程中填充焊丝。降低了应力集中，提高了低碳高强度钢的焊接质量。

Description

低碳高强度钢的焊接方法

技术领域

本发明涉及板材焊接领域，尤其涉及一种低碳高强度钢的焊接方法。

背景技术

目前，低碳高强钢，具有高强度、低膨胀系数和稳定的弹性模量，是船舶制造、压力容器、机车制造、工程机械等高强度产品的理想材料。低碳高强度钢（例如：HG785D低碳调质钢）含碳量较低，一般不超过0.12，其高强度及良好的综合机械性能是通过在低碳基础上加入多种提高淬透性的合金元素和调质处理而获得强度高、韧性好的低碳板条马氏体和粒状贝氏体而得到的。在焊接过程中，低碳高强度钢的淬硬倾向较大，焊接裂纹敏感性较强，可焊性较差，焊接过程中极易出现热影响区的软化以及焊接冷裂纹，导致现有技术中低碳高强度钢的焊接质量较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种低碳高强度钢的焊接方法，解决现有技术中低碳高强度钢的焊接质量较低的缺陷，实现提高低碳高强度钢的焊接质量。

本发明提供一种低碳高强度钢的焊接方法，包括：

步骤1、采用激光下料方法，在低碳高强度钢上形成焊接坡口，两个待焊接的低碳高强度钢的焊接坡口之间形成焊缝；

步骤2、采用熔化极混合气体保护焊对焊缝进行焊接，焊接过程中填充焊丝，焊接的环境温度高于5摄氏度；

具体的，步骤2具体包括：

步骤21、采用非脉冲熔化极混合气体保护焊对焊缝进行打底焊接，在焊缝的底部形成打底焊层，焊接过程中填充焊丝；

步骤22、采用脉冲熔化极混合气体保护焊对焊缝进行盖面焊接，在打底焊层上方形成多个盖面层，相邻两个盖面层具有重叠区，焊接过程中填充焊丝。

如上所述的低碳高强度钢的焊接方法，所述步骤2中的保护气体采用80%的氩气和20%的二氧化碳组成的混合气。

如上所述的低碳高强度钢的焊接方法，所述步骤2中电流的极性采用直流反接。

如上所述的低碳高强度钢的焊接方法，还包括：步骤3、对焊接完成后的低碳高强度钢进行空冷。

本发明提供的低碳高强度钢的焊接方法，通过采用激光下料在低碳高强度钢上形成焊接坡口，可以避免焊接坡口产生热影响区和增碳区，确保低碳高强度钢的组织结构不发生变化；而通过非脉冲熔化极混合气体保护焊对焊缝进行打底焊接，焊接热输入密度集中、效率高、熔池保护剂脱氢效果好，且熔池不易击穿，避免出现焊缝根据发生未熔合裂纹等缺陷，有效的降低焊缝根部的应力集中；而通过脉冲熔化极混合气体保护焊对焊缝进行盖面焊接，因为电弧线能量低，能耗少，可以精确控制电弧能量及其分布，降低焊件热积累的影响，易于获得均匀的熔深和焊缝根部均匀熔透，焊缝形状良好，焊接过程中由于存在电流基准时间，熔池金属凝固速度快，高温停留时间短，且脉冲电流对焊缝具有搅拌作用，从而形成较为缜密的焊缝，降低应力集中，有效的改善焊缝质量；而在填充层上形成具有重叠区的盖面层，可以确保焊缝顶部的焊缝口更加平整，实现提高了低碳高强度钢的焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明低碳高强度钢的焊接示意图。

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。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。

如图1所示，本实施例低碳高强度钢的焊接方法，包括：

步骤1、采用激光下料方法，在低碳高强度钢1上形成焊接坡口，两个待焊接的低碳高强度钢1的焊接坡口之间形成焊缝。具体的，现有技术中焊接坡口通常采用火焰下料或水刀下料，火焰下料切割面易产生热影响区，造成母材组织成分变化；水刀下料不产生热影响区，但切割面产生0.4mm左右压力流变区。本实施例低碳高强度钢的焊接方法采用激光下料无论表面到组织均不产生变化，以防止对焊接坡口部分产生热影响区和增碳影响。

步骤2、采用熔化极混合气体保护焊对焊缝进行焊接，焊接过程中填充焊丝，焊接的环境温度高于5摄氏度。其中，考虑等强匹配焊丝选用直径为1.2mm的ER110S-G焊丝，保护气体选用80%Ar+20%CO2，焊接环境温度要求达到5℃以上，焊前预热20℃以上即可，层间温度控制在50℃左右，焊接环境风速要求不大于２m/s，电流的极性采用直流反接。

具体的，步骤2具体包括：

步骤21、采用非脉冲熔化极混合气体保护焊对焊缝进行打底焊接，在焊缝的底部形成打底焊层101，焊接过程中填充焊丝。具体的，打底焊层101用非脉冲焊，焊接速度3.5m/s，非脉冲熔化极混合气体保护焊具有热输入密度集中、效率高、熔池保护及脱氢效果好，且熔池不易击穿，避免出现焊缝根据发生未熔合裂纹等缺陷。

步骤22、采用脉冲熔化极混合气体保护焊对焊缝进行盖面焊接，在打底焊层101上方的两侧位置形成两个盖面层102，两个盖面层102具有重叠区，焊接过程中填充焊丝。具体的，盖面层102用脉冲焊，焊接速度5.83-6.36m/s，脉冲熔化极混合气体保护焊的电弧线能量低，能耗少，可以精确控制电弧能量及其分布，降低焊件热积累的影响，易于获得均匀的熔深和焊缝根部均匀熔透，焊缝形状良好，焊接过程中由于存在电流基准时间，熔池金属凝固速度快，高温停留时间短，且脉冲电流对焊缝具有搅拌作用，从而形成较为缜密的焊缝。两个盖面层102具有重叠区，可以使焊缝的表面更加平整。

步骤3、对焊接完成后的低碳高强度钢1进行空冷，控制层间温度。具体的，焊接完成后，自然冷却。并且，可对工件进行喷丸处理，喷丸时间为半个小时，喷丸的钢丸流量不小于100Kg/min，以使得工件表面形成一层压应力，提高疲劳强度。

本实施例低碳高强度钢的焊接方法，通过采用激光下料在低碳高强度钢上形成焊接坡口，可以避免焊接坡口产生热影响区和增碳区，确保低碳高强度钢的组织结构不发生变化；而通过非脉冲熔化极混合气体保护焊对焊缝进行打底焊接，焊接热输入密度集中、效率高、熔池保护剂脱氢效果好，且熔池不易击穿，避免出现焊缝根据发生未熔合裂纹等缺陷，有效的降低焊缝根部的应力集中；而通过脉冲熔化极混合气体保护焊对焊缝进行盖面焊接，因为电弧线能量低，能耗少，可以精确控制电弧能量及其分布，降低焊件热积累的影响，易于获得均匀的熔深和焊缝根部均匀熔透，焊缝形状良好，焊接过程中由于存在电流基准时间，熔池金属凝固速度快，高温停留时间短，且脉冲电流对焊缝具有搅拌作用，从而形成较为缜密的焊缝，降低应力集中，有效的改善焊缝质量；而在填充层上形成具有重叠区的盖面层，可以确保焊缝顶部的焊缝口更加平整，实现提高了低碳高强度钢的焊接质量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种低碳高强度钢的焊接方法，其特征在于，包括：

具体的，步骤2具体包括：

2.根据权利要求1所述的低碳高强度钢的焊接方法，其特征在于，所述步骤2中的保护气体采用80%的氩气和20%的二氧化碳组成的混合气。

3.根据权利要求1所述的低碳高强度钢的焊接方法，其特征在于，所述步骤2中电流的极性采用直流反接。

4.根据权利要求1-3任一所述的低碳高强度钢的焊接方法，其特征在于，还包括：

步骤3、对焊接完成后的低碳高强度钢进行空冷。