CN105522262B

CN105522262B - 屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法

Info

Publication number: CN105522262B
Application number: CN201610078557.6A
Authority: CN
Inventors: 王昭东; 温长飞; 邓想涛; 王国栋; 刘丽华; 闫强军; 姜在伟
Original assignee: Northeastern University China; Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Northeastern University China; Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2018-08-17
Anticipated expiration: 2036-02-03
Also published as: CN105522262A

Abstract

本发明提供了一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，包括如下步骤：将屈服强度在1100MPa以上的焊接母材预热至150‑170℃；将所述焊接母材相同板厚对接后，选用氩气、二氧化碳的混合气体作为保护气体，屈服强度在900MPa以上、直径为1‑1.2mm的焊丝进行连续施焊，控制焊道层间温度在150‑250℃之间，焊接线能量控制在9‑15KJ/cm；焊接后进行消氢处理，保温温度为200‑220℃，保温时间在1h以上。本发明实施例的焊接方法通过采用小线能量富氩混合气体保护焊，在保证焊接接头强度的同时提高焊接接头的韧性和塑性。

Description

屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法

技术领域

本发明涉及超高强度钢材焊接技术领域，具体而言，涉及一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法。

背景技术

随着环境问题日趋收到重视，市场竞争愈加激烈，钢铁结构强度从400MPa级快速上升到700MPa、900MPa、1100MPa甚至1300MPa级别，其中屈服强度1100MPa级及以上低合金超高强度钢越来越收到人们的关注，采用其制造工程机械的梁结构、起重机的吊臂和自卸车的车体等设备的构件，除了能满足其对强度的要求，还能减轻设备自重，减少燃料消耗，降低成本，减少对环境的污染。随着工程机械行业向“三高一大”方向发展，采用超高强度可焊接结构钢制造港口机械、矿山机械、挖掘机、装载机的梁结构、起重机的吊臂和自卸车的车体等移动设备的构件已经成为必然的趋势。

低合金钢超高强钢是在碳素钢基础上通过添加少量微合金Nb、V、Ti、B等元素，结合优化的控制轧制与控制冷却工艺(TMCP技术)和淬火回火工艺，可生产出满足机械制造需求的超高强度钢板。采用TMCP技术可以起到细化晶粒，第二相析出强化的作用，在淬火过程中，合金元素可以提高钢的有效淬透深度，使钢板在淬火过程中形成均匀的马氏体组织，通过低温回火消除淬火应力，通过碳化物弥散析出，提高强度和韧性。马氏体是碳原子固溶在铁原子组成的体心立方晶格八面体间隙中，使体心立方(bcc)晶格沿c轴方向伸长形成正方晶格，从而使晶体点阵发生畸变，产生弹性应力场与位错发生交互作用，最终使钢表现出较高的强度和硬度。

工程机械用超高强钢由于其苛刻的使用环境和受力条件对钢材质量有严格的要求，除了要有良好的综合力学性能，还要求有良好的加工工艺性能和焊接性能，而焊接接头的性能将直接影响超高强钢的应用。屈服强度1100MPa级超高强钢由于碳含量相对较高，淬硬性较大，对氢致裂纹比较敏感，在焊接过程中容易在焊接热影响粗晶区和熔合区产生冷裂纹，显著降低热影响区的韧性，此外由于焊接过程热影响区组织发生改变，破坏了原有的细小马氏体结构，使强度急剧下降，从而使整个焊接热影响区以及整个焊接接头的性能发生恶化，常常导致焊接结构发生破坏，造成重大经济损失。因此对于这种超高强度钢其焊接工艺提出了更高的要求。

现有技术中的焊接工艺大部分都是针对屈服强度最高只有900MPa左右的钢板，对于适于这种屈服强度1100MPa级超高强钢的焊接工艺还没有任何记载，比如授权公告号为“CN102179606”，专利名称为“一种1000MPa级非调质型高强度钢的焊接工艺”的专利，还有授权公告号为“CN105014208”，专利名称为“一种900MPa级高强钢的焊接方法”，授权公告号为“CN101733562”，专利名称为“900MPa高强钢不预热组合焊接方法”，这些技术中钢板屈服强度只有900MPa左右，且焊接后采取470-490℃回火处理，不适用于超高强度马氏体钢的焊接，并且其打底、填充及盖面焊接时，均使用不同型号、级别焊条或焊丝，严重制约生产效率，不适合超高强度钢的焊接。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，该焊接方法专用于1100MPa级超高强度低合金钢的焊接，并通过采用小线能量富氩混合气体保护焊，按照低强匹配原则选用屈服强度900MPa级的高强焊丝多层多道连续施焊，严格控制焊前预热温度，焊后采用缓冷或低温回火处理，在保证焊接接头强度的同时提高焊接接头的韧性和塑性，确保接头的综合机械性能满足设计要求的同时，制备步骤简单，操作方便，节省操作时间，以及人力物力成本，工艺过程中所涉及的材料均比较廉价，还可以降低焊接材料成本，为超高强度低合金钢的焊接方法弥补了技术空白，具有开拓性的意义。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，包括如下步骤：

(A)将屈服强度在1100MPa以上的焊接母材预热至150-170℃，所述焊接母材的化学成分重量百分比为：C 0.15-0.22％，Si 0.20-0.60％，Mn 0.60-1.50％，Cr 0.30-0.80％，Ni 0.400-1.60％，Mo 0.10-0.7％，Nb 0.01-0.05％，V 0.01-0.05％，Al 0.02-0.08％，余量为Fe及不可避免的杂质；

(B)将所述焊接母材相同板厚对接后，选用氩气、二氧化碳的混合气体作为保护气体，屈服强度在900MPa以上、直径为1-1.2mm的焊丝进行连续施焊，控制焊道层间温度在150-250℃之间，焊接线能量(E)控制在9-15KJ/cm；

(C)焊接后进行消氢处理，保温温度为200-220℃，保温时间在1h以上。

现有技术中针对低、高强度钢的焊接方法层出不穷，但是这些焊接方法并不适用于超高强度钢，因为超高强度钢本身碳含量相当高，淬硬性较大，对氢致裂纹比较敏感，在焊接过程中容易在焊接热影响粗晶区和熔合区产生冷裂纹，如果在焊接过程中没有严格控制各个工艺操作参数，会很容易使得钢板的组织发生改变，从而影响到钢板本身的力学性能、焊接性能等指标。因此为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种适于1100MPa级超高强度低合金钢的焊接方法，首先本发明的这种焊接方法具有特定指向性，不仅其选用的母材必须是1100MPa级超高强度钢，而且必须是低合金钢，即所述焊接母材的各化学成分重量百分比需要控制在以下范围内，C 0.15-0.22％，Si 0.20-0.60％，Mn 0.60-1.50％，Cr 0.30-0.80％，Ni 0.400-1.60％，Mo 0.10-0.7％，Nb 0.01-0.05％，V 0.01-0.05％，Al 0.02-0.08％，余量为Fe及不可避免的杂质，如果对于高合金钢或者是各化学成分不在本发明的指标范围内的钢材，本发明的焊接方法并不适用。当然，除了焊接母材的屈服强度以及化学成分含量有一定的要求外，焊接母材的抗拉强度最好≥1300MPa，延伸率最好≥9％，-40℃的冲击功最好≥27J，还有对焊接母材的厚度也有一定的要求，厚度控制在4-30mm之间，优选8-20mm，这样的焊接母材不仅本身性能优异，而且能够非常良好的适用于本发明的气体保护焊接方法。本发明的钢板是采用的冶炼-连铸-控制轧制+控制冷却(TMCP)-淬火+回火处理工艺生产出的屈服强度1100MPa级的低合金超高强钢板。

在施焊之前，焊接母材是要进行一定的预处理，也就是所谓的焊前准备工作，对于厚度＞10mm的焊接母材的的钢板对接接头处开双面对称X型坡口，厚度≤10mm的钢板对接接头处开V型坡口，并清理坡口表面直至露出金属光泽，对待焊区域50mm范围内的铁锈、油渍清除干净，比如水、氧化皮、铁锈、油污、油漆等杂质，并将灰尘杂物清除干净。这样通过严格的清理工作可以保证施焊过程更加顺利的进行。另外，双面对称X型或单V型坡口的角度也最好有一定的限制，坡口角度40-60°，单边坡口角度20-30°，坡口钝边高度0-2mm，接头组对间隙1-2mm，钢板对接偏移量小于0.1t(t为板厚/mm)，这些参数的限定是为了防止钢板焊接时产生较大的应力，避免产生微裂纹。虽然现有技术中的施焊工艺也会对坡口的角度有一定的限制，但是正因为本发明针对的超高强度钢的焊接，所以各方面的要求更加严格，需要多角度多参数的进行限定，以确保焊接工艺能够按照本发明的方案有条不紊的进行。预处理后需要在150-170℃的高温条件下进行预热，这个预热温度是发明人根据实践特意选定的，现有技术的预热温度普遍偏低，并不适用于本发明的超高强度钢，而且预热的温度也不能一味的升高，否则会影响钢板的组织变化，因此适宜的预热温度是必要的，预热的宽度以所述坡口边缘算起每侧70-80mm范围内为宜。

还有，本发明在施焊过程中特意根据低强匹配原则，选用屈服强度在900MPa以上、直径为1-1.2mm的焊丝进行施焊，最好施焊之前先要进行烘干处理，具体烘干的温度为200-250℃，烘干时间为2-3h，烘干的温度还可以为205℃、210℃、220℃等，焊丝的化学成分种类以及含量也最好加以限定，焊丝的化学成分重量百分比为：C 0.1-0.15％，Si 0.5-1.0％，Mn 1.5-2.0％，Cr 0.25-0.5％，Ni 2.0-2.4％，Mo 0.4-0.8％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。更为优化的在于，焊丝的抗拉强度≥1000MPa，延伸率≥11％，-40℃的冲击功≥27J，通过选用与钢板强度等其他性能指标均匹配适宜的焊丝，使得焊接后的钢板的性能更有保证，虽然现有技术中也会对焊丝预先进行烘干，但是烘干温度太高或者太低均达不到本发明的要求，影响最终的焊接性能，因此发明人通过大量实践优选出了较优的烘干温度、烘干时间，最好控制在适宜范围内，并且正因为本发明主要针对的超高强度低合金钢进行焊接，因此相应的焊丝的化学成分含量最好也要有一定的要求，以实现互相匹配。

除了焊丝，本发明的保护气体选用的是氩气与二氧化碳形成的混合气体，保护气体的水分含量在20ppm以下，流量控制在15-25L/min，氩气与二氧化碳的纯度分别在99.99wt％以上，另外氩气占所述保护气体的体积百分比最好控制在80％以上，如果保护气体水分含量过高，会腐蚀钢板，使得钢板的强度等力学性能得不到保证，因此水含量以及气体的纯度最好加以控制。焊接后，最好立即对焊接接头进行消氢处理，采用保温炉或者采用保温材料两种方式中的任意一种进行消氢处理，采取200-220℃保温4倍板厚时间，比如板厚为30mm，则保温时间为4*30min共120min，当然总保温时间不得少于1h，最好在1-4h之间。如果保温温度过高，焊接接头的强度会降低，对钢板的性能有不利的影响。焊后采用这种缓冷或回火处理，同样也可以起到降低焊接应力，促进氢原子逸出的作用，并且回火温度越高，释放应力及促进氢原子逸出的作用越大，但是由于随回火温度升高，强度会随之下降并且可能会产生回火脆性，因此回火处理控制在200-220℃比较合适。

值得注意的地方在于，焊接过程的各项操控参数本发明依据超高强度低合金钢的自身性能进行了优化，焊接的电流控制在200-260A之间，电弧电压控制在24-28V之间，焊接速度控制在29-35cm/min之间，焊接线能量控制在9-15KJ/cm之间；优选地，焊接电流220A，电弧电压25V，焊接速度30cm/min，优选焊接线能量控制在10-13KJ/cm之间，最优选为11KJ/cm，焊接线能量还可以选择为10.5KJ/cm、11.5KJ/cm、12.5KJ/cm、12.8KJ/cm等，如果线能量过大，焊接时高温停留时间长，奥氏体组织粗大，在随后冷却过程中形成粗大的马氏体组织，容易形成微裂纹且不利于阻止裂纹扩展，相反的线能量过小，冷速过快，容易形成较大的焊接残余应力，不利于阻止冷裂纹的出现，因此只有在一定的线能量范围内才能有效地避免产生焊接冷裂纹，本发明正是依据这样的原则选择了最适宜的焊接线能量范围。

另外，施焊采用多层多道连续施焊的方式进行，多层多道焊时，后一焊道对前一焊道和热影响区起到回火作用，可以释放焊接应力，降低冷速促进氢原子的逸出，因为具有马氏体组织的超高强钢对焊接冷裂纹较敏感，容易在焊接接头的熔合区和粗晶热影响区产生裂纹，影响裂纹产生的因素主要有马氏体组织、钢中的氢原子以及拘束应力，采用合适的线能量多层多道焊接，焊前预热以及焊后消氢处理工艺可以有效避免焊接冷裂纹的出现。焊道层间温度需要控制在150-250℃之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过选择合适的焊接线能量、焊前预热温度、施焊的方式以及焊道层间的温度、焊后缓冷、回火处理的方式等众多操作条件的优化，可以达到有效避免超高强度钢的焊接冷裂纹的出现，并且确保焊接接头具有良好的韧性，综合机械性能充分满足设计要求；

(2)采用本发明的焊接工艺技术，焊接接头中，焊缝金属主要为细小的针状铁素体组织，热影响区主要为回火马氏体组织，接头具有良好的抗冷裂纹性能，避免了焊接裂纹的产生，并且本发明所述的焊接方法具有优良的焊接工艺性能，可操作性强、适用方便、高效、节能、安全，非常适用于工程机械行业屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接过程；

(3)本发明提出的焊接方法，解决了屈服强度1100MPa级超高强钢的焊接问题，满足了我国工程机械行业设备升级换代对焊接关键制造技术的要求，使超高强钢可以安全应用到各种重大设备中，从而减轻自身重量，通过减重可以减少钢材消耗和能源消耗，降低成本，减少对环境的污染。

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，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例一的钢板焊接接头坡口的结构示意图；

图2为本发明实施例二的钢板焊接接头坡口的结构示意图；

图3为本发明实施例一的焊接接头夏比冲击韧性试验试样V型缺口位置示意图；

图4为本发明实施例二的焊接接头夏比冲击韧性试验试样X型缺口位置示意图；

图5-8为本发明实施例一的焊接接头中不同位置的典型金相组织图，其中图5为焊接接头金相组织示意图，图6为焊缝金属(WM)金相组织，图7为粗晶热影响区(CGHAZ)金相组织示意图，图8为细晶热影响区(FGHAZ)金相组织示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法如下操作：

待焊接钢板为屈服强度为1100MPa级超高强度低合金钢，板厚组合为8mm+8mm；

1)母材的化学成分重量百分比为：C 0.15-0.22％，Si 0.20-0.60％，Mn 0.60-1.50％，Cr 0.30-0.80％，Ni 0.400-1.60％，Mo 0.10-0.7％，Nb 0.01-0.05％，V 0.01-0.05％，Al 0.02-0.08％，母材的生产工艺为冶炼-连铸-控轧控冷(TMCP)-淬火+回火，母材的力学性能：R_p0.2＝1138MPa，R_m＝1300MPa，A₅₀＝9％，-40纵向冲击平均值27J；

2)匹配的焊接材料：EDFK1000焊丝，直径1mm，焊丝的屈服强度(R_p0.2)≥900MPa，抗拉强度(R_m)≥1000MPa，延伸率(A)≥11％，-40℃冲击功(Akv)≥27J；

3)保护气体：体积百分比85％Ar+15％CO₂富氩混合气，流量控制在15-25L/min，氩气与二氧化碳的纯度分别在99.99wt％以上，总水分含量在20ppm以下；

4)焊接工艺：焊丝使用之前现在250℃烘干3h，随取随用；气体保护焊对接接头开单V型坡口，坡口角度40-60℃，单边坡口角度30°，坡口钝边高度0-2mm，坡口间隙1-2mm，钢板对接偏移量小于0.1t(t为板厚/mm)；

5)清理坡口内外壁及两侧的铁锈、油污、油漆等杂质，确保坡口表面及坡口两侧50mm范围内无缺陷；

6)将待焊接的Q1100钢板预热到170℃，预热区域在焊缝两边160mm范围内，可以采取电热毯或火焰加热的方式，在钢板正面预热后，需在预热停止2min后在钢板背面测温，以确保预热温度准确，调整导电嘴到工件的距离以及与工件的相互位置，控制焊丝伸出长度15-20mm，焊枪倾角70-80℃；

7)焊接工艺参数：打底焊焊接电流：260A，电弧电压：28V，焊接速度35cm/min，焊接线能量15KJ/cm，保护气体流量22L/min；填充和盖面焊采取多层多道焊，焊接电流：220A，电弧电压：24V，焊接速度29cm/min，焊接线能量1.14KJ/cm，保护气体流量22L/min，焊道层间温度150-200℃，为后一焊道预热并有利于氢的逸出；

8)连续施焊过程中，用磨光机及时清理前一焊道产生的焊渣和表面飞溅物后，继续下一道施焊。焊后钢板在200-220℃保温炉中保温1-4h后缓冷至室温；

9)采用上述工艺施焊的的Q1100焊接接头熔合情况良好，无宏观焊接缺陷，无焊缝表面裂纹和根部裂纹，由于焊丝采取低强匹配原则，焊接接头断裂于焊缝处，所获得的焊接接头力学性能：屈服强度(R_p0.2)：980MPa，抗拉强度(R_m)：1136MPa，延伸率：11％，试验温度0℃经过焊接接头夏比冲击韧性试验，试验结果为：下焊缝冲击功(Akv)57J，细晶热影响区(距融合线1.5mm)冲击功46J，粗晶热影响区(距熔合线0.5mm)冲击功32J，综合力学性能满足使用设计要求。

其中，附图3为本实施例的焊接接头夏比冲击韧性试验试样V型缺口位置示意图，图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为夏比冲击试样V型缺口的位置，Ⅰ为焊接接头中焊缝熔敷金属区(WM)、Ⅱ为焊接接头中粗晶热影响区(CGHAZ)、Ⅲ为焊接接头中细晶热影响区(FGHAZ)，三个区域的冲击功数据上述数据中已列出，国家标准要求冲击功在27J以上即为合格产品，经过检测本发明的各项指标均在国家标准之上，说明该焊接工艺非常适于超高强钢的操作。

另外，图1为本实施例的钢板焊接接头坡口的结构示意图，图5-8反应出了本实施例焊接后钢板的组织结构，可以看出本发明的钢板的组织结构完整，各项机械性能指标优异。

实施例2

屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法如下操作：

待焊接钢板为屈服强度为1100MPa级超高强度低合金钢，板厚组合为30mm+30mm；

1)母材的化学成分重量百分比为：C 0.15-0.22％，Si 0.20-0.60％，Mn 0.60-1.50％，Cr 0.30-0.80％，Ni 0.400-1.60％，Mo 0.10-0.7％，Nb 0.01-0.05％，V 0.01-0.05％，Al 0.02-0.08％，母材的生产工艺为冶炼-连铸-控轧控冷(TMCP)-淬火+回火，母材的力学性能：R_p0.2＝1138MPa，R_m＝1380MPa，A₅₀＝11.8％，-40纵向冲击平均值44J；

2)匹配的焊接材料：EDFK1000焊丝，直径1.2mm，焊丝的化学成分重量百分比为：C0.1-0.15％，Si 0.5-1.0％，Mn 1.5-2.0％，Cr 0.25-0.5％，Ni 2.0-2.4％，Mo 0.4-0.8％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质，焊丝的屈服强度(R_p0.2)≥900MPa，抗拉强度(R_m)≥1000MPa，延伸率(A)≥11％，-40℃冲击功(Akv)≥27J；

3)保护气体：体积百分比80％Ar+20％CO₂富氩混合气，流量控制在15-25L/min；

4)焊接工艺：焊丝使用之前现在200℃烘干2h，随取随用；气体保护焊对接接头开对称双面X型坡口，坡口角度60°，单边坡口角度30°，坡口钝边高度0-2mm，坡口间隙1-2mm，钢板对接偏移量小于0.1t(t为板厚/mm)。该形状坡口能够节省较多的焊接材料、电能，且易于加工，能够有效减小焊接变形，由于构件两面施焊，可焊到性好；

5)清理坡口内外壁及两侧的铁锈、油污、油漆等杂质，确保坡口表面及坡口两侧70-80mm范围内无缺陷；

6)将待焊接的Q1100钢板预热到150℃以上，预热区域在焊缝两边150mm范围内，可以采取电热毯或火焰加热的方式，在钢板正面预热后，需在预热停止2min后在钢板背面测温，以确保预热温度准确，调整导电嘴到工件的距离以及与工件的相互位置，控制焊丝伸出长度15-20mm，焊枪倾角70-80℃；

7)焊接工艺参数：打底焊焊接电流：200A，电弧电压：25V，焊接速度30cm/min，焊接线能量9KJ/cm，保护气体流量22L/min。填充和盖面焊采取多层多道焊，焊接电流：220A，电弧电压：26V，焊接速度30cm/min，焊接线能量1.14KJ/cm，保护气体流量22L/min，焊道层间温度150-200℃，为后一焊道预热并有利于氢的逸出；

8)连续施焊过程中，用磨光机及时清理前一焊道产生的焊渣和表面飞溅物后，继续下一道施焊。焊后钢板用石棉覆盖保温缓冷至室温，保温时间在1h以上；

9)采用上述工艺施焊的的Q1100焊接接头熔合情况良好，无宏观焊接缺陷，无焊缝表面裂纹和根部裂纹，由于焊丝采取低强匹配原则，焊接接头断裂于焊缝处，所获得的焊接接头力学性能：屈服强度(R_p0.2)：980MPa，抗拉强度(R_m)：1125MPa，延伸率：10％，试验温度0℃经过焊接接头夏比冲击韧性试验，试验结果为：下焊缝冲击功(Akv)91J，细晶热影响区(距融合线1.5mm)冲击功74J，粗晶热影响区(距熔合线0.5mm)冲击功57J，综合力学性能满足使用设计要求,附图2为本实施例的钢板焊接接头坡口的结构示意图，图4为本实施例的焊接接头夏比冲击韧性试验试样X型缺口位置示意图，具体分区位置与实施例一基本一致。

实施例3

其他操作步骤与本发明实施例2基本相同，只是板厚组合为4mm+4mm，焊接线能量这个参数控制在10-12KJ/cm之间。

实施例4

其他操作步骤与本发明实施例2基本相同，只是板厚组合为20mm+20mm，焊接线能量这个参数控制在11KJ/cm。

并通过对焊接接头进行冲击韧性实验，实施例3-4的实验结果基本与实施例1-2的实验结果大致趋势相同，屈服强度也能达到980MPa以上，远远高于国家标准要求的各项指标，更加说明本发明的焊接工艺哪能够确保焊接接头具有足够的强度，并同时具有良好的塑韧性，以及良好的抗冷裂纹的能力。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims

1.一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

(A)将焊接母材预热至150-170℃，所述焊接母材的化学成分重量百分比为：C 0.15-0.22％，Si 0.20-0.60％，Mn 0.60-1.50％，Cr 0.30-0.80％，Ni 0.40-1.60％，Mo 0.10-0.7％，Nb 0.01-0.05％，V 0.01-0.05％，Al 0.02-0.08％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述焊接母材的屈服强度≥1100MPa，抗拉强度≥1300MPa，延伸率≥9％，-40℃的冲击功≥27J；

(B)将所述焊接母材相同板厚对接后，选用氩气、二氧化碳的混合气体作为保护气体，采用直径为1-1.2mm的焊丝进行连续施焊，其中，所述焊丝进行施焊之前在200-250℃的温度下烘干2-3h，所述焊丝的化学成分重量百分比为：C 0.1-0.15％，Si 0.5-1.0％，Mn 1.5-2.0％，Cr 0.25-0.5％，Ni 2.0-2.4％，Mo 0.4-0.8％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述焊丝的屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥1000MPa，延伸率≥11％，-40℃的冲击功≥27J，控制焊道层间温度在150-250℃之间，焊接线能量控制在9-15KJ/cm；

(C)焊接后对焊接接头进行消氢处理，保温温度为200-220℃，保温时间在1h以上。

2.根据权利要求1所述的一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，所述步骤(A)中，焊接母材的厚度控制在4-30mm之间。

3.根据权利要求2所述的一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，焊接母材的厚度控制在8-20mm。

4.根据权利要求2所述的一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，所述步骤(A)中，焊接母材在预热之前经过如下预处理步骤：对于厚度＞10mm的焊接母材的钢板对接接头处开双面对称X型坡口，厚度≤10mm的钢板对接接头处开V型坡口，并清理坡口表面直至露出金属光泽，对待焊区域50mm范围内的铁锈、油渍清除干净。

5.根据权利要求4所述的一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，所述坡口的角度控制在40-60°，所述对接接头的间隙控制在1-2mm，坡口钝边高度0-2mm。

6.根据权利要求4所述的一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，所述步骤(A)中，所述预热的宽度以所述坡口边缘算起每侧70-80mm范围内。

7.根据权利要求1所述的一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，所述步骤(B)中，施焊过程中焊接的电流控制在200-260A之间，电弧电压控制在24-28V之间，焊接速度控制在29-35cm/min之间。

8.根据权利要求7所述的一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，焊接电流220A，电弧电压25V，焊接速度30cm/min。

9.根据权利要求1所述的一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，所述步骤(B)中，所述保护气体的水分含量控制在20ppm以下，流量控制在15-25L/min，氩气与二氧化碳的纯度分别在99.99wt％以上。

10.根据权利要求9所述的一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，氩气占所述保护气体的体积百分比为80％以上。

11.根据权利要求1所述的一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，其特征在于，所述步骤(C)中，采用保温炉或者采用保温材料进行消氢处理，保温时间为1-4h。