CN107891216A - 高强钢厚板焊接应力集中防止方法 - Google Patents

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张健康
胡刚
王忠波
张红兵
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Abstract

本发明公开一种高强钢厚板焊接应力集中防止方法，包括如下步骤：提供钢板，对钢板进行电加热预热；预热完成后，将钢板通过纵缝的焊接成为圆形钢管，焊接方式采用定位焊、手弧焊、气体保护焊及埋弧焊中的任意一种；完成焊接后，对钢管进行电加热保温，保温温度为160℃以上，到焊缝自然冷却；对冷却后的钢管探伤，将探伤合格的钢管进行回圆，完成拱肋钢管的制作。本发明提供的高强钢厚板焊接应力集中防止方法通过采用焊接工艺措施，减少高强钢厚板焊接过程产生的应力集中，减少钢管纵缝回圆过程产生的拘束应力，从而解决钢管纵缝回圆后出现的表面裂纹问题，为钢结构桥梁顺利制作提供可靠保证。

Description

高强钢厚板焊接应力集中防止方法
技术领域
本发明涉及钢桥梁制作领域，涉及一种高强钢厚板焊接应力集中防止方法。
背景技术
钢桥梁加工制作过程中，高强钢的碳当量高，裂纹敏感指数大，焊接过程中容易产生应力集中；厚板焊接焊缝冷却速度快，属于多层多道焊接，焊接过程中焊缝层温高，容易产生应力集中。
藏木雅鲁藏布江特大桥在西藏林芝地区加工制造，林芝地区冬季寒冷，昼夜温差大；藏木特大桥主拱材质为Q420qENH高强耐候钢，拱肋的制作是以折代曲，钢板通过纵缝的焊接成为圆管，钢管纵缝焊接量大，钢管纵缝焊接完成后需要回圆，而且回圆力非常大，产生拘束应力，纵缝回圆过程中释放应力，产生表面裂纹。
发明内容
本发明提供一种解决上述问题的高强钢厚板焊接应力集中防止方法。
本发明提供一种高强钢厚板焊接应力集中防止方法，包括如下步骤：
提供钢板，对钢板进行电加热预热；
预热完成后，将钢板通过纵缝的焊接成为圆形钢管，焊接方式采用定位焊、手弧焊、气体保护焊及埋弧焊中的任意一种；
完成焊接后，对钢管进行电加热保温，保温温度为160℃以上，加热保温2小时以后采用高温硅酸铝毯保温棉将焊缝区两边0.5米处内外进行包裹，并将硅酸铝毯保温棉压实，到焊缝自然冷却；
对冷却后的钢管探伤，将探伤合格的钢管进行回圆，完成拱肋钢管的制作。
优选的，当所述钢板的厚度小于32㎜，且采用位焊、手弧焊、气体保护焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于60℃，焊道间的温度范围为60～200℃。
优选的，当所述钢板的厚度32㎜≤δ＜50㎜，且采用位焊、手弧焊、气体保护焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于100℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为100～200℃。
优选的，当所述钢板的厚度32㎜≤δ＜50㎜，且采用埋弧焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于100℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为100～200℃。
优选的，当所述钢板的厚度不小于50㎜，且采用位焊、手弧焊、气体保护焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于120℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为120～200℃。
优选的，当所述钢板的厚度不小于50㎜，且采用埋弧焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于120℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为120～200℃。
优选的，预热后的钢板须24h内焊接完成，超过24h再次焊接时，需要进行二次预热，预热温度要高于原预热温度50℃。
优选的，对探伤不合格的钢管进行返修，返修时必须预热，预热温度比焊接预热温度高50℃，预热范围为缺陷部位及周围200㎜。
优选的，所述钢板为Q420qENH高强耐候钢。
优选的，所述钢管回圆的回圆持刀量为3㎜。
与相关技术相比，本发明提供的高强钢厚板焊接应力集中防止方法通过采用焊接工艺措施，减少高强钢厚板焊接过程产生的应力集中，减少钢管纵缝回圆过程产生的拘束应力，从而解决钢管纵缝回圆后出现的表面裂纹问题，为钢结构桥梁顺利制作提供可靠保证。
具体实施方式
下面通过实施方式对本发明作进一步说明。
所述高强钢厚板焊接应力集中防止方法包括如下步骤：
提供钢板，对钢板进行电加热预热；
具体的，焊前采用电加热预热温度如下表所示：
当所述钢板的厚度小于32㎜，且采用位焊、手弧焊、气体保护焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于60℃，焊道间的温度范围为60～200℃。
当所述钢板的厚度32㎜≤δ＜50㎜，且采用位焊、手弧焊、气体保护焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于100℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为100～200℃。
当所述钢板的厚度32㎜≤δ＜50㎜，且采用埋弧焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于100℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为100～200℃。
当所述钢板的厚度不小于50㎜，且采用位焊、手弧焊、气体保护焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于120℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为120～200℃。
当所述钢板的厚度不小于50㎜，且采用埋弧焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于120℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为120～200℃。
预热完成后，将钢板通过纵缝的焊接成为圆形钢管，焊接方式采用定位焊、手弧焊、气体保护焊及埋弧焊中的任意一种；
完成焊接后，对钢管进行电加热保温，保温温度为160℃以上，加热保温2小时以后采用高温硅酸铝毯保温棉将焊缝区两边0.5米处内外进行包裹，并将硅酸铝毯保温棉压实，到焊缝自然冷却；
对冷却后的钢管探伤，将探伤合格的钢管进行回圆，完成拱肋钢管的制作。
预热后的钢板须24h内焊接完成，超过24h再次焊接时，需要进行二次预热，预热温度要高于原预热温度50℃。
对探伤不合格的钢管进行返修，返修时必须预热，预热温度比焊接预热温度高50℃，预热范围为缺陷部位及周围200㎜。
所述钢板为Q420qENH高强耐候钢。
所述钢管回圆的回圆持刀量为3㎜。减少纵缝回圆时产生拘束应力。卷管时压的直边必须匀顺，卷管圆度必须圆，保证回圆时受力小，容易回圆；纵缝打磨匀顺，保证回圆时受力均匀；回圆持刀量减小，回圆持刀量由原来的5mm减小到3mm，保证回圆时受力减小。
与相关技术相比，本发明提供的高强钢厚板焊接应力集中防止方法通过采用焊接工艺措施，减少高强钢厚板焊接过程产生的应力集中，减少钢管纵缝回圆过程产生的拘束应力，从而解决钢管纵缝回圆后出现的表面裂纹问题，为钢结构桥梁顺利制作提供可靠保证。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高强钢厚板焊接应力集中防止方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供钢板，对钢板进行电加热预热；
预热完成后，将钢板通过纵缝的焊接成为圆形钢管，焊接方式采用定位焊、手弧焊、气体保护焊及埋弧焊中的任意一种；
完成焊接后，对钢管进行电加热保温，保温温度为160℃以上，加热保温2小时以后采用高温硅酸铝毯保温棉将焊缝区两边0.5米处内外进行包裹，并将硅酸铝毯保温棉压实，到焊缝自然冷却；
对冷却后的钢管探伤，将探伤合格的钢管进行回圆，完成拱肋钢管的制作。
2.根据权利要求1所述的高强钢厚板焊接应力集中防止方法，其特征在于，当所述钢板的厚度小于32㎜，且采用位焊、手弧焊、气体保护焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于60℃，焊道间的温度范围为60～200℃。
3.根据权利要求1所述的高强钢厚板焊接应力集中防止方法，其特征在于，当所述钢板的厚度32㎜≤δ＜50㎜，且采用位焊、手弧焊、气体保护焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于100℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为100～200℃。
4.根据权利要求1所述的高强钢厚板焊接应力集中防止方法，其特征在于，当所述钢板的厚度32㎜≤δ＜50㎜，且采用埋弧焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于100℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为100～200℃。
5.根据权利要求1所述的高强钢厚板焊接应力集中防止方法，其特征在于，当所述钢板的厚度不小于50㎜，且采用位焊、手弧焊、气体保护焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于120℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为120～200℃。
6.根据权利要求1所述的高强钢厚板焊接应力集中防止方法，其特征在于，当所述钢板的厚度不小于50㎜，且采用埋弧焊的焊接方式时，所述钢板的预热高温度不低于120℃，预热范围50～80㎜，焊道间的温度范围为120～200℃。
7.根据权利要求1所述的高强钢厚板焊接应力集中防止方法，其特征在于，预热后的钢板须24h内焊接完成，超过24h再次焊接时，需要进行二次预热，预热温度要高于原预热温度50℃。
8.根据权利要求1所述的高强钢厚板焊接应力集中防止方法，其特征在于，对探伤不合格的钢管进行返修，返修时必须预热，预热温度比焊接预热温度高50℃，预热范围为缺陷部位及周围200㎜。
9.根据权利要求1所述的高强钢厚板焊接应力集中防止方法，其特征在于，所述钢板为Q420qENH高强耐候钢。
10.根据权利要求1所述的高强钢厚板焊接应力集中防止方法，其特征在于，所述钢管回圆的回圆持刀量为3㎜。
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