CN109175610A - 一种船用薄板气体保护焊焊接方法 - Google Patents

一种船用薄板气体保护焊焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种船用薄板气体保护焊焊接方法，该方法采用双丝焊接，所述双丝包括前丝和后丝，双丝间距6‑8mm，焊接时前丝与薄板母材垂直，后丝前倾，前倾角度为10～15°，前丝焊接电流为300～380A，焊接电压为30～34V，焊接速度为130～200cm/min，后丝焊接电流为280～360A，焊接电压为28～32V，焊接速度为130～200cm/min；焊接前不对船用薄板预热。由本发明焊接方法焊接得到的焊接接头无淬硬组织，不产生裂缝，力学性能好。

Description

一种船用薄板气体保护焊焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接工艺，特别涉及一种船用薄板气体保护焊焊接方法。
背景技术
船舶建造中，载重量和航速是重要的建造指标，因此，在船舶上层建筑、外板骨板等的选材上，主要采用高强度薄板为建造材料。目前，双丝气体保护焊在船舶行业得到推广应用。采用双丝气体保护焊焊接时，由于薄板在焊接过程中焊接熔池体积较小，焊接冷却速度快，会出现近缝区硬度偏高的问题(＞350HV10)，最终导致薄板焊接接头淬硬，产生焊接裂纹，直接影响到薄板使用安全性和可靠性，进而影响船舶质量。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种船用薄板气体保护焊焊接方法，采用该方法焊接的薄板接头力学性能优异，不产生裂纹。
技术方案：本发明提供一种船用薄板气体保护焊焊接方法，采用双丝焊接，所述双丝包括前丝和后丝，双丝间距6-8mm，焊接时前丝与薄板母材垂直，后丝前倾，前倾角度为10～15°，前丝焊接电流为300～380A，焊接电压为30～34V，焊接速度为130～200cm/min，后丝焊接电流为280～360A，焊接电压为28～32V，焊接速度为130～200cm/min；焊接前不对船用薄板预热。
上述技术方案中组合参数下的双丝焊接形成的温度场和热循环有利于改善焊接接头的强韧度，避免裂纹的产生。焊接前不对船用薄板预热即可防止焊接冷裂纹的产生。
进一步地，所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用焊丝的成分及百分比含量如下：C：0.06～0.09％，Mn：1.0～1.6％，Si：0.60～1.00％，S：≤0.02％，P：≤0.02％，Ni：0.01～0.03％，Cr：≤0.03％，Mo：≤0.01％，V：≤0.01％，余量为Fe及不可避免杂质。上述成分的焊丝与母材尽匹配度高，焊接质量好。焊丝直径Φ1.2mm，焊丝抗拉强度≥500MPa，有利于提高焊接街头的强度。
进一步地，所述船用薄板是厚度为4～8mm的A36薄钢板。
进一步地，所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用V型坡口形式，坡口角度为30°～35°，根部钝边为1～2mm。
进一步地，所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用的气体为二氧化碳或氩气，气体流量为12～20L/min。
有益效果：采用本发明的焊接方法焊接的船用薄板的焊接接头抗拉强度Rm为490～620MPa，接头面弯、背弯d＝4a，180°，热影响区最高硬度≤260HV10，具有优良的力学综合性能，无淬硬组织，不产生裂缝，质量好。
具体实施方式
实施例1
本实施例的船用薄板气体保护焊焊接方法，采用双丝焊接，双丝包括前丝和后丝，双丝间距7mm，焊接时前丝与薄板母材垂直，后丝前倾，前倾角度为15°，前丝焊接电流为320A，焊接电压为32V，焊接速度为150cm/min，后丝焊接电流为310A，焊接电压为30V，焊接速度为150cm/min，焊接总热输入量7.9kJ/cm；焊接前不对船用薄板预热。船用薄板气体保护焊焊接方法使用的焊丝成分及百分比含量如下：C：0.09％，Mn：1.6％，Si：1.00％，S：0.02％，P：0.02％，Ni：0.03％，Cr：0.03％，Mo：0.01％，V：0.01％，余量为Fe及不可避免杂质。船用薄板是采用热轧生产的下屈服强度390MPa，抗拉强度Rm 620MPa的性能优良的5mm厚A36薄板，焊接薄板组合为5mm+5mm，薄板尺寸为500mm(长)×200mm(宽)×5mm(厚)。所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用V型坡口形式，坡口角度为30°～35°，根部钝边为1～2mm。所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用的气体为二氧化碳或氩气，气体流量为20L/min。焊丝直径为Φ1.2mm。
实施例2
本实施例的船用薄板气体保护焊焊接方法，采用双丝焊接，双丝包括前丝和后丝，双丝间距8mm，焊接时前丝与薄板母材垂直，后丝前倾，前倾角度为13°，前丝焊接电流为370A，焊接电压为34V，焊接速度为170cm/min，后丝焊接电流为350A，焊接电压为32V，焊接速度为170cm/min，焊接总热输入量8.3kJ/cm；焊接前不对船用薄板预热。船用薄板气体保护焊焊接方法使用的焊丝成分及百分比含量如下：C：0.07％，Mn：1.5％，Si：0.7％，S：0.01％，P：0.02％，Ni：0.02％，Cr：0.02％，Mo：0.01％，V：0.01％，余量为Fe及不可避免杂质。船用薄板是采用热轧生产的下屈服强度390MPa，抗拉强度Rm 620MPa的性能优良的5mm厚A36薄板，焊接薄板组合为8mm+8mm，薄板尺寸为500mm(长)×200mm(宽)×8mm(厚)。所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用V型坡口形式，坡口角度为35°，根部钝边为1.5mm。所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用的气体为二氧化碳或氩气，气体流量为12L/min。焊丝直径为Φ1.2mm。
实施例3
本实施例的船用薄板气体保护焊焊接方法，采用双丝焊接，双丝包括前丝和后丝，双丝间距8mm，焊接时前丝与薄板母材垂直，后丝前倾，前倾角度为15°，前丝焊接电流为380A，焊接电压为34V，焊接速度为200cm/min，后丝焊接电流为360A，焊接电压为32V，焊接速度为200cm/min；焊接前不对船用薄板预热。船用薄板气体保护焊焊接方法使用的焊丝成分及百分比含量如下：C：0.09％，Mn：1.6％，Si：1.00％，S：0.02％，P：0.02％，Ni：0.03％，Cr：0.03％，Mo：0.01％，V：0.01％，余量为Fe及不可避免杂质。船用薄板是采用热轧生产的下屈服强度390MPa，抗拉强度Rm 620MPa的性能优良的5mm厚A36薄板，焊接薄板组合为8mm+8mm，薄板尺寸为500mm(长)×200mm(宽)×8mm(厚)。所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用V型坡口形式，坡口角度为35°，根部钝边为2mm。所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用的气体为二氧化碳或氩气，气体流量为20L/min。焊丝直径为Φ1.2mm。
实施例4
本实施例的船用薄板气体保护焊焊接方法，采用双丝焊接，双丝包括前丝和后丝，双丝间距6mm，焊接时前丝与薄板母材垂直，后丝前倾，前倾角度为10°，前丝焊接电流为300A，焊接电压为30V，焊接速度为130cm/min，后丝焊接电流为280A，焊接电压为28V，焊接速度为130cm/min；焊接前不对船用薄板预热。船用薄板气体保护焊焊接方法使用的焊丝成分及百分比含量如下：C：0.06％，Mn：1.0％，Si：0.60％，S：0.02％，P：0.02％，Ni：0.01，Cr：0.03％，Mo：0.01％，V：0.01％，余量为Fe及不可避免杂质。船用薄板是采用热轧生产的下屈服强度390MPa，抗拉强度Rm 620MPa的性能优良的5mm厚A36薄板，焊接薄板组合为8mm+8mm，薄板尺寸为500mm(长)×200mm(宽)×8mm(厚)。所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用V型坡口形式，坡口角度为30°，根部钝边为1mm。所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用的气体为二氧化碳或氩气，气体流量为12L/min。焊丝直径为Φ1.2mm。
性能测试：
采用常规的测试方法对实施例1-4的焊接接头的力学性能进行测试，测试结果如表1、2所示。
表1焊接接头的拉伸及弯曲性能
实施例 抗拉强度Rm/MPa 断裂位置 面弯、背弯(d＝4a，180°)
实施例1 523 509 母材 合格
实施例2 533 547 母材 合格
实施例3 525 542 母材 合格
实施例4 530 541 母材 合格
表2焊接接头硬度值
实施例 母材 热影响区 焊缝 热影响区 母材
实施例1 162 163 165 182 203 239 251 220 211 218 246 233 220 193 167 167 166
实施例2 168 172 166 190 223 237 249 208 211 203 247 237 202 185 166 164 168
实施例3 163 166 165 183 206 239 250 223 212 213 247 234 215 191 166 164 167
实施例4 165 171 165 189 221 238 249 209 211 209 246 235 216 186 167 165 166
上述各指标的评判标准分别为：焊接接头抗拉强度Rm为490～620MPa，接头面弯、背弯d＝4a，180°，合格，热影响区最高硬度≤260HV10，表1、2测试数据可知，实施例1～4得到的焊接接头的综合力学性能优异。

Claims (5)

1.一种船用薄板气体保护焊焊接方法，采用双丝焊接，所述双丝包括前丝和后丝，其特征在于：双丝间距6-8mm，焊接时前丝与薄板母材垂直，后丝前倾，前倾角度为10～15°，前丝焊接电流为300～380A，焊接电压为30～34V，焊接速度为130～200cm/min，后丝焊接电流为280～360A，焊接电压为28～32V，焊接速度为130～200cm/min；焊接前不对船用薄板预热。
2.根据权利要求1所述的船用薄板气体保护焊焊接方法，其特征在于：所述船用薄板气体保护焊焊接方法使用的焊丝成分及百分比含量如下：C：0.06～0.09％，Mn：1.0～1.6％，Si：0.60～1.00％，S：≤0.02％，P：≤0.02％，Ni：0.01～0.03％，Cr：≤0.03％，Mo：≤0.01％，V：≤0.01％，余量为Fe及不可避免杂质。
3.根据权利要求1所述的船用薄板气体保护焊焊接方法，其特征在于：所述船用薄板是厚度为4～8mm的A36薄钢板。
4.根据权利要求1所述的船用薄板气体保护焊焊接方法，其特征在于：所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用V型坡口形式，坡口角度为30°～35°，根部钝边为1～2mm。
5.根据权利要求1所述的船用薄板气体保护焊焊接方法，其特征在于：所述船用薄板气体保护焊焊接方法采用的气体为二氧化碳或氩气，气体流量为12～20L/min。
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