CN111069746B - 一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺 - Google Patents

一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明的一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺，由于焊接过程中采用焊前预热、焊后热处理工艺，并严格控制道间温度和焊接热输入，避免焊缝晶粒粗大、性能降低；且采用双面同时对称MIG焊接的方式，免去了背面气刨清根及打磨的工序，极大地减小了磁偏吹的影响，有效地避免打底焊道出现焊接缺陷的概率，提高了焊接质量；与传统焊接工艺相比，由于免去了背面气刨清根，因此，减少了焊接填充量，填充量减少了10％左右，提高了焊接效率；双面对称焊接，接头正反面焊道布置完全对称，降低了焊接变形，改善了接头应力状态，有效地避免焊接冷裂纹的产生。

Description

一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺
技术领域
本发明涉及特种钢焊接技术领域，更具体地，涉及一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺。
背景技术
超高强度钢是一种屈服强度不小于785MPa的可焊接耐压壳体用钢。不仅强度高、韧性高，有耐腐蚀性能，且厚度跨度大(16-80mm)，具有良好的焊接工艺适应性。其中，超高强度钢化学成分见表1所示，力学性能符合表2规定。
表1超高强度钢化学成分
Figure BDA0002340548440000011
表2超高强度钢力学性能
Figure BDA0002340548440000012
目前针对超高强度钢焊接主要采用传统的手工电弧焊和气体保护焊，待正面焊接完成，背面气刨清根打磨后，再进行反面焊接。由于超高强度钢在冷热加工时很容易被磁化，尤其是碳弧气刨清根后，磁化异常严重，如不采取严格有效的消磁处理，焊接工作无法进行，严重影响焊接质量和效率。另外，碳弧气刨清根后，焊缝坡口不规则，且打磨工作量巨大，影响生产周期。
在此背景下，发明了一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺方法。
发明内容
本发明提供一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺，以解决现有国产超高强度钢焊接方法存在的磁偏吹严重、焊接效率低等问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺，包括以下步骤：
步骤S1，将超高强度钢板对焊部分加工坡口，坡口面角度为双边 55°U型坡口，留2mm根，清理坡口两侧油污、水分及其他杂物；
步骤S2，在焊接前对超强度钢板预热100～130℃，控制超强度钢板道间温度在100～130℃；
步骤S3，使用Fronius TPS 500i焊机，采用JS80实芯焊丝，直径为φ1.2mm，保护气体为Ar+5％CO2，对超高强度钢板的正面和反面同时进行多层多道打底焊接，打底时焊接电流230A～250A，电弧电压 25V～26V，电弧打底时前弧与后弧距离控制在100±20mm，且焊接时 2个电弧同向行走；
步骤S4，使用Fronius TPS 500i焊机，采用JS80实芯焊丝，直径为φ1.2mm，保护气体为Ar+5％CO2，对超高强度钢板的正面和反面同时进行多层多道填充盖面焊接，焊接电流为180A～230A，电弧电压 23V～24V，气体流量控制在20-22L/min，填充、盖面时前弧与后弧相互错开，且焊接时2个电弧同向行走。
在上述方案基础上优选，所述JS80实芯焊丝，以重量份计包括如下成分，C：0.03～0.07，Si：0.3～0.5，Mn：1.5～1.9，Ni：2.4～2.6，Cr：0.5～0.7，Mo：0.5～0.7，S：≤0.01，P：≤0.01，Ti：0.02～0.05， Cu：≤0.1，Zr：≤0.02，Al≤0.04，V≤0.02。
在上述方案基础上优选，进一步包括步骤S5，施焊完工48小时后，检查焊缝外观是否合格，若不合格，则分析原因后，用砂轮打磨焊缝外观缺陷，进行返修，直至合格。
在上述方案基础上优选，在对超高强度钢板正面或者反面焊接时，焊机选用PMC工艺模式，焊接线能量不大于24kJ/cm。
本发明的高强度钢板双面双弧气体保护焊，与传统的手工电弧焊和气体保护焊相比，本发明的焊接方法在以下方面进行了创新：
1.超高强度钢与590MPa级高强钢相比，焊接技术难度更大，焊接过程中采用焊前预热、焊后热处理工艺，并严格控制道间温度和焊接热输入，避免焊缝晶粒粗大、性能降低。
2.采用双面同时对称M I G焊接的方式，免去了背面气刨清根及打磨的工序，极大地减小了磁偏吹的影响，有效地避免打底焊道出现焊接缺陷的概率，提高了焊接质量。
3.与传统焊接工艺相比，由于免去了背面气刨清根，因此，减少了焊接填充量，填充量减少了10％左右，提高了焊接效率。
4.双面对称焊接，接头正反面焊道布置完全对称，降低了焊接变形，改善了接头应力状态，有效地避免焊接冷裂纹的产生。
5.另外，超高强度钢双面双弧气体保护焊作为一种更经济更高效的焊接方法，不仅能为企业创造更多效益价值，也能加快国产超高强度钢自动化焊接技术发展步伐。
附图说明
图1为本发明的超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺的横对接焊缝的坡口结构图；
图2为本发明的超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺的横对接焊缝的装配结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参阅图1和图2所示，本发明的实施例1，对34mm厚度的超高强度钢板10进行横对接双面双弧气体保护焊焊接，包括下述步骤：
(1)对试验钢板及焊材进行取样复验，复验内容包括化学成分及力学性能，钢板复验结果必须满足《GJB 7786-2012》要求，焊丝复验结果必须满足《JS80焊丝供货验收技术条件》要求，超高强度钢化学成分如表3所示，超高强度钢力学性能如表4所示，JS80实芯焊丝化学成分如表5所示，而焊丝熔敷金属力学性能如表6所示：
表3超高强度钢化学成分
Figure BDA0002340548440000041
表4超高强度钢力学性能
Figure BDA0002340548440000042
表5焊丝化学成分
Figure BDA0002340548440000043
表6焊丝熔敷金属力学性能
Figure BDA0002340548440000044
Figure BDA0002340548440000051
(2)将超高强度钢板10对焊部分加工坡口，坡口面角度为双边 55°U型坡口，留2mm根，坡口及其两侧各30mm范围内应完全清理锈蚀、氧化皮、污迹、油漆、油迹、水迹和其它污垢；
(3)装配错变量不大于2mm，装配间隙为0～1mm，试板两端焊接尺寸合适的引弧板和熄弧板；
(4)使用Fronius TPS 500i焊机，采用直径为φ1.2mm的JS80 焊丝，对超高强度钢板10进行固定装配点焊，点焊电流180A～200A，电压22V～24V，焊接速度20cm/min～40cm/min，固定点焊长度为20～ 25mm，间距为300mm～350mm。其中，焊机品牌为Fronius，型号为TPS 500i，电源类型为全数字化的逆变器直流电源，送丝机为Fronius原装配套，焊材为北钢院研制的JS80焊丝。
(5)在焊接前对超强度钢板预热温度控制在100～130℃，以保证超强度钢板的道间温度在100～130℃；保护气体选用Ar+5％CO2，气体流量控制在20-22L/min；焊接时焊机选用PMC工艺模式，电弧打底时前弧与后弧距离宜控制在100±20mm，填充、盖面时前弧与后弧应尽量错开，焊接时2个电弧同向行走；采取短弧多层多道焊，每道焊缝尽可能薄，焊接线能量不大于24kJ/cm；
(6)焊道布置及焊缝外观尺寸如附图2所示，焊接参数如下表7：
表7气体保护焊焊接参数
Figure BDA0002340548440000052
Figure BDA0002340548440000061
(7)施焊完工48小时后，检查焊缝外观是否合格，是则进行步骤(8)；否则分析原因后，用砂轮打磨焊缝外观缺陷，进行返修，直至合格，再进行步骤(7)；
(8)对超高强度钢板10焊接接头进行无损检测，合格则交付后续处理；如有缺陷，需用机械清根将缺陷彻底清除后，进行返修，转步骤(7)。
将上述实施例焊接的超强度钢板接头，进行磁粉探伤、X射线探伤及超声波探伤，发现其磁粉探伤、X射线探伤及超声波探伤均达到Ⅰ级水平，满足了无损检测要求；焊接接头各项性能试验结果良好，达到GJB4000-2000指标要求。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将超高强度钢板对焊部分加工坡口，坡口面角度为双边55°U型坡口，留2mm根，清理坡口两侧油污、水分及其他杂物；
步骤S2，在焊接前对超高强度钢板预热100～130℃，控制超高强度钢板道间温度在100～130℃；
步骤S3，使用Fronius TPS 500i焊机，采用JS80实芯焊丝，直径为φ1.2mm，保护气体为Ar+5％CO2，对超高强度钢板的正面和反面同时进行多层多道打底焊接，打底时焊接电流230A～250A，电弧电压25V～26V，电弧打底时前弧与后弧距离控制在100±20mm，且焊接时2个电弧同向行走；
步骤S4，使用Fronius TPS 500i焊机，采用JS80实芯焊丝，直径为φ1.2mm，保护气体为Ar+5％CO2，对超高强度钢板的正面和反面同时进行多层多道填充盖面焊接，焊接电流为180A～230A，电弧电压23V～24V，气体流量控制在20-22L/min，填充、盖面时前弧与后弧相互错开，且焊接时2个电弧同向行走。
2.如权利要求1所述的一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺，其特征在于，所述JS80实芯焊丝，以重量份计，包括如下成分，C：0.03～0.07，Si：0.3～0.5，Mn：1.5～1.9，Ni：2.4～2.6，Cr：0.5～0.7，Mo：0.5～0.7，S：≤0.01，P：≤0.01，Ti：0.02～0.05，Cu：≤0.1，Zr：≤0.02，Al≤0.04，V≤0.02。
3.如权利要求1所述的超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺，其特征在于，进一步包括步骤S5，施焊完工48小时后，检查焊缝外观是否合格，若不合格，则分析原因后，用砂轮打磨焊缝外观缺陷，进行返修，直至合格。
4.如权利要求1所述的一种超高强度钢双面双弧气体保护焊焊接工艺，其特征在于，在对超高强度钢板正面或者反面焊接时，焊机选用PMC工艺模式，焊接线能量不大于24kJ/cm。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113618202A (zh) * 2021-08-09 2021-11-09 山西北方机械制造有限责任公司 一种980钢焊接方法
CN113601060A (zh) * 2021-08-11 2021-11-05 潍坊新松机器人自动化有限公司 一种双机器人横焊工作站及横焊方法
CN115488472A (zh) * 2022-10-10 2022-12-20 中石化第四建设有限公司 一种lng低温储罐内罐纵缝焊接方法
CN115647535A (zh) * 2022-11-14 2023-01-31 北京北方车辆集团有限公司 一种特种车辆复杂曲面构件双面双弧焊接方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08174224A (ja) * 1994-12-26 1996-07-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 上下両面同時突合わせ溶接法
JPH09262662A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 金属厚板の両面突き合わせ溶接方法及び装置
JPH1158001A (ja) * 1997-08-07 1999-03-02 Hitachi Zosen Corp 両面開先溶接方法
CN1603045A (zh) * 2004-11-08 2005-04-06 渤海船舶重工有限责任公司 双面双弧焊焊接方法
CN103317218A (zh) * 2012-11-01 2013-09-25 上海振华重工(集团)股份有限公司 大厚板双面双窄间隙不清根焊接方法
CN104096954A (zh) * 2014-06-26 2014-10-15 中建一局集团安装工程有限公司 双人双面同步钨极高频脉冲氩弧焊对焊工法
CN104874901A (zh) * 2015-04-14 2015-09-02 招商局重工（江苏）有限公司 一种自升式钻井平台滑移箱中厚板双面双弧同步对焊方法
CN109514052A (zh) * 2018-12-27 2019-03-26 安徽工业大学 一种薄板高强钢焊接方法及应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08174224A (ja) * 1994-12-26 1996-07-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 上下両面同時突合わせ溶接法
JPH09262662A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 金属厚板の両面突き合わせ溶接方法及び装置
JPH1158001A (ja) * 1997-08-07 1999-03-02 Hitachi Zosen Corp 両面開先溶接方法
CN1603045A (zh) * 2004-11-08 2005-04-06 渤海船舶重工有限责任公司 双面双弧焊焊接方法
CN103317218A (zh) * 2012-11-01 2013-09-25 上海振华重工(集团)股份有限公司 大厚板双面双窄间隙不清根焊接方法
CN104096954A (zh) * 2014-06-26 2014-10-15 中建一局集团安装工程有限公司 双人双面同步钨极高频脉冲氩弧焊对焊工法
CN104874901A (zh) * 2015-04-14 2015-09-02 招商局重工（江苏）有限公司 一种自升式钻井平台滑移箱中厚板双面双弧同步对焊方法
CN109514052A (zh) * 2018-12-27 2019-03-26 安徽工业大学 一种薄板高强钢焊接方法及应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
10CrNi3MoV高强钢双面双弧GMAW工艺;贺进巍等;《造船技术》;20161231(第6期);第77-81页、第86页 *
10Ni5CrMoV钢错位同步双面双弧焊接接头抗低温脆断性能;刘露等;《焊接学报》;20160831;第37卷(第8期);第109-113页 *
Q690E厚板高强钢双面双弧立焊接头组织与力学性能;陈玉喜等;《中国机械工程学会焊接学会第十八次全国焊接学术会议论文集——S05机器人与自动化》;20131031;第6-10页 *

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