CN114515890A - 一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺。属于焊接领域；步骤：1、焊接前准备：预备待焊的EH890超高强海工板；2、预热：对待焊的EH890超高强海工板进行预热；3、确定焊接条件及焊接材料；最终制成890级别超高强海工板。本发明提出一种890级别超高强海工板气保焊焊接工艺，且焊接后各项力学性能优良，焊缝成形良好，焊缝缺陷极少，满足890级别超高强海工板船级社标准：抗拉强度940～1100MPa，‑40℃冲击值≥46J。

Description

一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，更具体地，涉及一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺。
背景技术
海洋工程用钢通常应用在海洋平台、海上低温结构、大型船舶等大型海工构件的焊接结构关键部位，其中包括自升式平台的桩腿、桩靴、悬臂梁、齿条升降机构等。因其使用地点为严峻的海洋环境，面对海潮，寒流等恶劣情况，要求：超高强海洋工程用钢必须具有高强度，高韧性及良好的可焊性等各种性能。
目前大部分用户最高采用690级别高强海工钢进行上述项目建设，使用过程中需要进行大量卷曲等加工工艺。受限于690本身强度，板材往往较厚，给卷曲带来较大困难。因此，若能用890级别代替690级别使用，则可减薄使用规格，大大减轻用户加工负担。但890级别属于超高强钢种，且近年来刚纳入船级社标准规范，生产难度和焊接难度较大，目前无成熟匹配的焊接工艺技术。
因此，掌握890级别超高强海工板焊接工艺技术十分迫切和重要。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为890级别超高强海工板应用提供匹配的焊接工艺技术，本发明提出一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺，且焊接后各项力学性能优良，焊缝成形良好，焊缝缺陷极少，满足890级别超高强海工板船级社标准：抗拉强度940～1100MPa，-40℃冲击值≥46J。
本发明提出一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺。且焊接后各项力学性能优良，焊缝成形良好，焊缝缺陷极少。
技术方案：本发明所述的一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺，其具体操作步骤如下：
(1.1)、焊接前准备：预备待焊的EH890超高强海工板；
(1.2)、预热：对待焊的EH890超高强海工板进行预热；
(1.3)、确定焊接条件及焊接材料；最终制成890级别超高强海工板。
进一步的，在步骤(1.1)中，所述待焊的EH890超高强海工板的成分为C：0.06wt％；Mn：1.5wt％；Si：0.6wt％；Ni：2.5wt％；Cu：1.3wt％；Al：0.4wt％。
进一步的，在步骤(1.1)中，所述待焊的EH890超高强海工板的厚度为50mm；
其抗拉强度为1140MPa，-40℃平均冲击值≥80J；
所述待焊的EH890超高强海工板采用非对称X型坡口，其比例为3:2，即大坡口深度30mm，小坡口深度20mm；坡口角度60°。
进一步的，在步骤(1.2)中，所述对待焊的EH890超高强海工板进行预热的温度是：100℃。
进一步的，在步骤(1.3)中，在所述确定的焊接条件及焊接材料中，
所述焊接条件：采用气保焊打底焊接，埋弧焊填充焊、盖面焊；所述使用的电源选择直流反接；
所述焊接材料：所用配套焊材为填充盖面焊：
Figure BDA0003517946720000021
-100S埋弧焊丝，配套焊剂NB-100J；
埋弧焊材熔敷金属成分为：C：0.05wt％；Mn：1.7wt％；Si：0.4wt％；Ni： 2.2wt％；Cr：1.0wt％；Mo：0.7wt％。
进一步的，所述焊接材料的抗拉强度为988MPa，-40℃平均冲击值70J。
进一步的，所述填充焊、盖面焊均采用相同焊接工艺；其具体工艺为：焊接电流600A～630A，焊接电压34V～36V，焊接速度44cm/min～46cm/min，线能量控制在26～31kJ/cm。
有益效果：本发明与现有技术相比，本发明的特点是：1、本发明为890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺填补了空白，提供了埋弧焊焊接技术储备；2、本发明提供焊接工艺坡口加工简单；非对称X型坡口及焊焊接参数及线能量控制保证焊后焊接接头抗拉性能、面弯背弯性能、低温冲击性能及其他力学性能满足用户使用要求及船级社标准要求；本发明提供的焊接参数(焊接电流、电压，焊接速度)保证焊接质量与焊缝成形，不会产生气孔等缺陷；同时，因为线能量和道间温度的控制，保证焊后力学性能符合要求；对本发明所形成的焊接接头进行力学性能测试，拉伸、弯曲、冲击按照取样标准取样。埋弧焊焊接工艺为焊接电流600A～620A，焊接电压34V～36V，焊接速度44cm/min～46cm/min。最终测试焊接接头抗拉强度982～989MPa。侧弯保证d＝7a，180°不出现裂纹。-40℃时，焊缝金属冲击值平均为120～130J；熔合线冲击值平均为55～60J；熔合线线外 1mm处冲击值平均为57～60J；熔合线线外2mm处冲击值平均为150～160J。因此，采用该配套本专利提供的埋弧焊焊接工艺焊接的EH890超高强海工板，焊缝成形良好，焊缝具有良好的力学性能，-40℃低温冲击韧性优良。
附图说明
图1是本发明的焊接流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
如图所示，本发明所述的一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺，包括以下工艺参数及步骤：
1)、焊接前准备：本发明所用待焊试板为EH890超高强海工板，交货状态为 QT态；
进一步的，所述待焊EH890超高强海工板成分为C：0.06wt％；Mn：1.5wt％； Si：0.6wt％；Ni：2.5wt％；Cu：1.3wt％；Al：0.4wt％；
进一步的，所述待焊EH890超高强海工板厚度为50mm；
进一步的，所述待焊EH890超高强海工板抗拉强度为1140MPa，-40℃平均冲击值≥80J；
进一步的，坡口不留钝边，采用非对称X型坡口，比例为3:2，即大坡口深度 30mm，小坡口深度20mm。坡口角度60°。点焊固定待焊试板及所留间隙，坡口用砂轮机打磨干净，除去水锈油污；
2)、预热：所用EH890超高强海工板预热温度为100℃；
3)、焊接条件：采用气保焊(GMAW)打底焊接，埋弧焊(SAW)填充焊、盖面焊。电源选择直流反接，待焊试板平整摆放于焊接平台之上；母材抗拉强度高，板厚较厚，无需特别注意反变形问题，不需固定装置固定待焊试板。本专利着重于埋弧焊(SAW)填充盖面焊焊接工艺参数；
4)、焊接材料：所用配套焊材为填充盖面焊：
Figure BDA0003517946720000031
-100S埋弧焊丝，配套焊剂NB-100J；埋弧焊材熔敷金属成分为：C：0.05wt％；Mn：1.7wt％；Si： 0.4wt％；Ni：2.2wt％；Cr：1.0wt％；Mo：0.7wt％；
进一步的，所述焊接材料的抗拉强度为988MPa，-40℃平均冲击值70J；
5)、打底焊使用与母材强度韧性相匹配的焊材焊接即可，主要保证填充盖面焊不发生焊接缺陷；
6)、填充焊、盖面焊可采用相同焊接工艺；具体工艺为焊接电流600A～630A，焊接电压34V～36V，焊接速度44cm/min～46cm/min，线能量控制在26～31kJ/cm；
7)、考虑到该规格母材用户多采取X型坡口进行焊接，本发明旨在提供890 级别超高强海工板X型坡口适用的埋弧焊焊接工艺；通过对焊接参数的合理设计，一方面保证焊接效率，另一方面保证各项力学性能满足用户使用要求，满足船级社标准要求。
8)、多层多道焊及道间温度的控制；考虑到890级别超高强海工板的特性，过大的线能量或过高的道间温度均不利于焊接接头抗拉性能及低温冲击性能；因此，焊接每一层时采取压道焊接防止每一道焊接的焊道过宽，同时控制层间温度在100～200℃。
本发明提出一种超高强海工板EH890埋弧焊焊接工艺，保证焊接接头各项力学性能优良，焊缝成形良好，焊缝缺陷极少。填补超高强海工板焊接工艺方面空白。
本发明为超高强海工板EH890实际使用提供技术支持。
实施例1
一种EH890超高强海工板埋弧焊焊接工艺，将待焊EH890超高强海工板加工为非对称X型坡口，比例为3:2，即大坡口深度30mm，小坡口深度20mm；坡口角度60°，不留钝边；点焊固定待焊试板，坡口用砂轮机打磨干净，除去水锈油污。待焊试板预热温度为100℃；
焊接试板为50mm厚的EH890超高强海工板，QT态交货；
所述EH890超高强海工板的化学组分是：C：0.06wt％；Mn：1.5wt％；Si： 0.6wt％；Ni：2.5wt％；Cu：1.3wt％；Al：0.4wt％，所述EH890超高强海工板的力学性能是：抗拉强度为1140MPa，-40℃时冲击功Akv≥80J；
埋弧焊工艺参数：焊接电流600A，焊接电压34V，焊接速度46cm/min；
对本实施例焊后的焊缝力学性能进行检测分析，结果如下：焊接接头抗拉强度为982MPa；侧弯d＝7a，180°无裂纹；在-40℃焊缝金属冲击平均值为130J，熔合线冲击平均值60J，熔合线线外1mm处冲击平均值为60J；熔合线线外2mm 处冲击平均值为160J；测试结果表明：采用该埋弧焊焊接工艺焊接的EH890超高强海工板，焊缝成形良好，焊缝具有良好的力学性能，-40℃低温冲击韧性优良。
实施例2
一种EH890超高强海工板埋弧焊焊接工艺，将待焊EH890超高强海工板加工为非对称X型坡口，比例为3:2，即大坡口深度30mm，小坡口深度20mm；坡口角度60°，不留钝边；点焊固定待焊试板，坡口用砂轮机打磨干净，除去水锈油污。待焊试板预热温度为100℃；
焊接试板为50mm厚的EH890超高强海工板，QT态交货；
所述EH890超高强海工板的化学组分是：C：0.06wt％；Mn：1.5wt％；Si： 0.6wt％；Ni：2.5wt％；Cu：1.3wt％；Al：0.4wt％，所述EH890超高强海工板的力学性能是：抗拉强度为988MPa，-40℃时冲击功Akv≥80J；
埋弧焊工艺参数：焊接电流620A，焊接电压36V，焊接速度44cm/min；
对本实施例焊后的焊缝力学性能进行检测分析，结果如下：焊接接头抗拉强度为989MPa；侧弯d＝7a，180°无明显裂纹；在-40℃焊缝金属冲击平均值为120J，熔合线冲击平均值55J，熔合线线外1mm处冲击平均值为57J；熔合线线外2mm 处冲击平均值为150J；测试结果表明：采用该埋弧焊焊接工艺焊接的EH890超高强海工板，焊缝成形良好，焊缝具有良好的力学性能，-40℃低温冲击韧性优良。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺，其特征在于，其具体操作步骤如下：
(1.1)、焊接前准备：预备待焊的EH890超高强海工板；
(1.2)、预热：对待焊的EH890超高强海工板进行预热；
(1.3)、确定焊接条件及焊接材料；最终制成890级别超高强海工板。
2.根据权利要求1所述的一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺，其特征在于，
在步骤(1.1)中，所述待焊的EH890超高强海工板的成分为C：0.06wt％；Mn：1.5wt％；Si：0.6wt％；Ni：2.5wt％；Cu：1.3wt％；Al：0.4wt％。
3.根据权利要求1所述的一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺，其特征在于，
在步骤(1.1)中，所述待焊的EH890超高强海工板的厚度为50mm；
其抗拉强度为1140MPa，-40℃平均冲击值≥80J；
所述待焊的EH890超高强海工板采用非对称X型坡口，其比例为3:2，即大坡口深度30mm，小坡口深度20mm；坡口角度60°。
4.根据权利要求1所述的一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺，其特征在于，
在步骤(1.2)中，所述对待焊的EH890超高强海工板进行预热的温度是：100℃。
5.根据权利要求1所述的一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺，其特征在于，
在步骤(1.3)中，在所述确定的焊接条件及焊接材料中，
所述焊接条件：采用气保焊打底焊接，埋弧焊填充焊、盖面焊；所述使用的电源选择直流反接；
所述焊接材料：所用配套焊材为填充盖面焊：
Figure FDA0003517946710000011
-100S埋弧焊丝，配套焊剂NB-100J；
埋弧焊材熔敷金属成分为：C：0.05wt％；Mn：1.7wt％；Si：0.4wt％；Ni：2.2wt％；Cr：1.0wt％；Mo：0.7wt％。
6.根据权利要求5所述的一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺，其特征在于，
所述焊接材料的抗拉强度为988MPa，-40℃平均冲击值70J。
7.根据权利要求5所述的一种890级别超高强海工板埋弧焊焊接工艺，其特征在于，所述填充焊、盖面焊均采用相同焊接工艺；其具体工艺为：焊接电流600A～630A，焊接电压34V～36V，焊接速度44cm/min～46cm/min，线能量控制在26～31kJ/cm。
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