CN115213531A - 一种耐候钢hps485wf厚板的焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐候钢HPS485WFF厚板的焊接工艺，包括如下步骤：设置焊接热输入，选择合适的焊接接头形式，所选择的焊接接头形式包括板对接或者T型角接；选定合适的焊接方式，所述焊接方法包括埋弧焊、实心焊丝富氩气气体保护半自动焊、或药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊；针对耐候钢两种不同的板厚，确定焊前预热温度，其中所述焊前预热温度是根据规则确定的：当板厚为51～60mm时，焊前预热110℃；当板厚为61～100mm时，焊前预热150℃；根据不同的焊接接头形式以及不同的的焊接方式及焊接点位确定相应的焊接工艺参数进行焊接。本发明具有较充分的客观性和合理性，在实施过程中可以达到良好的接头力学性能、耐候性和焊接效率较高兼顾的效果，实用性强。

Description

一种耐候钢HPS485WF厚板的焊接工艺
技术领域
本发明属于钢铁材料焊接技术领域，尤其涉及到一种耐候钢HPS485WF厚板的焊接工艺。
背景技术
耐候钢，即耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，由普碳钢添加少量铜、镍、铬、钛等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、耐腐蚀等特性。目前，我国铁路、公路交通运输能力的大幅度提升,要求铁路和公路桥梁的建设规模不断扩大，桥梁用耐候钢将是一个发展趋势，利用它的耐锈性能，使构件具有抗腐蚀、延长使用寿命、免于涂装、环保和省工节能等特点。HPS485WF耐候钢执行美标ASTM A709，在国内市场第一次使用在桥梁结构上，HPS485WF耐候钢强度高，碳当量也高，焊接性较差，焊接热影响区冲击韧性降低，并且厚板焊接熔敷量大，产生的残余应力大，易产生裂纹。HPS485WF耐候钢钢板的冲击韧性要求为48J,-23℃，但是制造生产过程中业主要求焊缝及热影响区的冲击韧性为27J，-40℃。因此这对HPS485WF耐候钢的焊接工艺要求极为严格。
为了满足高性能HPS485WF耐候钢厚板在桥梁实际建造过程中的焊接需要，在焊接方法上需要进一步探索。国内外现有的桥梁钢焊接方法对高性能HPS485WF耐候钢厚板的焊接没有涉及，高性能HPS485WF耐候钢用于桥梁钢结构符合钢桥的发展方向，所涉及到的焊接方法是确保桥梁建造质量的关键技术，需要进行新的研究和探索。
发明内容
针对上述技术问题，本发明要解决的技术问题是为高性能耐候钢HPS485WF厚板焊接选择合适焊材，提供一种低温韧性良好、耐候性良好同时焊接效率较高的焊接工艺。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种耐候钢HPS485WFF厚板的焊接工艺，所述耐候钢HPS485WFF的化学成分百分比为：C：≤0.08，Si：0.30～0.45，Mn：板厚≤65mm时1.10～1.35或者板厚＞65mm时1.10～1.50，S：≤0.005，P：≤0.020，Cr：0.45～0.70，Ni：0.25～0.40，Cu：0.25～0.40，Mo：0.02～0.08，Nb：0.01～0.03，V：0.04～0.06，Al：0.01～0.04，余量为Fe及附带的杂质，耐大气腐蚀性指数I≥6.5，其特征在于，包括如下步骤：
设置焊接热输入，其中接头及焊缝拉伸的性能：抗拉强度Rel≥485MPa、屈服强度Rm≥585～760MPa、伸长率A≥19％；接头的冲击性能-40℃KV2≥27J的焊接热输入的控制范围是：≤5.66KJ/mm；
选择合适的焊接接头形式，所选择的焊接接头形式包括板对接或者T型角接；
选定合适的焊接方式，所述焊接方法包括埋弧焊、实心焊丝富氩气气体保护半自动焊、或药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊；
针对耐候钢HPS485WFF两种不同的板厚，确定焊前预热温度，其中所述焊前预热温度是根据以下规则确定的：
当板厚为51～60mm时，焊前预热110℃；
当板厚为61～100mm时，焊前预热150℃；
根据不同的焊接接头形式以及不同的的焊接方式及焊接位置确定相应的焊接工艺参数进行焊接，所述的焊接工艺参数包括包括预热温度、热输入、道间温度、焊接电流、电弧电压和焊速，其中，道间温度不超过200℃。
更进一步地，当高性能耐候钢HPS485WFF板厚51～60mm的板对接接料焊缝时，坡口形式是：采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30°；
采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括：焊接电流240～260A，电弧电压28～30V，焊速12～20m/h，热输入1.21～2.34KJ/mm，或者
采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括：焊接电流630～690A，电弧电压28～34V，焊速22～30m/h，热输入2.12～3.84KJ/mm；
反面焊接前进行清根处理。
更进一步地，当板厚为61～100mm的板对接接料焊缝时，坡口形式是：采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30°；
采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括：焊接电流240～260A，电弧电压28～30V，焊速12～20m/h，热输入1.21～2.34KJ/mm，或者
采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括：焊接电流630～690A，电弧电压28～34V，焊速22～30m/h，热输入2.12～3.84KJ/mm，
反面焊接前进行清根处理。
更进一步地，当采用T型熔透角焊缝横位焊缝时，腹板板厚≥51mm时坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°；
采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流240～280A，电弧电压28～32V，焊速20～40m/h，热输入0.60～1.61KJ/mm；
更进一步地，当采用T型熔透角焊缝立位焊缝时，腹板板厚≥51mm坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°；
采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流160～200A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.97～4.03KJ/mm。
更进一步地，当T型熔透角焊缝立位焊缝时，腹板板厚≥51mm坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°；
采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流160～200A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.97～4.03KJ/mm。
更进一步地，当采用T型角焊缝船位焊接时，不开坡口，采用埋弧自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流660～740A，电弧电压30～34V，焊速16～26m/h，热输入2.74～5.66KJ/mm。
更进一步地，T型角焊缝平位焊接,不开坡口，采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流240～280A，电弧电压28～32V，焊速10～25m/h，热输入0.97～3.23KJ/mm；
更进一步地，当采用T型角焊缝立焊接及仰位焊接时,不开坡口，采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，其中立位工艺参数包括：焊接电流140～180A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.93～3.63KJ/mm，
仰位工艺参数包括：焊接电流180～220A，电弧电压24～28V，焊速15～30m/h，热输入0.52～1.48KJ/mm。
更进一步地，使用的焊接材料根据不同的焊接方法选择不同的焊接材料，其中：
埋弧焊的焊接材料采用牌号为JQ.MH62NH、直径为Ф5.0mm的焊丝，配牌号为JQ.SJ105NH的焊剂；
实心焊丝富氩气气体保护半自动焊的焊接材料采用牌号为HTW-62GNH、直径为Φ1.2mm的实心焊丝；
药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊的焊接材料采用牌号为JQ.YJ621NiCrCu-1、直径为Φ1.2mm的药芯焊丝。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)焊前预热温度
本发明按照GB4675.5-84《焊接热影响区最高硬度试验方法》规定的条件，对板厚分别为51、60和100mm的高性能HPS485WF耐候钢钢板分别进行焊接热影响区的最高硬度试验，结果分别为342、332和336HV10，接近350HV10,表明该钢有焊接冷裂纹倾向。
本发明按照GB4675.1-84《斜Y型坡口焊接裂纹试验方法》的规定，选用板厚为51、60、100mm的高性能HPS485WF耐候钢作为试验材料，手工电弧焊作为焊接方法，牌号为CHE557FNHQ、直径为Ф4mm的焊条作为焊接材料，研究了该钢在环境温度5℃、焊前不同预热温度、严格拘束等焊接条件下接头部位表面和断面的开裂倾向，结果表明，规格51mm的钢板在预热温度为110℃条件、规格60mm和100mm的钢板在预热温度为150℃条件下，接头部位的表面裂纹率和断面裂纹率均为零。试验结果证明在板厚51～60mm时，焊前焊前最低预热110℃；在板厚在60～100mm时，焊前最低预热150℃即可避免焊接冷裂纹的产生。
(2)坡口形式、焊接方法和焊接参数
本发明针对高性能耐候钢HPS485WF厚板不同接头形式和板厚所采用的坡口形式、焊接方法和焊接参数，是为了兼顾接头的低温冲击韧性、耐候性和焊接效率。如钢板对接接料时，考虑焊接工艺性能和高效性，采用了实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接加埋弧焊进行填充和盖面焊接的方法，采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接可以有效地防止直接采用埋弧焊可能发生焊漏的情况，填充盖面焊接采用了埋弧焊方法以提高熔敷效率。对接坡口形式是：钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30°；T型熔透角焊缝开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°。采用这样的坡口设计，焊缝填充量少，热输入小，可以有效减少构件变形。T型角接一般都是连续焊缝，不要求熔透，考虑耐候性、焊接效率和焊缝外观成型等，因此采用了较高热输入(2.74～5.66KJ/mm)的埋弧焊和方便灵活的实心焊丝气体保护焊等技术方案。
(3)焊接材料
本发明针对高性能HPS485WF耐候钢厚板，在选用焊接材料时，首先考虑的是焊缝金属的强度、-40℃夏比冲击功、耐候性与母材尽可能匹配，选用JQ.MH62NH埋弧焊丝配JQ.SJ105NH焊剂、JQ.YJ621NiCrCu-1药芯焊丝以及HTW-62GNH实心焊丝作为焊接材料，形成的焊缝金属含有镍、铬、铜、钼等提高焊缝耐候性能的元素，要保证焊缝金属与母材化学成分相近，耐腐蚀指数I≥6.5，耐候性能不低于母材，且纯净度较高，焊缝组织以细小的针状铁素铁为主，强韧性兼备，是所述对高性能HPS485WF耐候钢厚板较为理想的焊接材料。
总之，本发明技术方案的制订依据都是建立在较为系统完整的焊接工艺评定试验和研究结果的基础之上，具有较充分的客观性和合理性。本发明在实施过程中，可以达到良好的接头力学性能、耐候性和焊接效率较高兼顾的效果，实用性强。因此，本发明对促进高性能耐候钢厚板钢桥的发展具有较重要的作用，本发明除了运用于桥梁结构的建造以外，还可以移置到其它耐候钢的焊接，适用性强。
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，下面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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明第一、二实施例的接头和坡口形式示意图；
图2是本发明第一实施例的焊道布置示意图；
图3是本发明第二实施例的焊道布置示意图；；
图4是本发明第三、四实施例的接头和坡口形式示意图；
图5是本发明第三实施例的焊道布置示意图；
图6是本发明第四实施例的焊道布置示意图；
图7是本发明第五、六、七、八实施例的接头形式示意图；
图8是本发明第五实施例的焊道布置示意图；
图9是本发明第六实施例的焊道布置示意图；
图10是本发明第七实施例的焊道布置示意图；
图11是本发明第八实施例的焊道布置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明涉及的高性能HPS485WF耐候钢厚板的化学成分列于表1，力学性能列于表2。C：≤0.08，Si：0.30～0.45，Mn：1.10～1.35(板厚≤65mm)；1.10～1.50(板厚＞65mm)，S：≤0.005，P：≤0.020，Cr：0.45～0.70，Ni：0.25～0.40，Cu：0.25～0.40，Mo：0.02～0.08，Nb：0.01～0.03，V：0.04～0.06，Al：0.01～0.04。需要注意的是，本发明技术方案的具体实施中，其范围符号“～”的端点值都在取值范围之内。
表1(1)：钢板的化学成分
Figure BDA0003701845750000091
表1(2)：钢板的化学成分
Figure BDA0003701845750000092
表2：钢板的力学性能
Figure BDA0003701845750000101
本发明提供了一种上述耐候钢HPS485WFF厚板的焊接工艺，包括如下步骤：
设置焊接热输入，其中接头及焊缝拉伸的性能：抗拉强度Rel≥485MPa、屈服强度Rm≥585～760MPa、伸长率A≥19％；接头的冲击性能-40℃KV2≥27J的焊接热输入的控制范围是：≤5.66KJ/mm；
选择合适的焊接接头形式，所选择的焊接接头形式包括板对接或者T型角接；
选定合适的焊接方式，所述焊接方法包括埋弧焊、实心焊丝富氩气气体保护半自动焊、或药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊；
针对耐候钢HPS485WFF两种不同的板厚，确定焊前预热温度，其中所述焊前预热温度是根据以下规则确定的：
当板厚为51～60mm时，焊前预热110℃；
当板厚为61～100mm时，焊前预热150℃；
根据不同的焊接接头形式以及不同的的焊接方式及焊接位置定相应的焊接工艺参数进行焊接，所述的焊接工艺参数包括包括预热温度、热输入、道间温度、焊接电流、电弧电压和焊速，其中道间温度不超过200℃。
其中，当高性能耐候钢HPS485WFF板厚51～60mm的板对接接料焊缝时，坡口形式是：采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30°；
采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括：焊接电流240～260A，电弧电压28～30V，焊速12～20m/h，热输入1.21～2.34KJ/mm，或者
采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括：焊接电流630～690A，电弧电压28～34V，焊速22～30m/h，热输入2.12～3.84KJ/mm；
反面焊接前进行清根处理。
其中，当板厚为61～100mm的板对接接料焊缝时，坡口形式是：采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30°；
采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括：焊接电流240～260A，电弧电压28～30V，焊速12～20m/h，热输入1.21～2.34KJ/mm，或者
采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括：焊接电流630～690A，电弧电压28～34V，焊速22～30m/h，热输入2.12～3.84KJ/mm，
反面焊接前进行清根处理。
其中，当采用T型熔透角焊缝横位焊缝时，腹板板厚≥51mm时坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°；
采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流240～280A，电弧电压28～32V，焊速20～40m/h，热输入0.60～1.61KJ/mm。
其中，当采用T型熔透角焊缝立位焊缝时，腹板板厚≥51mm坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°；
采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流160～200A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.97～4.03KJ/mm。
其中，当T型熔透角焊缝立位焊缝时，腹板板厚≥51mm坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°；
采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流160～200A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.97～4.03KJ/mm。
其中，当采用T型角焊缝船位焊接时，不开坡口，采用埋弧自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流660～740A，电弧电压30～34V，焊速16～26m/h，热输入2.74～5.66KJ/mm。
其中，当T型角焊缝平位焊接时,不开坡口，采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流240～280A，电弧电压28～32V，焊速10～25m/h，热输入0.97～3.23KJ/mm；
其中，当采用T型角焊缝立焊接及仰位焊接时,不开坡口，采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，其中立位工艺参数包括：焊接电流140～180A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.93～3.63KJ/mm，
仰位工艺参数包括：焊接电流180～220A，电弧电压24～28V，焊速15～30m/h，热输入0.52～1.48KJ/mm。
其中，本发明使用的焊接材料根据不同的焊接方法选择不同的焊接材料，其中：
埋弧焊的焊接材料采用牌号为JQ.MH62NH、直径为Ф5.0mm的焊丝，配牌号为JQ.SJ105NH的焊剂；
实心焊丝富氩气气体保护半自动焊的焊接材料采用牌号为HTW-62GNH、直径为Φ1.2mm的实心焊丝；
药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊的焊接材料采用牌号为JQ.YJ621NiCrCu-1、直径为Φ1.2mm的药芯焊丝。
需要提醒的是，上述提及的材料品名涉及到材料的厂家和型号，其在本领域技术中是很容易得到的。
具体地，根据本发明的具体实施例详细解释本申请的技术方案，具体地，本发明针对高性能耐候钢HPS485WFF的不同板厚B，确定焊前预热温度为：当板厚B＝51～60mm时，焊前预热最低110℃；当板厚B为61～100mm时，焊前预热最低150℃。
本发明的焊接热输入：接头及焊缝拉伸的性能Rel≥485MPa、Rm≥585～760MPa、A≥19％；接头的冲击性能-40℃KV2≥27J的焊接热输入的控制范围是：≤5.66KJ/mm，其中Rel是抗拉强度，Rm是屈服强度，A是伸长率，通过这些参数判定焊接工艺的可行性，热输入是指焊缝单位长度内所得到的的焊接电弧热能量。
本发明针对高性能耐候钢HPS485WFF厚板焊接，确定焊接接头形式、坡口形式和焊接方法为：
对接采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30°；采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接；加埋弧焊进行填充和盖面焊接的方法，反面焊接前进行清根处理。
熔透T型角焊缝采用开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°；平位、立位采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接。
T型角接采用船位埋弧焊、实心焊丝富氩气气体保护半自动焊、药芯二氧化碳气气体保护半自动焊，均不开坡口；其中埋弧焊船位焊接，实心焊丝富氩气气体保护半自动焊采用平位，药芯二氧化碳气气体保护半自动焊立位或仰位焊接。
本发明根据桥梁结构厚板常用的接头形式，即对接、T型角接，安排不同板厚的钢板进行组焊，作为实施例。具体组焊方式如下：
第一实施例为板厚51mm+51mm的对接接料焊缝，采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接加埋弧焊进行填充和盖面焊接的方法，反面焊接前进行清根处理，两板尺寸均为51×200×700mm，具体接头和坡口形式示意图以及焊道布置示意图分别如图1和图2所示；
第二实施例为板厚100mm+100mm的对接接料焊缝，采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接加埋弧焊进行填充和盖面焊接的方法，反面焊接前进行清根处理，两板尺寸均为100×200×700mm，具体接头和坡口形式示意图以及焊道布置示意图分别如图1和图3所示；
第三和第四实施例分别为板厚51mm+51mm的对T型熔透角焊缝焊接，采用药芯二氧化碳气气体保护半自动焊，反面焊接前进行清根处理，焊接位置为平位和立位，两板尺寸均为51×300×600mm，具体接头和坡口形式示意图如图4所示，平位、立位焊接焊道布置示意图分别如5和图6所示；
第五实施例为板厚51mm+100mm的T型角焊缝船位埋弧焊，两板尺寸分别为51×400×700mm，100×400×700mm，其接头示意图及焊道布置示意图分别如图7和图8所示；
第六实施例为板厚51mm+51mm的T型角焊缝实心焊丝富氩气气保护焊，焊接位置为平位，两板尺寸为51×300×600mm，其接头示意图如图7所示，平位焊接焊道布置示意图分别如图9所示；
第七和第八实施例分别为板厚51mm+51mm的T型角焊缝药芯二氧化碳气气体保护半自动焊，焊接位置为立位和仰位，两板尺寸为51×300×600mm，其接头示意图如图7所示，立位、仰位焊接焊道布置示意图分别如图10和图11所示；
针对上述不同板厚、接头形式和焊接方法所构成的组焊方式，按本发明的焊接技术方案进行施焊。其中，接头形式、坡口形式、焊道布置和顺序分别见图1～图11。采用的焊接工艺参数，包括预热温度、热输入、道间温度、焊接电流、电弧电压和焊速等均列于表3，表4为本发明的方法实施的结果。
表3：按本发明方法实施的技术方案
Figure BDA0003701845750000151
Figure BDA0003701845750000161
表4：按本发明方法实施的结果
Figure BDA0003701845750000162
Figure BDA0003701845750000171
本发明涉及的焊接材料包括：牌号为JQ.MH62NH、直径为Φ5.0mm的埋弧焊丝，配牌号为JQ.SJ105NH的焊剂；牌号为JQ.YJ621NiCrCu-1、直径为Φ1.2mm的药芯焊丝；牌号为HTW-62GNH、直径为Φ1.2mm的实心焊丝。涉及的焊接设备包括ZD5(D)-1250型埋弧焊设备配A2型焊车，KR500型气体保护焊设备，极性为直流反接。
其它施焊条件为：1)焊剂使用前经350℃烘干，保温2小时；2)施焊环境温度为20～30℃，环境湿度为40～60％；3)对接接料焊缝反面焊接前清根并打磨干净，其是本领域的常用的施焊条件，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
本发明的实施效果如下：
第一至第五实施例的焊缝，经外观检查，确认外部质量均符合Q/CR 9211-2015《铁路钢桥制造规范》标准中条款4.9.12的要求，对接焊缝全长超声波探伤检验，确认内部质量均达到Q/CR 9211-2015中I级的要求；T型角焊缝全长进行磁粉探伤检验，确认内部质量均达到JB/T6061中2X级的要求。另外，对接头的拉伸性能、焊缝的拉伸性能、焊缝和热影响区(熔合线外1mm)-40℃夏比冲击功、接头的弯曲性能、接头的最高硬度和焊缝金属的耐腐蚀指数进行了测试，第一至第八实施例焊接接头的各项力学性能均达到以下技术条件：接头及焊缝拉伸的性能Rel≥485MPa、Rm≥585MPa、A≥19％；焊缝及热影响区(熔合线外1mm)-40℃冲击韧性KV2≥27J；接头的冷弯性能：侧弯α＝180°，完好；接头的最高硬度：HV10≤380，符合现行ASTM A709标准对HPS485WFF耐候钢力学性能的规定。焊缝的耐腐蚀指数I≥6.5，耐候性能不低于母材。
第一至第八实施例涉及到51，100两种规格钢板不同形式的组焊，根据有关焊接技术方案和相应的检验结果，其代表性和适用性，可以代表厚板HPS485WFF耐候钢板。由此可见，本发明的焊接方法较全面地覆盖了厚板的接头形式和厚度规格，且实施效果均符合现行相关标准的技术条件，可以实际运用于HPS485WFF耐候钢桥梁结构的焊接。
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种耐候钢HPS485WFF厚板的焊接工艺，所述耐候钢HPS485WFF的化学成分百分比为：C：≤0.08，Si：0.30～0.45，Mn：板厚≤65mm时1.10～1.35或者板厚＞65mm时1.10～1.50，S：≤0.005，P：≤0.020，Cr：0.45～0.70，Ni：0.25～0.40，Cu：0.25～0.40，Mo：0.02～0.08，Nb：0.01～0.03，V：0.04～0.06，Al：0.01～0.04，余量为Fe及附带的杂质，耐大气腐蚀性指数I≥6.5，其特征在于，包括如下步骤：
设置焊接热输入，其中接头及焊缝拉伸的性能：抗拉强度Rel≥485MPa、屈服强度Rm≥585～760MPa、伸长率A≥19％；接头的冲击性能-40℃KV2≥27J的焊接热输入的控制范围是：≤5.66KJ/mm；
选择合适的焊接接头形式，所选择的焊接接头形式包括板对接或者T型角接；
选定合适的焊接方式，所述焊接方法包括埋弧焊、实心焊丝富氩气气体保护半自动焊、或药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊；
针对耐候钢HPS485WFF两种不同的板厚，确定焊前预热温度，其中所述焊前预热温度是根据以下规则确定的：
当板厚为51～60mm时，焊前预热110℃；
当板厚为61～100mm时，焊前预热150℃；
根据不同的焊接接头形式以及不同的的焊接方式及焊接位置定相应的焊接工艺参数进行焊接，所述的焊接工艺参数包括包括预热温度、热输入、道间温度、焊接电流、电弧电压和焊速，其中道间温度不超过200℃。
2.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，
当高性能耐候钢HPS485WFF板厚51～60mm的板对接接料焊缝时，坡口形式是：采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30°；
采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括：焊接电流240～260A，电弧电压28～30V，焊速12～20m/h，热输入1.21～2.34KJ/mm，或者
采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括：焊接电流630～690A，电弧电压28～34V，焊速22～30m/h，热输入2.12～3.84KJ/mm；
反面焊接前进行清根处理。
3.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，
当板厚为61～100mm的板对接接料焊缝时，坡口形式是：采用U型坡口，钝边尺寸为3mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为30°；
采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括：焊接电流240～260A，电弧电压28～30V，焊速12～20m/h，热输入1.21～2.34KJ/mm，或者
采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括：焊接电流630～690A，电弧电压28～34V，焊速22～30m/h，热输入2.12～3.84KJ/mm，
反面焊接前进行清根处理。
4.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，
当采用T型熔透角焊缝横位焊缝时，腹板板厚≥51mm时坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°；
采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流240～280A，电弧电压28～32V，焊速20～40m/h，热输入0.60～1.61KJ/mm。
5.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，
当采用T型熔透角焊缝立位焊缝时，腹板板厚≥51mm坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°；
采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流160～200A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.97～4.03KJ/mm。
6.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，
当T型熔透角焊缝立位焊缝时，腹板板厚≥51mm坡口形式是：开J形坡口，钝边尺寸为2mm，圆弧半径为6mm，坡口角度为35°；
采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流160～200A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.97～4.03KJ/mm。
7.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，
当采用T型角焊缝船位焊接时，不开坡口，采用埋弧自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流660～740A，电弧电压30～34V，焊速16～26m/h，热输入2.74～5.66KJ/mm。
8.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，
当T型角焊缝平位焊接时,不开坡口，采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊焊接，工艺参数包括：焊接电流240～280A，电弧电压28～32V，焊速10～25m/h，热输入0.97～3.23KJ/mm。
9.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，
当采用T型角焊缝立焊接及仰位焊接时,不开坡口，采用药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊焊接，其中立位工艺参数包括：焊接电流140～180A，电弧电压24～28V，焊速5～7m/h，热输入1.93～3.63KJ/mm，
仰位工艺参数包括：焊接电流180～220A，电弧电压24～28V，焊速15～30m/h，热输入0.52～1.48KJ/mm。
10.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，使用的焊接材料根据不同的焊接方法选择不同的焊接材料，其中：
埋弧焊的焊接材料采用牌号为JQ.MH62NH、直径为Ф5.0mm的焊丝，配牌号为JQ.SJ105NH的焊剂；
实心焊丝富氩气气体保护半自动焊的焊接材料采用牌号为HTW-62GNH、直径为Φ1.2mm的实心焊丝；
药芯焊丝二氧化碳气气体保护半自动焊的焊接材料采用牌号为JQ.YJ621NiCrCu-1、直径为Φ1.2mm的药芯焊丝。
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