CN115319247A - 屈服强度大于1100MPa级高强钢双丝埋弧焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种屈服强度大于1100MPa级高强钢双丝埋弧焊接方法，采用多层多道连续焊接直至最终填满焊接坡口，钢板焊前预热140～160℃，埋弧焊前丝焊接电流为190～250A、焊接电压为29～32V，埋弧焊后丝焊接电流为350～450A、焊接电压为32～34V，且埋弧焊前丝和埋弧焊后丝同步焊接，焊接线能量为22～28kJ/cm，钢板焊后进行260～340℃去氢处理。通过焊接材料匹配及双丝埋弧焊接等工艺技术使焊接接头具有良好的低温冲击韧性及塑性，同时大大提高了焊接生产效率，优化了焊接环境。
Description
技术领域
本发明涉及钢板埋弧焊接方法，具体涉及一种屈服强度大于1100MPa级高强钢双丝埋弧焊接方法。
背景技术
随着工程机械向高参数发展，其结构用钢强度级别越来越高，屈强比也越来越大。此类钢材在在小线能量焊接时淬硬倾向很大，热影响区极易产生大量硬脆马氏体，导致焊接接头严重脆化，在大线能量焊接时，容易产生软化现象，从而导致焊接接头强度大幅度下降，严重时大大降低焊接接头的韧性与塑性。
专利号为CN201610823595X的中国专利公开了一种1000MPa级工程机械高强钢厚板的气体保护焊结方法。焊接母材抗拉强度为1000-1100MPa的工程机械用调质钢板，坡口为双面V型不对称坡口，坡口角度为60度，钝边为2-3mm，打底焊丝为700MPa级的实芯气保焊丝，焊丝直径为1.2mm，填充及盖面焊丝均采用1000MPa级的实芯气保焊丝，焊后进行缓冷并采用石棉布对焊缝两侧300mm范围内的接头区域覆盖，但该专利采用的是气体保护焊接。
发明内容
本发明的目的就是针对上述难题，提供一种高效、节能的屈服强度大于1100MPa级高强钢双丝埋弧焊接方法。
为实现上述目的，本发明所涉及的屈服强度大于1100MPa级高强钢双丝埋弧焊接方法，采用屈服强度大于1100MPa级别工程机械钢，钢板力学性能：抗拉强度Rm为1200～1400MPa，延伸率A≥10％，-20℃KV2冲击功≥40J；
等厚钢板对接，焊接坡口为双面V型对称坡口；
焊接为双丝埋弧焊接，采用埋弧焊丝，埋弧焊前丝直径为2.4mm、埋弧焊后丝直径为2.4mm，埋弧焊丝熔敷金属抗拉强度大于1000MPa；
采用多层多道连续焊接直至最终填满焊接坡口，层间温度控制在170～210℃，反面不清根；钢板焊前预热140～160℃，埋弧焊前丝焊接电流为190～250A、焊接电压为29～32V，埋弧焊后丝焊接电流为350～450A、焊接电压为32～34V，且埋弧焊前丝和埋弧焊后丝同步焊接，焊接线能量为22～28kJ/cm，钢板焊后进行260～340℃去氢处理。
进一步地，所述坡口角度为51°～59°，钝边尺寸为3～4mm。
进一步地，所述埋弧焊前丝和埋弧焊后丝同步焊接的焊接速度为50～70cm/min。
进一步地，所述焊剂采用CHF105焊剂。
进一步地，所述去氢处理时间为2～4小时。
本发明通过焊接材料匹配及双丝埋弧焊接等工艺技术使焊接接头具有良好的低温冲击韧性及塑性，同时大大提高了焊接生产效率，优化了焊接环境。采用此工艺进行焊接，焊接线能量无明显的增大，能够保证接头的综合力学性能，极大改善工人的操作环境，能够减少弧光及噪音对工人操作环境的影响；操作简便、适用方便、高效、节能，满足了我国工程机械主承载件的制作，接头三区具有较高的冲击韧性储备及安全裕度。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过焊接材料及双丝埋弧焊接等工艺参数匹配，并进行探伤检测，未发现有裂纹产生的现象，焊接接头具有优良综合性能，接头三区的-40℃KV2冲击功达到65～120J，远高于工程机械钢的焊接技术条件要求，接头三区具有较高的冲击韧性储备及综合性能。
附图说明
图1为本发明焊接坡口及装配示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
下面对本发明予以详细描述：
本发明各实施例按照以下步骤生产，并在所限定范围内任意取值。
采用屈服强度大于1100MPa级别工程机械钢，钢板力学性能：抗拉强度Rm为1200～1400MPa，延伸率A≥10％，-20℃KV2冲击功≥40J；
如图1所示等厚钢板对接，焊接坡口为双面V型对称坡口；坡口角度为51°～59°，钝边尺寸为3～4mm；
焊接为双丝埋弧焊接，采用埋弧焊丝，埋弧焊前丝直径为2.4mm、埋弧焊后丝直径为2.4mm，埋弧焊丝熔敷金属抗拉强度大于1000MPa；
采用多层多道连续焊接直至最终填满焊接坡口，层间温度控制在170～210℃，反面不清根；钢板焊前预热140～160℃，埋弧焊前丝焊接电流为190～250A、焊接电压为29～32V，埋弧焊后丝焊接电流为350～450A、焊接电压为32～34V，且埋弧焊前丝和埋弧焊后丝同步焊接且焊接速度为50～70cm/min，焊接线能量为22～28kJ/cm，钢板焊后进行260～340℃去氢处理2～4小时；焊剂采用CHF105焊剂。
实施例1
基材：屈服强度1100MPa级工程机械用钢板，厚板组合20+20mm，试板尺寸为600mm×400mm×20mm，坡口角度52°。焊接材料匹配：埋弧焊丝熔敷金属强度大于1000MPa，埋弧焊前丝直径和埋弧焊后丝直径均为2.4mm；
采用多层多道连续焊接直至最终填满焊接坡口，层间温度控制在170～210℃，反面不清根；钢板焊前预热150℃，埋弧焊前丝焊接电流为220A、焊接电压为30V，埋弧焊后丝焊接电流为380A、焊接电压为33V，且埋弧焊前丝和埋弧焊后丝同步焊接且焊接速度为60cm/min，焊接线能量为23kJ/cm，钢板焊后进行300℃去氢处理3小时。
采用上述双细丝埋弧焊接工艺技术焊接高强工程机械用钢，对接接头力学性能，接头抗拉强度Rm＝1070MPa，接头冷弯d＝3a，180°合格，接头三区冲击功焊缝-40℃KV2＝85J，熔合线冲击功-40℃KV2＝107J，热影响区(1mm)-40℃KV2＝115J。
实施例2
基材：屈服强度1100MPa级工程机械用钢板，厚板组合26+26mm，试板尺寸为600mm×400mm×20mm，坡口角度55°。焊接材料匹配：埋弧焊丝熔敷金属强度大于1000MPa，埋弧焊前丝直径和埋弧焊后丝直径均为2.4mm；
采用多层多道连续焊接直至最终填满焊接坡口，层间温度控制在170～210℃，反面不清根；钢板焊前预热155℃，埋弧焊前丝焊接电流为230A、焊接电压为31V，埋弧焊后丝焊接电流为400A、焊接电压为33.5V，且埋弧焊前丝和埋弧焊后丝同步焊接且焊接速度为58cm/min，焊接线能量为26kJ/cm，钢板焊后进行320℃去氢处理3小时。
采用上述双细丝埋弧焊接工艺技术焊接高强工程机械用钢，对接接头力学性能，接头抗拉强度Rm＝1040MPa，接头冷弯d＝3a，180°合格，接头三区冲击功焊缝-40℃KV2＝88J，熔合线冲击功-40℃KV2＝103J，热影响区(1mm)-40℃KV2＝110J。
综上所述，本发明焊接屈服强度Rm≥1100MPa工程机械用钢同时，采用双细丝埋弧焊焊接方法，等厚板组合的对接接头具有优良的综合力学性能及强韧性匹配。对接接头三区冲击功焊缝焊缝-40℃KV2＝85～120J，熔合线冲击功-40℃KV2＝109～120J，热影响区(1mm)-40℃KV2＝105～125J，接头三区平均冲击功远高于工程技术要求(接头三区冲击功-40℃KV2大于40J)标准值。接头具有优良的低温冲击韧性及综合的力学性能，满足我国新一代工程机械钢的配套焊接技术要求。
Claims (5)
1.一种屈服强度大于1100MPa级高强钢双丝埋弧焊接方法，其特征在于：采用屈服强度大于1100MPa级别工程机械钢，钢板力学性能：抗拉强度Rm为1200～1400MPa，延伸率A≥10％，-20℃KV2冲击功≥40J；
等厚钢板对接，焊接坡口为双面V型对称坡口；
焊接为双丝埋弧焊接，采用埋弧焊丝，埋弧焊前丝直径为2.4mm、埋弧焊后丝直径为2.4mm，埋弧焊丝熔敷金属抗拉强度大于1000MPa；
采用多层多道连续焊接直至最终填满焊接坡口，层间温度控制在170～210℃，反面不清根；钢板焊前预热140～160℃，埋弧焊前丝焊接电流为190～250A、焊接电压为29～32V，埋弧焊后丝焊接电流为350～450A、焊接电压为32～34V，且埋弧焊前丝和埋弧焊后丝同步焊接，焊接线能量为22～28kJ/cm，钢板焊后进行260～340℃去氢处理。
2.根据权利要求1所述屈服强度大于1100MPa级高强钢双丝埋弧焊接方法，其特征在于：所述坡口角度为51°～59°，钝边尺寸为3～4mm。
3.根据权利要求1所述屈服强度大于1100MPa级高强钢双丝埋弧焊接方法，其特征在于：所述埋弧焊前丝和埋弧焊后丝同步焊接的焊接速度为50～70cm/min。
4.根据权利要求1所述屈服强度大于1100MPa级高强钢双丝埋弧焊接方法，其特征在于：所述焊剂采用CHF105焊剂。
5.根据权利要求1所述屈服强度大于1100MPa级高强钢双丝埋弧焊接方法，其特征在于：所述去氢处理时间为2～4小时。
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