CN115502517A - 低碳当量q690级别调质钢的不预热焊接方法 - Google Patents

低碳当量q690级别调质钢的不预热焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法，其方法步骤为：（1）在待焊接钢板接头处开V形坡口，并进行清理；（2）采用气体保护焊进行打底焊，采用的焊丝牌号为T Union GM 100实心焊丝，焊接参数为：焊接电流200～220A，焊接电压26～28V，焊接速度330～400mm/min，焊接热输入控制在7～10kJ/cm；（3）采用气体保护焊进行填充焊，采用的焊丝牌号为T Union GM 100实心焊丝，焊接参数为：焊接电流280～320A，焊接电压28～30V，焊接速度260～290mm/min，焊接热输入控制在15～20kJ/cm。本方法保证接头具有较高塑韧性，防止焊缝根部裂纹产生。

Description

低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，尤其是一种低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法。
背景技术
Q690钢是屈服强度690MPa级的低合金高强度钢，构件以中厚板中厚板为主，广泛应用于工程机械、桥梁、煤矿液压支架等领域。由于Q690钢板的合金含量较多，焊接时的冷裂倾向较大；为了避免焊接时产生裂纹，需要对钢板或焊件进行预热。目前，钢厂已经开发出低碳当量的Q690级别钢板，虽然较低的碳当量一定程度上能够降低焊接组织的淬硬性；但为了保证焊接质量，实际焊接时仍采用焊前预热工序。而焊前预热不仅增加施工工序、增加生产成本，加热燃烧产生的CO2还会对环境造成污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可有效地保证焊接质量的低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其方法步骤为：（1）在待焊接钢板接头处开V形坡口，并进行清理；
（2）采用气体保护焊进行打底焊，采用的焊丝牌号为T Union GM 100实心焊丝，焊接参数为：焊接电流200～220A，焊接电压26～28V，焊接速度330～400mm/min，焊接热输入控制在7～10kJ/cm；
（3）采用气体保护焊进行填充焊，采用的焊丝牌号为T Union GM 100实心焊丝，焊接参数为：焊接电流280～320A，焊接电压28～30V，焊接速度260～290mm/min，焊接热输入控制在15～20kJ/cm。
本发明所述焊丝直径均为1.2mm。
本发明所述步骤（3）中，中道间温度控制在100～150℃。
本发明所述步骤（1）中，V形坡口的单面坡口角度为30°，钝边2～3mm，组队间隙为1.5～2.0mm。
本发明所述气体保护焊采用Ar+CO2混合气体保护。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明采用较小的线能量进行打底焊（7～10kJ/cm），采用稍大的线能量进行填充焊（15～20kJ/cm），通过合理的焊接工艺参数，避免粗晶热影响区内原奥氏体晶粒过分长大，从而保证整个焊接接头具有较高的塑韧性，防止焊缝根部裂纹产生。本发明通过控制焊接热输入，可使低碳当量Q690钢板热影响区形成较好的低碳马氏体和贝氏体组织，避免热影响区冷裂纹形成，从而获得满足各项性能指标要求的焊缝，解决了Q690级别低合金调质高强钢板焊接冷裂纹难题。本发明在焊前无需预热，减少了生产工序，提高了生产效率，操作简便，具有较大的推广应用价值。
本发明还通过控制道间温度，避免焊接热影响区冷速过大，形成淬硬组织，提高焊接接头的韧性。本发明通过合理的焊丝选取和焊接工艺参数的优化，控制焊接线能量的大小，从而避免焊接冷裂纹的产生。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例1的典型焊缝金相组织图。
具体实施方式
本低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法采用下述方法步骤为：
（1）所述低碳当量Q690级别调质钢为碳当量≤0.45、经过调质工艺生产的厚度为25～30mm的低合金高强度钢板；钢板屈服强度≥670Mpa、抗拉强度为730～940MPa、延伸率≥14%、-20℃冲击功≥47J。
在待焊接钢板接头处开V形坡口，单面坡口角度为30°、钝边2～3mm、组队间隙为1.5～2.0mm；对拼接好的焊件进行点焊固定。
（2）对焊接处进行清理，清理过程为用400CCR/R砂纸对坡口及两侧的待焊接中厚板表面进行打磨，去除油污和铁锈，露出金属光泽。
（3）采用气体保护焊进行打底焊，采用焊丝为奥钢联伯乐焊接集团的牌号为TUnion GM 100实心焊丝、焊丝直径1.2mm；采用Ar+CO2混合气体作为保护气体，Ar+CO2混合气体中氩气体积百分比为80%；
焊接参数为：焊接电流200～220A，焊接电压26～28V，焊接速度330～400mm/min，焊接热输入控制在7～10kJ/cm；Ar+CO2混合气体流量为15～20L/min。
（4）采用气体保护焊进行填充焊，采用焊丝为奥钢联伯乐焊接集团的牌号为TUnion GM 100实心焊丝、焊丝直径1.2mm；采用Ar+CO2混合气体作为保护气体，Ar+CO2混合气体中氩气体积百分比最好为80%；
焊接参数为：焊接电流280～320A，焊接电压28～30V，焊接速度260～290mm/min，焊接热输入控制在15～20kJ/cm，中道间温度控制在100～150℃；Ar+CO2混合气体流量为15～20L/min。
（5）填充焊结束后，将钢板空冷至室温，所得Q690级别调质钢焊接接头的屈服强度≥740MPa、抗拉强度≥820MPa、延伸率≥17%、-20℃冲击功≥100J。
实施例1：本低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法具体如下所述。
（1）在待焊接钢板接头处开V形坡口，单面坡口角度为30°，钝边2mm，组队间隙为1.5mm；对拼接好的焊件进行点焊固定；待焊接板材厚度为25cm，碳当量0.42，屈服强度750MPa，抗拉强度835MPa，延伸率18.5%；
（2）用400CCR/R砂纸对坡口及两侧的待焊接中厚板表面进行打磨，去除油污和铁锈，露出金属光泽；
（3）采用Ar+CO2混合气体保护焊进行打底焊，Ar+CO2混合气体中氩气为80vol%，焊丝为直径1.2mm的T Union GM 100实心焊丝；焊接参数为：焊接电流200A，焊接电压26V，焊接速度400mm/min，焊接热输入7kJ/cm，Ar+CO2混合气体流量15L/min；
（4）打底焊结束后直接进行Ar+CO2混合气体保护填充焊，Ar+CO2混合气体中氩气为80vol%，焊丝为直径1.2mm的T Union GM 100实心焊丝；焊接参数为：焊接电流280A，焊接电压28V，焊接速度290mm/min，焊接热输入15kJ/cm，中道间温度控制在100～110℃，Ar+CO2混合气体流量15L/min；
（5）填充焊结束后，将钢板控冷至室温，所得Q690级别调质钢焊接接头的屈服强度755MPa，抗拉强度840MPa，延伸率19%，焊缝中心-20℃冲击功≥110J，熔合线-20℃冲击功≥174J，热影响区-20℃冲击功≥155J，探伤符合I级结果；图1为典型焊缝金相组织图，由图1可见，其在钢板热影响区形成较好的低碳马氏体和贝氏体组织。
实施例2：本低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法具体如下所述。
（1）在待焊接钢板接头处开V形坡口，单面坡口角度为30°，钝边3mm，组队间隙为2.0mm；对拼接好的焊件进行点焊固定；待焊接板材厚度为30cm，碳当量0.39，屈服强度765MPa，抗拉强度845MPa，延伸率19%；
（2）用400CCR/R砂纸对坡口及两侧的待焊接中厚板表面进行打磨，去除油污和铁锈，露出金属光泽；
（3）采用Ar+CO2混合气体保护焊进行打底焊，Ar+CO2混合气体中氩气为80vol%，焊丝为直径1.2mm的T Union GM 100实心焊丝；焊接参数为：焊接电流220A，焊接电压28V，焊接速度330mm/min，焊接热输入10kJ/cm，Ar+CO2混合气体流量18L/min；
（4）打底焊结束后直接进行Ar+CO2混合气体保护填充焊，Ar+CO2混合气体中氩气为80vol%，焊丝为直径1.2mm的T Union GM 100实心焊丝；焊接参数为：焊接电流320A，焊接电压30V，焊接速度260mm/min，焊接热输入20kJ/cm，中道间温度控制在140～150℃，Ar+CO2混合气体流量18L/min；
（5）填充焊结束后，将钢板控冷至室温，所得Q690级别调质钢焊接接头的屈服强度755MPa，抗拉强度860MPa，延伸率18.5%，焊缝中心-20℃冲击功≥107J，熔合线-20℃冲击功≥133J，热影响区-20℃冲击功≥165J，探伤符合I级结果。
实施例3：本低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法具体如下所述。
（1）在待焊接钢板接头处开V形坡口，单面坡口角度为30°，钝边2mm，组队间隙为1.5mm；对拼接好的焊件进行点焊固定；待焊接板材厚度为28cm，碳当量0.45，屈服强度760MPa，抗拉强度850MPa，延伸率18%；
（2）用400CCR/R砂纸对坡口及两侧的待焊接中厚板表面进行打磨，去除油污和铁锈，露出金属光泽；
（3）采用Ar+CO2混合气体保护焊进行打底焊，Ar+CO2混合气体中氩气为80vol%，焊丝为直径1.2mm的T Union GM 100实心焊丝；焊接参数为：焊接电流210A，焊接电压27V，焊接速度350mm/min，焊接热输入8.7kJ/cm，Ar+CO2混合气体流量20L/min；
（4）打底焊结束后直接进行Ar+CO2混合气体保护填充焊，Ar+CO2混合气体中氩气为80vol%，焊丝为直径1.2mm的T Union GM 100实心焊丝；焊接参数为：焊接电流300A，焊接电压29V，焊接速度280mm/min，焊接热输入16.7kJ/cm，中道间温度控制在120～130℃，Ar+CO2混合气体流量20L/min；
（5）填充焊结束后，将钢板控冷至室温，获得Q690中厚板的焊接接头屈服强度775MPa，抗拉强度870MPa，延伸率19%，焊缝中心-20℃冲击功≥115J，熔合线-20℃冲击功≥140J，热影响区-20℃冲击功≥180J，探伤符合I级结果。
实施例4：本低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法具体如下所述。
（1）在待焊接钢板接头处开V形坡口，单面坡口角度为30°，钝边2mm，组队间隙为1.5mm；对拼接好的焊件进行点焊固定；待焊接板材厚度为25cm，碳当量0.41，屈服强度750MPa，抗拉强度875MPa，延伸率19.5%；
（2）用400CCR/R砂纸对坡口及两侧的待焊接中厚板表面进行打磨，去除油污和铁锈，露出金属光泽；
（3）采用Ar+CO2混合气体保护焊进行打底焊，Ar+CO2混合气体中氩气为80vol%，焊丝为直径1.2mm的T Union GM 100实心焊丝；焊接参数为：焊接电流215A，焊接电压28V，焊接速度340mm/min，焊接热输入9.5kJ/cm，Ar+CO2混合气体流量16L/min；
（4）打底焊结束后直接进行Ar+CO2混合气体保护填充焊，Ar+CO2混合气体中氩气为80vol%，焊丝为直径1.2mm的T Union GM 100实心焊丝；焊接参数为：焊接电流310A，焊接电压30V，焊接速度270mm/min，焊接热输入18.6kJ/cm，中道间温度控制在130～140℃，Ar+CO2混合气体流量17L/min；
（5）填充焊结束后，将钢板控冷至室温，获得Q690中厚板的焊接接头屈服强度765MPa，抗拉强度880MPa，延伸率18.5%，焊缝中心-20℃冲击功≥103J，熔合线-20℃冲击功≥135J，热影响区-20℃冲击功≥160J，探伤符合I级结果。
实施例5：本低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法具体如下所述。
（1）在待焊接钢板接头处开V形坡口，单面坡口角度为30°，钝边2.5mm，组队间隙为1.8mm；对拼接好的焊件进行点焊固定；待焊接板材厚度为30cm，碳当量0.40，屈服强度745MPa，抗拉强度845MPa，延伸率20%；
（2）用400CCR/R砂纸对坡口及两侧的待焊接中厚板表面进行打磨，去除油污和铁锈，露出金属光泽；
（3）采用Ar+CO2混合气体保护焊进行打底焊，Ar+CO2混合气体中氩气为80vol%，焊丝为直径1.2mm的T Union GM 100实心焊丝；焊接参数为：焊接电流205A，焊接电压27V，焊接速度380mm/min，焊接热输入7.8kJ/cm，Ar+CO2混合气体流量19L/min；
（4）打底焊结束后直接进行Ar+CO2混合气体保护填充焊，Ar+CO2混合气体中氩气为80vol%，焊丝为直径1.2mm的T Union GM 100实心焊丝；焊接参数为：焊接电流290A，焊接电压28V，焊接速度280mm/min，焊接热输入15.6kJ/cm，中道间温度控制在105～115℃，Ar+CO2混合气体流量15L/min；
（5）填充焊结束后，将钢板控冷至室温，获得Q690中厚板的焊接接头屈服强度760MPa，抗拉强度865MPa，延伸率19%，焊缝中心-20℃冲击功≥115J，熔合线-20℃冲击功≥130J，热影响区-20℃冲击功≥155J，探伤符合I级结果。

Claims (5)

1.一种低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法，其特征在于，其方法步骤为：（1）在待焊接钢板接头处开V形坡口，并进行清理；
（2）采用气体保护焊进行打底焊，采用的焊丝牌号为T Union GM 100实心焊丝，焊接参数为：焊接电流200～220A，焊接电压26～28V，焊接速度330～400mm/min，焊接热输入控制在7～10kJ/cm；
（3）采用气体保护焊进行填充焊，采用的焊丝牌号为T Union GM 100实心焊丝，焊接参数为：焊接电流280～320A，焊接电压28～30V，焊接速度260～290mm/min，焊接热输入控制在15～20kJ/cm。
2.根据权利要求1所述的低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法，其特征在于：所述焊丝直径均为1.2mm。
3.根据权利要求1所述的低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法，其特征在于：所述步骤（3）中，中道间温度控制在100～150℃。
4.根据权利要求1所述的低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法，其特征在于：所述步骤（1）中，V形坡口的单面坡口角度为30°，钝边2～3mm，组队间隙为1.5～2.0mm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的低碳当量Q690级别调质钢的不预热焊接方法，其特征在于：所述气体保护焊采用Ar+CO2混合气体保护。
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