[发明专利]高强度调质钢二氧化碳气体保护焊方法

说明书

所属技术领域

本发明属于焊接工艺，具体涉及高强度调质钢二氧化碳气体保护焊方法。

背景技术

高强度调质钢大量采用在高端采煤机械液压支架、大型起重机械主吊臂等用高强度结构钢的领域。但是焊接性能要求高，现有焊接技术很难适应。

发明内容

本发明旨在开发一种针对高强度调质钢的药芯焊丝二氧化碳气体保护焊焊接方法，使焊接接头的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能良好，满足钢结构件的制作要求。

本发明的技术方案：高强度调质钢二氧化碳气体保护焊焊接方法，采用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊的方法焊接高强度调质钢，采用预热方法防止焊接裂纹的出现，以保证焊缝质量，提高生产效率。其工艺步骤为：

(1)预热：焊接前应进行预热，预热温度为90～110℃，复杂构件需预热140～160℃，预热采取的方式可为氧炔焰加热法或者电加热法或者远红外加热法。

(2)焊接：采用CO2气体保护焊接工艺，焊接热输入8～10KJ/cm，焊接电流200～240A，电压24～26V，焊接速度30～40cm/min，保护气体CO2，气体流量14～18L/min，层间温度100～200℃；

焊接材料可采用STEIN公司生产的STEIN-MEGAFIL 1100M焊丝。

本发明的优点：本发明通过对湖南华菱湘潭钢铁有限公司等生产的高强度调质钢进行了焊接冷裂纹敏感性评估、斜Y型坡口焊接裂纹试验及实物焊接试验研究，对高强度调质钢采用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊和相应的焊接工艺，焊接接头的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能良好，满足钢结构件的制作要求。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明发明的内容：

实施例：高强钢Q960D药芯焊丝二氧化碳气体保护焊的焊接。

试验用Q960D钢板是由湖南华菱湘潭钢铁有限公司生产，钢板号为0B03106400，钢板的厚度规格为20mm，钢板化学成份见表1，力学性能表2。交货状态：淬火+回火。

表1  钢板化学成分(质量分数)％

表2  钢板力学性能

试验分为试板焊前不预热、100℃、150℃和预热200℃共四组试验，每组试验制作了2对试板，试板厚度为20mm。施焊时，环境温度为5～10℃，环境湿度为45％～60％。试验结果列于表3，焊接材料、设备见表4，焊接工艺参数见表5。通过Y型坡口焊接裂纹试验结果可知，预热150℃和200℃条件下试验无裂纹。实验表明，Q960D钢焊接时需预热100℃，复杂构件需预热150℃。焊接工艺评定试验钢板经外观检验合格后，经超声波检验合格。接头拉伸、弯曲结果见表6。

表3  Y型坡口焊接裂纹试验结果

表4  焊接材料、设备

表5  焊接工艺参数

表6  接头拉伸、弯曲结果

斜Y型坡口焊接裂纹试验结果显示，Q960D具有一定的焊接冷裂纹敏感性，焊接时需预热100℃，复杂构件需预热150℃。实物焊接试验表明，Q960D采用焊条电弧焊的方法，选择STEIN公司直径为Φ1.2mm的STEIN-MEGAFIL1100M焊丝和相应的焊接工艺，焊接接头的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能良好，满足钢结构件的制作要求；焊接接头最高硬度值为HV380，满足标准要求HV10≤420金相组织结果表明，焊接接头各区组织正常。