[发明专利]80毫米厚高强度桥梁钢气保对接焊接的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种80毫米厚高强度桥梁钢气保对接焊接工艺方法，适用于焊接抗拉强度R_m≥570MPa级别高强度桥梁工程厚板结构用钢，它属于大跨度桥梁厚板制造焊接技术领域。

背景技术

由于桥梁焊接结构整体设计逐步向高强、大跨、重载、高速方面发展，这就对焊接结构用钢的性能提出了越来越高的要求，如我国既将建造的大跨度公、铁两用长江大桥，其设计要求抗拉强度在600~700MPa的基础上，基材的厚度要求在80毫米，在建桥钢结构方面首次使用的最大厚度，并且对桥梁制造的安全性能提出了非常严格要求。这不仅对基材，而且对钢种的焊接性、焊接材料及焊接工艺提出更高的匹配性。因此，如不及时有效地解决大跨度桥梁钢种厚板的焊接性及配套焊接材料和焊接工艺问题，将会直接阻碍我国桥梁钢及新钢种的推广应用。加快开展大跨度桥梁用钢焊接材料的匹配及焊接工艺的研究，对我国桥梁用钢在大跨度桥梁厚板结构制造技术的推广应用有重大的经济效益及社会效益。

目前，中国专利号为200910062156.1 的《一种用于高强度桥梁钢厚板K型接头气保焊接方法》专利文献，其公开了一种采用抗拉强度R_m：570~650MPa、屈服强度R_eL：420~490MPa，延伸率：A18~24%，冲击功-40^oC KV₂：120~270J的桥梁钢、厚度为36~50 mm；匹配的焊丝抗拉强度为大于600 MPa，焊丝直径Ф1.2mm；气保焊坡口采用双面K型对称坡口，坡口角度为50°~55°，钝边为2mm；在焊接电流260~250A、焊接电压23~22V、焊接速度29~20cm/min、焊接线能量12~17kJ/cm、采用体积百分比为20%CO₂加上80%Ar的富氩作保护气体且其流量控制在18~20L/min的条件下连续施焊，以使焊缝填满为止，层间温度控制在100~150℃的气保焊接方法，且焊前不预热、焊后不进行热处理的焊接工艺。但其存在的不足是该专利技术焊接的最大厚度为50毫米的钢板。

对于大型钢箱梁结构的桥梁，其解决的关键问题是在保证安全服役的前提下，经过焊接后结构不变形、无裂纹产生，接头具有优良力学性能及低温韧性。然而众所周知，随着建桥基材的强度与厚度的增加，尤其从目前的焊接厚度为50毫米增加到80毫米，在焊前不预热，焊后不热处理的情况下，保证焊接过程中大型钢结构防裂、防断成为制造过程的首要关键技术。而大型钢结构制造过程进行焊前预热，焊后热处理意味着施工环境、制造成本及制造周期的困难，无法满足施工的技术要求。本发明公开了一种80毫米厚高强度桥梁钢板的气保护焊关键焊接工艺制造技术，其主要解决的问题是提出了一种富氩气保护焊接工艺与匹配材料焊接大跨度高强度桥梁钢厚板对接接头焊前不预热、焊后不进行热处理的焊接工艺方法。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种80毫米厚高强度桥梁钢气保护焊关键焊接工艺制造技术，其主要解决的问题是提出了一种富氩气保护焊接工艺与匹配材料焊接大跨度高强度桥梁钢厚板对接焊前不预热、焊后不进行热处理的焊接方法。

实现上述目的的措施：

80毫米厚高强度桥梁钢气保对接焊接的方法，其步骤：

1）采用抗拉强度为R_m≥570MPa、屈服强度R_eL≥420MPa，延伸率：A≥18%，冲击功-40^oCKV₂≥120J、厚度为80 mm的等厚桥梁钢对接；匹配的焊丝抗拉强度≥600 MPa，焊丝直径Ф1.2mm；

2）气保焊坡口采用双面V型对称坡口，坡口角度为60°，钝边为2mm；

3）在焊接电流262~270A、焊接电压26~28V、焊接速度28~29cm/min、焊接线能量14~16kJ/cm、采用体积百分比为20%CO₂加上80%Ar的富氩作保护气体且其流量控制在18~19L/min的条件下连续施焊，以使焊缝填满为止，层间温度控制在100~110℃。

优选的：所采用焊丝的化学组分及重量百分比为：C：0.06~0.10%、Si：0.40~080%、Mn：1.50~1.90%、Ni：0.40~1. 0%、Ti：0. 06~0.15%、B：0.002~0.006%、P ≤0.015%、S≤ 0.010，其余为铁及不可避免的杂质。