[发明专利]80mm特厚钢板K型坡口药芯焊丝气体保护焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体保护焊接方法，具体的说是一种80mm特厚钢板K型坡口药芯焊丝气体保护焊接方法。

背景技术

药芯焊丝气体保护焊是一种重要的焊接方法，但对于特厚板来说，药芯焊丝气体保护焊也较容易产生气孔、裂纹、夹渣、未熔合、未焊透等缺陷。特厚板药芯焊丝气体保护焊重要的焊接难点是焊接变形不易控制，引起焊接变形的主要原因是由于焊接产生的不均匀温度场引起的焊接残余应力。影响焊接应力与变形的因素主要有两个方面，一是焊缝及其附近不均匀加热的范围和程度，也就是产生热变形的范围和程度；二是焊件本身的刚度以及受到周围拘束的程度，实际上也就是就是阻止焊缝及其附近加热所产生热变形的程度。两个方面作用的结果决定了焊缝附近压缩塑性变形区的大小和分布，也决定了残余应力与残余变形的大小。

由于特厚钢板结构刚性大，焊接后冷却速度快，焊缝受到较大的拘束，因此焊缝受到的残余应力也大，从而容易产生大变形，造成焊接后板形不良。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：

㈠如何可以控制80mm特厚钢板药芯焊丝气体保护焊的焊接板形，从而可以使焊板残余变形小，焊接质量高，适用于海洋工程等领域的焊接；

㈡如何减少焊接时的翻面次数，从而可以降低劳动强度，提高工作效率；

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

80mm特厚钢板K型坡口药芯焊丝气体保护焊接方法，按以下步骤进行：

㈠采用机械加工K型对称坡口，正面坡口和反面坡口斜边均为45°-50°，根部钝边0-1mm，坡口装配间隙0-3mm；

㈡打底焊接时，采用脉冲电流下的实心气体保护焊丝进行K型坡口钢板正面根部焊道的打底焊接，使根部焊道熔透后，部分焊缝金属透过坡口反面，完成打底焊接；

㈢打底焊接后，用药芯焊丝气体保护焊进行正面多层多道焊接，焊至坡口深度2/3时，翻面清根，用碳弧气刨或砂轮机对坡口反面根部进行打磨修整，从而达到清根的目的；

㈣清根完成后，用药芯焊丝气体保护焊进行反面多层多道焊接，直至反面焊缝全部填满，再用药芯焊丝气体保护焊完成正面剩余1/3深度的焊接。

这样，先正面焊至坡口深度的2/3，再翻面焊接至反面焊缝全部填满，再完成正面焊接，起到以下作用：⑴正面焊接会产生向正面弯曲的变形，反面焊接时会产生向反面弯曲的变形，从而矫正向正面弯曲的变形；⑵反面多层多道焊接相当于多次局部热处理，降低了残余应力；⑶正面焊至坡口深度的2/3，而反面一次全部填满，原因是先焊焊道引起的收缩量最大，以后各道逐渐减小，只有反面焊道更多才能抵消正面焊接时产生的变形；⑷这样操作更简便，可以减少了翻面次数，降低了劳动强度，提高了工作效率，且得到的焊板残余变形小，焊接质量高，适用于海洋工程等领域的焊接。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的80mm特厚钢板K型坡口药芯焊丝气体保护焊接方法，保护气体为100%二氧化碳气体。

前述的80mm特厚钢板K型坡口药芯焊丝气体保护焊接方法，焊丝直径为1.2-1.6mm，气体流量为15-19L/min，焊接电流为230-290A，焊接电压为30-35V，焊接速度为22-55cm/min，层间温度为60-100℃。

本发明采用上述对称K型坡口焊接工艺，可以使80mm特厚钢板的焊接质量得到了控制，焊缝超声探伤达到I级，焊接变形得到理想的控制，焊接接头的力学性能满足标准要求。

附图说明

图1是本发明焊接工艺K型坡口型式。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种80mm特厚钢板K型坡口药芯焊丝气体保护焊接方法，选用两块尺寸为800mm（钢板纵向）×200mm（钢板横向）×80mm（厚）的E36N-Z35海洋工程用钢板进行拼接药芯焊丝气体保护焊，保护气体为100%二氧化碳气体，用6kJ/cm的线能量拼接焊接两块钢板。焊接前，试板用机械加工的方法加工对称K型坡口，然后按图1中的方法装配，先进行打底焊接。然后进行正面坡口药芯焊丝气体保护焊焊接，焊至坡口深度2/3后碳弧气刨或砂轮机清根，打磨干净后再进行反面坡口药芯焊丝气体保护焊焊接，反面全部焊接完成后再焊正面剩余部分。药芯焊丝气体保护焊焊接参数如表1所示：

表1  线能量6kJ/cm药芯焊丝气体保护焊焊接工艺参数