一種船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接焊接方法技術(shù)

一種船體結(jié)構(gòu)鋼與鍛鋼橫對接焊接方法，屬于高強度鋼材料之間的焊接方法，解決現(xiàn)有高強度結(jié)構(gòu)用鋼和高強度鍛鋼橫對接焊接方法所存在的焊縫強度低、焊接工作量較大的問題。本發(fā)明專利技術(shù)包括形成坡口步驟、單側(cè)堆焊步驟、預(yù)熱步驟和焊接步驟。本發(fā)明專利技術(shù)易于加工，有效減小焊接變形，順利實現(xiàn)了專用902鋼與SA508-3鍛鋼橫對接焊接，通過了焊接性試驗、焊接工藝評定，可以提高勞動效率、節(jié)省焊接材料、電能和工時，降低生產(chǎn)成本、減少船舶建造周期，填補了國內(nèi)船舶結(jié)構(gòu)用鋼與高強度鍛鋼焊接的空白。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接焊接方法
本專利技術(shù)屬于高強度鋼材料之間的焊接方法，具體涉及一種船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接焊接方法。
技術(shù)介紹
焊接技術(shù)是現(xiàn)代船舶建造工程的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一，在船體建造中船舶焊接質(zhì)量是評價造船質(zhì)量的重要指標(biāo)。在涉及特殊使用要求和惡劣工況條件(如輻照條件)下的鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域，高強度鋼占有越來越重要的位置，已廣泛應(yīng)用船舶、橋梁、石油化工、高層建筑建設(shè)、核電站建設(shè)等領(lǐng)域。國際上，高強度鋼焊接技術(shù)在焊材成分和工藝設(shè)計方面發(fā)展較快，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大。國內(nèi)高強度鋼的應(yīng)用范圍也在逐漸擴大，但總體上還不成熟、僅占鋼用量的10％左右，比例較小。目前，國家標(biāo)準(zhǔn)GB1499.2-2007中高強度鋼的強度為400MPa，現(xiàn)有高強度結(jié)構(gòu)用鋼和高強度鍛鋼橫對接焊接方法主要采用手工電弧焊，為保證焊接質(zhì)量，一般采用強度較低的奧氏體不銹鋼焊材，單面開坡口，反面清根；但是，采用強度較低的奧氏體不銹鋼焊材，焊縫強度低于母材，焊縫強度不符合設(shè)計要求，需要在母材的兩面都需要焊接，焊接的工作量較大。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接焊接方法，解決現(xiàn)有高強度結(jié)構(gòu)用鋼和高強度鍛鋼橫對接焊接方法所存在的焊縫強度低、焊接工作量較大的問題，針對母材專用902鋼與SA508-3鍛鋼橫對接焊，以節(jié)省焊接材料、電能和工時，且易于加工，有效減小焊接變形。本專利技術(shù)所提供的一種船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接焊接方法，其特征在于，包括下述步驟：(1)形成坡口步驟：分別在專用902鋼和SA508-3鍛鋼對接部位形成坡口，不留根，專用902鋼側(cè)坡口傾斜角度比SA508-3鍛鋼側(cè)坡口傾斜角度大20°～30°，對接時共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口角度為55°～60°，專用902鋼一側(cè)厚于SA508-3鍛鋼的部分削斜，使得對接坡口兩側(cè)等高；(2)單側(cè)堆焊步驟：將SA508-3鍛鋼坡口區(qū)域預(yù)熱至80℃～120℃，再采用手工電弧焊和φ4mm的CHE58-1HR焊條在SA508-3鍛鋼坡口上進(jìn)行堆焊，堆焊層外形與坡口一致，厚度為30mm±2mm；所述CHE58-1HR焊條與專用902鋼屈服強度同等級；(3)預(yù)熱步驟：將專用902鋼和SA508-3鍛鋼對接部位兩側(cè)坡口對接共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口坡口間隙6mm±2mm，對接坡口角度為55°～60°，坡口背面設(shè)置有厚度4mm～6mm的Q345R鋼襯墊；然后對焊縫及焊縫兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達(dá)到80～120℃開始施焊；(4)焊接步驟：采用多層多道手工電弧焊，以填滿對接面內(nèi)的坡口，焊接材料采用CHE58-1HR焊條；施焊時道間溫度控制在80℃～120℃。所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接焊接方法，其特征在于：所述單側(cè)堆焊步驟中，焊接電流150A～160A，電弧電壓24V～26V，焊接速度14cm/min～20cm/min。所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接焊接方法，其特征在于：所述焊接步驟中，第1層、第2層打底焊采用φ3.2mmCHE58-1HR焊條，焊接電流130A～140A，電弧電壓22V～24V，焊接速度12cm/min～17cm/min；其它層打底焊和蓋面層焊采用φ4.0mmCHE58-1HR焊條，焊接電流150A～160A，電弧電壓24V～26V，焊接速度14cm/min～20cm/min。所述的船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接焊接方法，其特征在于：所述單側(cè)堆焊步驟和焊接步驟中，所涉及的焊條焊前需經(jīng)380℃～400℃烘焙1～2小時，放入保溫桶內(nèi)隨用隨取，4小時后未使用完的焊條應(yīng)取出重新烘焙，重新烘焙的次數(shù)不超過2次。船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接時，焊縫熔池鐵水受重力的影響會由專用902鋼一側(cè)向SA508-3鍛鋼一側(cè)流淌堆積，因此橫對接坡口采用不對稱坡口，專用902鋼一側(cè)坡口傾斜角度比SA508-3鍛鋼一側(cè)大，以保證焊縫熔池鐵水均勻。由于SA508-3鍛鋼的強度高于專用902鋼，兩種鋼直接焊接后SA508-3鍛鋼一側(cè)容易產(chǎn)生冷裂紋，所以本專利技術(shù)在單側(cè)堆焊步驟中采用與專用902鋼等強的CHE58-1HR焊條在SA508-3鍛鋼坡口堆焊形成過渡段，從而保證SA508-3鍛鋼與專用902鋼的焊接，避免了冷裂紋的產(chǎn)生，又保證了焊縫的強度不低于母材；預(yù)熱步驟中，進(jìn)行焊前預(yù)熱以消除氫致裂紋，同時，采用了在坡口底部加鋼襯墊的方法，以達(dá)到手工電弧焊單面焊雙面成型的效果，從而減少了焊接工作量；焊接步驟中，由于單道焊縫無法填滿截面內(nèi)的坡口，故采用多層多道焊以填滿截面內(nèi)的坡口，以防止焊縫開裂和延遲裂紋的發(fā)生，同時，前一道焊縫是后一道焊縫的“預(yù)熱”過程，后一道焊縫是前一道焊縫的“退火”過程，能有效地消除焊接應(yīng)力，利于保證焊接質(zhì)量，焊接坡口和焊接工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量有很大的影響。本專利技術(shù)易于加工，有效減小焊接變形，順利實現(xiàn)了專用902鋼與SA508-3鍛鋼橫對接焊接，通過了焊接性試驗、焊接工藝評定，可以提高勞動效率、節(jié)省焊接材料、電能和工時，降低生產(chǎn)成本、減少船舶建造周期，填補了國內(nèi)船舶結(jié)構(gòu)用鋼與高強度鍛鋼焊接的空白。附圖說明圖1為焊接坡口尺度示意圖；圖2為焊接步驟中焊接順序示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)進(jìn)一步說明。實施例1，包括下述步驟：(1)形成坡口步驟：如圖1所示，分別在厚度40mm的專用902鋼和厚度30mm的SA508-3鍛鋼對接部位形成坡口，不留根，專用902鋼側(cè)坡口傾斜角度比SA508-3鍛鋼側(cè)坡口傾斜角度大30°，對接時共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口角度為60°，專用902鋼一側(cè)厚于SA508-3鍛鋼的部分削斜，削斜長度50mm，使得對接坡口兩側(cè)等高；坡口內(nèi)及坡口兩側(cè)各50mm內(nèi)的端面應(yīng)除去水漬、油污、鐵銹、掛渣等對焊接質(zhì)量有影響的雜物；(2)單側(cè)堆焊步驟：將SA508-3鍛鋼坡口區(qū)域預(yù)熱至120℃，再采用手工電弧焊和φ4mm的CHE58-1HR焊條在SA508-3鍛鋼坡口上進(jìn)行堆焊，堆焊層外形與坡口一致，厚度為30mm±2mm；所述CHE58-1HR焊條與專用902鋼屈服強度同等級；焊接電流150A～160A，電弧電壓24V～26V，焊接速度14cm/min～20cm/min；(3)預(yù)熱步驟：如圖1所示，將專用902鋼和SA508-3鍛鋼對接部位兩側(cè)坡口對接共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口坡口間隙8mm，對接坡口角度為60°，坡口背面設(shè)置有厚度6mm的Q345R鋼襯墊；然后對焊縫及焊縫兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達(dá)到120℃開始施焊；(4)焊接步驟：采用多層多道手工電弧焊，以填滿對接面內(nèi)的坡口，焊接材料采用CHE58-1HR焊條；施焊時道間溫度控制在120℃，施焊過程中，隨時采用紅外線點溫計進(jìn)行溫度監(jiān)控；如圖2所示，第1層、第2層打底焊采用φ3.2mmCHE58-1HR焊條，焊接電流130A～140A，電弧電壓22V～24V，焊接速度12cm/min～17cm/min；第3～10層打底焊和第11、12、13層蓋面層焊采用φ4.0mmCHE58-1HR焊條，焊接電流150A～160A，電弧電壓24V～26V，焊接速度14cm/min～20cm/min；焊縫寬度32～35mm，焊縫余高3～4mm。實施例2，與實施例1的步驟完全相同，區(qū)別僅在于各步驟中的工藝參數(shù)：形成坡口本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接焊接方法，其特征在于，包括下述步驟：(1)形成坡口步驟：分別在專用902鋼和SA508?3鍛鋼對接部位形成坡口，不留根，專用902鋼側(cè)坡口傾斜角度比SA508?3鍛鋼側(cè)坡口傾斜角度大20°～30°，對接時共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口角度為55°～60°，專用902鋼一側(cè)厚于SA508?3鍛鋼的部分削斜，使得對接坡口兩側(cè)等高；(2)單側(cè)堆焊步驟：將SA508?3鍛鋼坡口區(qū)域預(yù)熱至80℃～120℃，再采用手工電弧焊和φ4mm的CHE58?1HR焊條在SA508?3鍛鋼坡口上進(jìn)行堆焊，堆焊層外形與坡口一致，厚度為30mm±2mm；所述CHE58?1HR焊條與專用902鋼屈服強度同等級；(3)預(yù)熱步驟：將專用902鋼和SA508?3鍛鋼對接部位兩側(cè)坡口對接共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口坡口間隙6mm±2mm，對接坡口角度為55°～60°，坡口背面設(shè)置有厚度4mm～6mm的Q345R鋼襯墊；然后對焊縫及焊縫兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達(dá)到80～120℃開始施焊；(4)焊接步驟：采用多層多道手工電弧焊，以填滿對接面內(nèi)的坡口，焊接材料采用CHE58?1HR焊條；施焊時道間溫度控制在80℃～120℃。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種船體結(jié)構(gòu)用鋼與鍛鋼橫對接焊接方法，包括下述步驟：(1)形成坡口步驟：分別在專用902鋼和SA508‐3鍛鋼對接部位形成坡口，不留根，專用902鋼側(cè)坡口傾斜角度比SA508‐3鍛鋼側(cè)坡口傾斜角度大20°～30°，對接時共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口角度為55°～60°，專用902鋼一側(cè)厚于SA508‐3鍛鋼的部分削斜，使得對接坡口兩側(cè)等高；(2)單側(cè)堆焊步驟：將SA508‐3鍛鋼坡口區(qū)域預(yù)熱至80℃～120℃，再采用手工電弧焊和φ4mm的CHE58‐1HR焊條在SA508‐3鍛鋼坡口上進(jìn)行堆焊，堆焊層外形與坡口一致，厚度為30mm±2mm；所述CHE58‐1HR焊條與專用902鋼屈服強度同等級；(3)預(yù)熱步驟：將專用902鋼和SA508‐3鍛鋼對接部位兩側(cè)坡口對接共同構(gòu)成單V形對接坡口，對接坡口坡口間隙6mm±2mm，對接坡口角度為55°～60°，坡口背面設(shè)置有厚度4mm～6mm的Q345R鋼襯墊；然后對焊縫及焊縫兩側(cè)150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王波，趙欽之，
申請(專利權(quán))人：武昌船舶重工集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42