[发明专利]一种易焊接高强大厚度钢板不预热气体保护焊焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种低合金高强度钢的焊接工艺，具体涉及一种易焊接高强度大厚度钢板气体保护焊不预热焊接工艺，适合于对焊接结构件强韧性、安全可靠性要求较高的大型重点装备。

背景技术

随着国民经济发展及现代工业技术进步，各种大型装备焊接结构设计日趋大型化、轻量化和高参数化发展，对钢板的强度和低温韧性要求越来越高,同时钢板的厚度规格也进一步加大，但是，材料强度提高和厚度增加给构件焊接生产增加了难度，采用传统的焊接工艺生产大厚度高强钢板，会带来一系列问题：

（1）焊接特殊的热循环过程使得焊接热影响区的组织发生粗化和脆化，导致焊接接头机械性能下降达不到构件设计要求，主要是低合金高强钢焊接后接头强度和低温韧性下降，尤其是低温韧性下降不可避免；

（2）焊接接头缺陷及残余应力产生导致整个焊接构件的安全可靠性下降，构件服役时极易出现骤然失效，造成巨大的损失；

（3）为保证焊接接头的性能，必须严格控制焊接工艺窗口，增加了工艺控制难度，为保证焊接结构的可靠性，增加预热工序防止裂纹产生、增加焊后热处理工序消除应力，这样不但增加了生产成本，还增加了工人劳动强度，费时费力。

因此，对于高强度大厚度钢板焊接工艺而言，关键是在保证焊接接头不产生裂纹等缺陷的基础上，保证焊接接头机械性能达到设计要求，尽量采用不预热焊接以改善工人劳动条件，省略焊后热处理工序以降低生产成本。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种抗拉强度700MPa级易焊接高强度厚钢板不预热气体保护焊焊接工艺，解决大型焊接结构用40-80mm大厚度高强度钢板焊接前需要预热和焊后需要热处理生产的问题。

该方法针对700MPa级大厚度钢板，采用80%Ar+20%CO₂活性混合气体保护焊接方法，不预热焊接，焊后不进行焊接热处理，减少生产工序，节约了生产成本，提高了生产效率，通过选择恰当的焊接材料，配以合理的焊接规范，严格焊接过程工艺控制，获得无缺陷的、性能优良的焊接接头，通过机械性能检测，接头抗拉强度不低于母材标准要求，-20℃夏比冲击吸收功（KV₂）富余量较大，完全可以满足低温环境使用的要求，焊缝及热影响区组织良好，焊接构件变形小、焊接接头残余应力小，该工艺可应用于各种载荷条件下结构件的制造，安全可靠。

为实现本发明的目的，采用了下述技术方案：

一种700MPa易焊接高强度厚钢板不预热气体保护焊焊接工艺，该工艺具体包括如下的步骤：

（1）母材：采用的大厚度高强度钢板的主要化学成分重量百分比为：C：0.05～0.12%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.55～1.65%，P≤0.012%，S≤0.005%，Als：0.020～0.040%，Ti：0.015～0.030%，Mo: 0.010～0.025%，Cr≤：0.020～0.030%，B：0.0005～0.0020%，其余为Fe及不可避免的杂质,钢的化学成分还满足焊接裂纹敏感性系数Pcm(%)＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10 +5B≤0.23%要求；

采用的大厚度高强度钢板机械性能符合如下技术条件： R_p0.2≥550N/mm²，670N/mm²≥R_m≥830N/mm²,-20℃ KV₂≥47J；

（2）焊接材料：配合使用符合GB/T8110 ER69-G的脱氧元素含量较高的焊丝，如CHW-70C、THQ-70C焊丝等，焊丝直径为Φ1.2mm或者Φ1.6mm；保护气体采用活性混合气体，气体比例为80%Ar+20%CO₂；

（3）坡口型式及焊接位置：采用2/3双V型坡口，留2mm钝边，尽量采用平焊位置船型焊接，如附图1所示。