[发明专利]P690QL1高强度钢的等强匹配埋弧焊焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁焊接领域，尤其是涉及一种P690QL1高强度钢的等强匹配埋弧焊焊接方法。

背景技术

全压式LPG运输船的主要设备即大型卧式储罐，用于储运LPG。

LPG运输船储罐的特点：体积大，质量大，长度长，储罐由直筒体和封头组成，属船载压力容器。由于水路运输考虑到成本，业主希望储罐容积尽可能做到更大，因此更高强度钢P690QL1用于制造LPG船储罐，在用钢量一定的条件，可以实现储罐容积更大化。由于储罐焊缝在无损检测合格后，需经整体消应力热处理（SR处理），而SR处理对焊缝的力学性能尤其低温冲击韧性影因较大（低温冲击功通常下降约1/3～2/3），因此，检验P690QL1高强钢焊接接头的力学性能指标，须对焊接试板进行模拟产品SR处理后进行试验，才有实际意义。

采用P690QL1高强钢制造LPG运输船储罐时，为降低劳动强度，提高焊接效率，环缝通常采用埋弧自动焊方法。储罐环缝通常要求实现等强匹配，高强钢的等强匹配，除要保证焊缝强度达到母材P690QL1的最低强度外，关键是要实现焊缝接头经SR处理后的低温冲击韧性。因此，需选择一种合适的埋弧焊丝+焊剂组合和相应的焊接工艺，使焊接时具有良好的焊接工艺性，即接头不易出现缺陷，并经模拟产品SR处理后，仍具有一定的强度和保持较高的低温韧性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能保证高强度钢焊接接头质量的P690QL1高强度钢的等强匹配埋弧焊焊接方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

P690QL1高强度钢的等强匹配埋弧焊焊接方法，该方法包括以下步骤：

1）埋弧焊坡口采用不对称X型坡口，一侧坡口60°，另一侧坡口70°；所采用的焊材为：埋弧焊材料：S3Ni2焊丝和SA FB155AC焊剂，其中所述焊丝化学成分满足以下要求：C:0.07～0.15%，Si:0.10～0.25%，Mn：1.20～1.80%，P≤0.020%，S≤0.020%，Cr:0.30～0.85%，Ni:2.00～2.60%，Mo:0.40～0.70%，Cu≤0.30%，余量为Fe及不可避免的杂质；

2）将P690QL1钢板预热至130～150℃；

3）埋弧焊采用直流反接，电流为500-550A，电压为28-32V，焊接速度为35～40cm/min，线能量为20～32kJ/cm，焊剂烘烤温度为350℃×2h；

4）焊接后进行消氢热处理，保温1-2小时，保温温度为250℃～300℃；

5）焊缝无损检测合格后，进行焊后消应力热处理，恒温温度为：565±20℃，保温2小时。

上述方案中，焊接过程中第一道采用等强度焊条手工焊打底将坡口封底，然后一侧大坡口埋弧焊焊完后，背面采用气刨清根，将第一道焊条焊熔敷金属全部刨掉，并打磨干净后经磁粉无损检测合格后，再进行背面的埋弧焊焊接。

上述方案中，所述P690QL1钢板的化学组份及质量百分比满足以下条件：C≤0.20%，Si≤0.80%，Mn≤1.70%，P≤0.020%，S≤0.010%，N≤0.015%，B≤0.005%，Cr≤1.50%，Mo≤0.70%，Cu≤0.30%，Nb≤0.06%，Ni≤2.50%，Ti≤0.05%，V≤0.12%，Zr或Al，其中选用Zr时使Zr≤0.15%，选用Al时使Al≥0.018%，余量为Fe及不可避免的杂质。

上述方案中，所述P690QL1钢板的力学性能满足：屈服强度R_el≥690MPa，抗拉强度R_m：770～940MPa，延伸率A≥14%，冷弯b=3a，d=3a，180°合格，-20℃横向冲击功Akv≥40J。

上述方案中，所述埋弧焊接采用多层多道焊接，层间温度控制在不超过250℃。

上述方案中，由于实际焊缝组对间隙不可能呈理想状态，故焊接过程中第一道采用焊条手工焊打底将坡口封底，避免由于坡口不规则对后续埋弧焊产生不利影响。然后一侧大坡口埋弧焊焊完后，背面采用气刨清根，将第一道焊条焊熔敷金属全部刨掉，并打磨干净后经磁粉无损检测合格后，再进行背面的埋弧焊焊接。