[发明专利]P690QL1与Q370R异种钢的埋弧焊焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁焊接领域，尤其是涉及一种高度强度压力容器用调质钢P690QL1与一种较低强度压力容器用正火钢Q370R钢之间的埋弧焊焊接方法。

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。由于高强度钢不易冷加工，因而储罐封头或其它部分附件常采用加工性能好的较低强度钢Q370R。在制造过程中，需要将P690QL1和Q370R异种钢进行焊接，由于大型储罐焊接量大，该两种钢的连接部分通过采用埋弧自动焊的方法进行焊接，可降低劳动强度，提高焊接效率。

异种钢之间的焊接，如果强度级别相差不大，焊材的选用的工艺相对容易，焊材可采用高组配或低组配均可。而本发明中提到的P690QL1是按照欧标（EN 10028：6）生产的高强度调质钢，最小屈服强度为690MPa，抗拉强度为770MPa～940MPa。而Q370R为普通低合金正火钢，最小屈服强度为350MPa，抗拉强度为520MPa～630MPa。由于P690QL1与Q370R两种钢之间强度相差较大，且一种是调质钢，另一种是正火钢，焊缝接头不宜采用高组配或低组配。因此，必须选用合适的焊材及焊接工艺，充分考虑两种钢的性能匹配，才能有效地保证高强度异种钢焊接接头的质量。

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异种钢焊接接头质量的P690QL1与Q370R异种钢的埋弧焊焊接方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

P690QL1与Q370R异种钢的埋弧焊焊接方法，其特征在于，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55°～60°，另一侧坡口65°～70°；所采用的焊材为MCJQ-1焊丝和SJ101烧结型焊剂，其中所述焊丝化学成分满足以下要求：Ｃ：0.06～0.12%，Mn：1.20～1.80%，Si:0.02～0.06%，Ni:0.30～0.50%，Ti:0.10～0.16%，B:0.006～0.01%，S≤0.010%，P≤0.015%，余量为Fe及不可避免的杂质；B能促时晶粒内针状铁素体的形成，从而提高焊缝低温冲击韧性。Ni起固溶强化的作用，对提高焊缝韧性有强起较好的作用。

2）将P690QL1与Q370R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26-32V，焊接速度为35～40cm/min，线能量为20～35kJ/cm，焊剂烘烤温度为350℃×2h；

4）焊接后进行消氢热处理，保温1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，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。

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%(Al可细化晶粒)，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Q370R钢板的化学组份及质量百分比满足以下条件：C≤0.18%，Mn：1.20～1.60%，Si：≤0.55%，S≤0.010%，P≤0.020%，Nb：0.015～0.050%。