[发明专利]一种高强度级别Q500qE桥梁钢手工焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Q500qE高强度桥梁钢厚板手工对接焊接工艺方法，适用于焊接抗拉强度R_m≥650MPa级别高强度桥梁工程厚板结构用钢的焊接，它属于大跨度桥梁厚板制造焊接技术领域。

背景技术

我国拟建的沪通长江大桥是一座6线公路、4线铁路的大跨度公、铁两用桥梁，其主桥采用跨度为1092米的公铁两用斜拉桥，建成后的沪通大桥将成为目前世界上跨度最大的公、铁两用桥。为适应我国桥梁建设向高强、大跨、重载、高速方面发展的要求，武钢（集团）公司为该桥开发研制了我国新一代高强度、高韧性桥梁用钢Q500qE，其综合力学性能达到了国外同类钢种水平，尤其是在提高强度的同时低温冲击韧性也有较大的提高。基材性能的提高对与之相匹配的焊接材料及焊接工艺提出了迫切的要求。因此，如不及时有效地解决大跨度桥梁钢种的焊接性及配套焊接材料和焊接工艺问题，将会直接阻碍我国桥梁钢及新钢种的推广应用。加快开展大跨度桥梁用钢焊接工艺及配套焊接材料研究，对我国桥梁用钢在大跨度厚板桥梁结构制造技术的推广应用有重大经济效益及社会效益。

经检索：中国专利申请号为200910062436.2的文献，其公开了一种适用于抗拉强度为690～760MPa级别的桥梁钢及工程结构钢手工焊接方法。其解决采用大于700MPa级手工焊接材料与高韧性的基材相比，其韧性指标相差太大的问题。其解决问题的技术措施：采用抗拉强度为690～760MPa、屈服强度为600～660MPa，延伸率：18～25％，-40℃KV₂：165～210J的高强钢，其厚度为26～50mm相同板厚组合对接；匹配的焊条抗拉强度大于700MPa，直径 Φ4.0mm；手工焊坡口采用双面V型非对称60°坡口，钝边2mm；焊接电流160A、电压26V、速度15cm/min、线能量17kj/cm，采用连续施焊并使焊缝填满，层间温度控制在100～150℃，其仅适用于范围钢种强度等级和焊接材料等级大于700MPa。。还有中国专利申请号为201310282949.0的专利文献，其公开了一种屈服强度≥500MPa级桥梁钢手工焊接方法，其适用的基板性能：R_eL≥500MPa，R_m≥650MPa，A≥18%，-40℃KV₂≥120J；板厚组合为32mm等厚；焊接坡口形式为双面V型对称，坡口角度为60°，钝边2mm；匹配焊条的抗拉强度≥650MPa，焊条直径Ф4.0mm；焊接：电流165~175A，电压25~26V，速度~15cm/min，线能量17~18kj/cm，焊条烘烤制度为350℃×1h；采用多层多道连续施焊。其仅适用于钢板的厚度为32mm以下。上述两个文献，对于大跨度高强度桥梁结构的建造，其解决的关键问题是在保证安全服役的前提下，焊接后结构不变形、无裂纹产生，接头具有优良力学性能及低温韧性。然而众所周知，随着建桥基材的强度的增加，尤其从目前的Q420qE提高到Q500qE，在焊前不预热，焊后不热处理的情况下，保证焊接过程中大型钢结构防裂、防断成为制造过程的首要关键技术。而大型钢结构制造过程进行焊前预热，焊后热处理意味着施工环境、制造成本及制造周期的困难，无法满足施工的技术要求。本发明公开了一种Q500qE高强度桥梁钢厚板的手工焊关键焊接工艺制造技术，其主要解决的问题是提出了一种手工焊接工艺与匹配材料焊接大跨度高强度桥梁钢厚板对接接头焊前不预热、焊后不进行热处理的焊接工艺方法。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种高强度Q500qE桥梁钢厚板手工焊关键焊接工艺制造技术，其主要解决的问题是焊接大跨度高强度桥梁钢厚板的对接焊缝焊前不预热、焊后不进行热处理。其核心提出了一种手工焊接工艺与匹配材料焊接大跨度高强度桥梁钢厚板即50~60mm的对接焊缝焊前不预热、焊后不进行热处理的焊接工艺方法。

实现上述目的的措施：

一种高强度级别Q500qE桥梁钢手工焊接方法，其步骤：

（1）焊接基材的力学性能特征为：屈服强度R_eL≥500MPa，抗拉强度R_m≥650MPa，延伸率A≥18%，-40^oCKV₂冲击功≥120J；采用厚板组合为50mm+50mm、60mm+60mm进行手工对接焊，焊前不预热，焊后不进行热处理；

（2）坡口采用双面V型对称坡口，坡口角度为60°，钝边2mm；