[发明专利]一种特厚钢板焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是一种特厚钢板焊接方法，尤其是一种适应厚度为60～300mm的特厚钢板对接焊缝的埋弧焊焊接方法。

背景技术

随着钢结构技术的发展，特厚钢在钢结构建筑领域的应用越来越广泛，特厚钢焊接技术已成为钢结构关键焊接技术。特厚钢随着钢板厚度的越大，焊接性越差、焊接难度越大，焊接施工越容易产生焊接缺陷，特别是焊缝裂纹、根部气孔及层间夹渣，焊缝探伤一次合格率低，返修难度大，返修焊接施工效率低。故有效地改善特厚钢焊接性差的问题，是提高特厚钢板对接焊缝施工效率及探伤一次合格率的关键问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种特厚钢板焊接方法，可有效解决改善特厚钢工艺焊接性，提高施工效率及焊缝探伤一次合格率的问题。

本发明解决的技术方案是：

一种特厚钢板焊接方法，包括以下步骤：

一、加工焊接坡口

在待焊接两钢板的焊口边缘沿长向2倍板厚度再加30mm的长度范围进行100%UT检测，预防夹层或疏松等缺陷，放样制作坡口样板，采用刨边机加工制作焊接坡口，所述的焊接坡口为双面不对称U形焊接坡口，正、反坡口角度均为α=22～24°，焊接坡口钝边厚度p=3～4mm，正面焊接坡口根部半径R1=8～10mm，反面焊接坡口半径R2=12～14mm，反面焊接坡口半径R2大于正面焊接坡口根部半径R1，且R2-R1=4～5mm，正面坡口深度为H=2（δ-p）/3，其中δ为钢板的厚度，根部间隙b≤0.5mm；

此焊接坡口可大大改善特厚钢板工艺焊接性，与现有技术相比具有以下四大工艺特点：（一）焊接接头根部不在板厚中心位置，避免了焊缝根部焊接应力最大处处于板厚中心母材力学性能较弱的位置，提高了焊缝根部的抗裂性能；（二）焊接接头背面坡口根部半径大于正面坡口根部半径，利于焊接反面清根将正面焊缝根部及其缺陷彻底清除且清根量少；（三）正反面坡口深度比例适中，坡口角度适中，正、反面坡口宽度近似相等，利于焊接角变形的控制及控制适当的焊缝填充量；（四）钝边厚度薄、根部半径大，采用超低氢型焊条电弧焊作打底焊时，利于根部焊道的成型控制及保证其熔合质量；

二、焊前准备，方法为：

① 将焊接坡口及两侧各20mm 范围内的氧化皮、锈蚀、油脂、水等杂质彻底清理干净，并打磨露出金属光泽；

②对焊条及焊剂烘干，烘干温度350～400℃，烘干时间1～2h；

③ 焊接接头定位装配，定位焊采用焊条电弧焊，定位焊前应预热至150～180℃，定位焊缝应距焊缝端部30mm以上，定位焊缝长50～70mm，间距300～500mm，定位焊缝厚度3～5mm，定位焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣和焊瘤，否则应在正式焊前清除、修磨、补焊，焊件装配焊接坡口根部间隙≤0.5mm；

④ 在焊接接头的端部焊接连接引弧板、引出板，其材质、焊接坡口与母材相同，长度大于80mm；

三、焊前预热

将焊接坡口及两侧各200mm范围内的焊接接头预热至150～180℃； 

四、焊接

将钢板焊接从钢板厚度方向分为A、B、C、D、E五个焊接区，其中A焊接区的高度HA为自正面焊接坡口底部起向上6-10mm，B焊接区的高度为HB，满足HA+HB=2H/3；剩余部分的正面焊接坡口范围内为E焊接区；C焊接区范围为反面清根区域，即反面焊接坡口底部至正面焊接坡口底部之间的焊接坡口钝边，剩余部分的反面焊接坡口范围内为E焊接区；具体方法为：

① 对正面焊接坡口的A焊接区进行打底焊：正面焊接坡口采用超低氢型焊条进行打底焊，打底焊2～3遍，焊缝厚度6～10mm；

② 对正面焊接坡口的B焊接区填充焊：采用埋弧焊，利用多层多道焊技术对正面焊接坡口进行填充焊，从打底焊道熔合质量差的一侧开始排道焊，焊道呈鱼鳞状排列，当填充焊至正面焊接坡口深度的2/3后立即将焊件起吊翻身； 

③ 对C焊接区清根：采用碳弧气刨，碳棒为圆形截面，直径为6mm，对反面焊接坡口进行反面清根，反面清根应沿坡口面逐层向下进行刨除，观察坡口熔合线位置处，保证全部清除根部缺陷，并打磨清理刨槽，至露出金属光泽为宜；

④ 对反面焊接坡口填充及盖面焊：

采用埋弧焊，利用多层多道焊技术对C焊接区和D焊接区进行填充、盖面焊，反面焊接坡口盖面焊完毕后立即将焊件起吊翻身；

⑤ 对正面焊接坡口的E区域填充、盖面焊：采用埋弧焊，利用多层多道焊技术对正面焊接坡口进行填充、盖面焊；