[发明专利]一种低合金超高强钢Q1100E薄板的GMAW焊接方法

说明书

一种低合金超高强钢Q1100E薄板的GMAW焊接方法，钢板厚度为8~12mm，采用相同板厚组合对接，包括如下步骤：V型坡口加工；预处理；严格控制预热温度，层间温度，以及打底焊、填充焊和盖面焊的热输入量进行单面焊双面成型；焊后消氢处理；焊缝余高处理。本发明的焊接接头具有良好的强韧性和冷弯性能：抗拉强度≥1000MPa；d=6a，180°面弯和背弯均合格；焊缝、熔合区、热影响区‑40℃冲击功≥27J；同时焊接工艺可操作性强，便于工业化应用，生产效率高，具有推广应用前景。

技术领域

本发明属于熔化极气体保护焊接（GMAW）技术领域，特别是涉及一种低合金超高强钢Q1100E薄板的GMAW焊接方法。

背景技术

面对日趋严重的环境、资源、能源、成本等问题，大型化、轻量化、高效能化的绿色制造道路成为发展方向，屈服强度在1100MPa及以上级别的低合金超高强钢的市场需求不断扩大，如大吨位汽车起重机、重载履带式起重机、大型混凝土泵车等。但随着钢板强度的增加，焊接难度增大，焊接接头常出现冷裂纹、强度显著下降、冲击韧性恶化、冷弯开裂等现象，严重制约着低合金超高强度钢的推广使用。

中国专利CN102441727B公布了一种调质低合金高强钢Q960E的气体保护焊接方法，钢板厚度为8~30mm。对焊后，焊接接头具有良好的强韧性和冷弯性能：d=6a，冷弯180°合格、-40℃冲击韧性≥27J。

中国专利CN105522262B公布了一种屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法，使焊接接头在保证强度的同时不产生冷裂纹，但8mm厚度钢板对焊后，热影响区（距熔合线0.5mm）的0℃冲击功仅32J，且未检测其冷弯性能。

中国专利CN105598596B公布了一种抗拉强度1200MPa高强度钢不预热组合焊接方法，该方法在打底、填充、盖面及封底焊接时，使用不同型号和级别的焊丝，尽管母材抗拉强度允许≥1200MPa，但对接接头的抗拉强度仅780MPa。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低合金超高强钢Q1100E薄板的GMAW焊接方法，钢板厚度8~12mm，采用V型坡口对接，单面焊双面成型，通过严格控制预热温度、层间温度、热输入量、焊后消氢处理等工艺，保证焊接接头抗拉强度≥1000MPa；d=6a，180°面弯和背弯均合格；焊缝、熔合区、热影响区-40℃冲击功≥27J。

本发明的技术方案：

一种低合金超高强钢Q1100E薄板的GMAW焊接方法，钢的化学组成重量百分比为：C=0.15~0.20，Si=0.10~0.30，Mn=0.80~1.20，P≤0.015，S≤0.003，Al=0.02~0.05，Nb=0.01~0.02，V=0.03~0.06，Ti=0.008~0.020，Cr=0.10~0.30，Mo=0.50~0.80，Ni≤0.50，B=0.0015~0.004，且CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15=0.52~0.56，余量为Fe和不可避免的杂质；所述钢板厚度为8~12mm，其屈服强度≥1100MPa，抗拉强度≥1300MPa，延伸率≥15%，-40℃冲击功≥27J；采用980MPa高强钢焊丝，进行相同板厚组合对接，具体步骤包括：

（1）坡口加工：开V型坡口，坡口角度为60±5°，不钝边；

（2）预处理：使用手动砂轮片打磨清理坡口，去除氧化铁皮和铁屑，并将坡口两侧25mm内的表面铁锈和油污清除干净；控制焊接接头组对间隙为2~3mm，并在试板两端用引弧板、熄弧板固定；