[发明专利]一种Q370qE和Q690qE桥梁用结构钢不同强度对拼接头复合焊接方法有效

专利信息
申请号: 201910221855.X 申请日: 2019-03-22
公开(公告)号: CN109940298B 公开(公告)日: 2021-11-30
发明(设计)人: 黄鑫;袁俊;吴江波;刘志刚;杜伟;李彦国;张海涛;穆长春;薛喆彦;杨洪涛 申请(专利权)人: 中铁宝桥集团有限公司;中铁宝桥(扬州)有限公司
主分类号: B23K28/02 分类号: B23K28/02;B23K9/00;B23K9/18;B23K9/235
代理公司: 南京苏科专利代理有限责任公司 32102 代理人: 董旭东
地址: 721000 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 q370qe q690qe 桥梁 结构钢 不同 强度 接头 复合 焊接 方法
【说明书】:

发明公开了焊接技术领域内的一种Q370qE和Q690qE桥梁用结构钢不同强度对拼接头复合焊接方法,其先在两块钢板的对拼处双面加工坡口,坡口双面整体呈X型;一侧小角度坡口角度为29°~31°,另一侧大角度坡口角度为39°~41°,钝边为1.5~2.5mm;所述小角度坡口的深度与大角度坡口的深度比为(2~2.5):1。再采用气体保护焊在小角度坡口一侧进行焊接2~4道,形成打底焊缝,然后在小角度坡口同一侧采用埋弧自动焊将焊接坡口焊满,再将钢板进行翻身,对大角度坡口一侧进行碳弧气刨修整,然后在大角度坡口侧采用埋弧自动焊焊接,将坡口焊满,最后进行保温,缓慢冷却至常温。所焊接的接头力学性能优良,焊接质量好,可用于桥梁建设中。

技术领域

本发明涉及一种不同强度桥梁用钢板复合焊接方法,属于钢桥梁制造领域,适用于Q370qE和Q690qE高强度桥梁钢不同强度对拼接头的焊接。

背景技术

目前,国内桥梁用钢以Q345钢材和Q370钢材为主,部分钢桁梁受力较大的构件已采用了Q420钢材和Q500钢材,桥梁钢正在向高强度、高性能方向发展。国家重点计划研发我国桥梁用高强钢,向世界先进水平看齐,首次推出超低碳贝氏体高强度桥梁用钢Q690qE(抗拉强度≥810Mpa),并应用于武汉江汉七桥示范性工程中。

武汉江汉七桥为全长为672m,双向6车道的重载公路桥,其主桁两侧墩顶拱肋下弦部分杆件节点板采用Q690qE高强度桥梁钢。下弦杆节点板与腹板在设计时,存在Q370qE和Q690qE不同强度高强钢对拼接头,在桥梁制造领域暂无相关Q370qE和Q690qE不同强度接头焊接经验可以借鉴,并且两种高强钢抗拉强度差距超过200Mpa左右,无论是焊材匹配,还是焊接工艺选择上,均具有极大的难度,现有的焊接方法采用常规的桥梁钢的焊接方法进行焊接,但是焊接变形大,焊接强度不够。因此,展开了对高强钢不同强度接头焊接工艺研究。本次研究将对Q690qE在示范性工程上的运用具有重大经济效益及社会效益,同时也为我国桥梁事业积累相关焊接经验。

鉴于以上原因,本发明必须从焊接材料的选择、焊接坡口的设计及焊接工艺参数的调整等各方面控制,对Q370qE和Q690qE不同强度高强钢对拼接头进行焊接,使得高强钢不同强度对拼接头的力学满足设计和标准要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷,提供一种Q370qE和Q690qE桥梁用结构钢不同强度对拼接头复合焊接方法,并使得焊接接头的力学性能满足设计要求。

为实现上述目的,本发明提供了一种Q370qE和Q690qE桥梁用结构钢不同强度对拼接头复合焊接方法,依次包括如下步骤:

(1)在材质分别为Q370qE和Q690qE的两块钢板的对拼处双面加工坡口,坡口双面整体呈X型;一侧小角度坡口角度为29°~31°,另一侧大角度坡口角度为39°~41°,钝边为1.5~2.5mm;所述小角度坡口的深度与大角度坡口的深度比为(2~2.5):1。在该角度及相应的比例关系之下,可保证焊接强度高,焊接量较小,且焊接时,钢板两面的热变形可以相互抵消。

(2)先采用气体保护焊在小角度坡口一侧进行焊接2~4道,形成打底焊缝,焊接前将钢板预热温度至于70~80℃;预热钢板时可采用电磁感应加热设备加热。

(3)打底焊缝完成后,钢板的温度提升至115~155℃,在小角度坡口同一侧采用埋弧自动焊将焊接坡口焊满,焊接热输入控制在30~35KJ/cm,采用多层多道的焊接方法进行焊接;为防止裂纹产生,在小角度坡口一侧采用埋弧焊焊接前,当板厚δ<32mm时,优选控制钢板温度为100±5℃;板厚32≤δ<50mm时,优选控制钢板温度为120±5℃;板厚δ≥50mm时,优选控制钢板温度为150±5℃。

(4)将钢板进行翻身,对大角度坡口一侧进行碳弧气刨,刨槽深度和宽度保持均匀一致,在大角度坡口的根部加工出8mm≥R≥6mm的圆弧,将钝边全部刨除,修整大角度坡口一侧表面,清除渗碳层。

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