[发明专利]基于低氢型焊条手工焊接的低碳微合金钢焊接性评估方法

说明书

本发明涉及一种基于低氢型焊条手工焊接的低碳微合金钢焊接性评估方法，其步骤依次包括：选用试验板为低碳微合金钢板；选用直径为3.2mm的低氢型焊条；所述一对试验板进行平焊位置对接焊，其坡口形式为正面的一侧为带钝边的U形坡口，U形坡口的直边侧底部带圆弧倒角，正面的另一侧为带钝边的V形坡口，当钢板厚度t＞20mm时，V形坡口的坡口面向外偏折构成双V形坡口；采用小电流弧线摆动搭接过渡单面焊双面成型完成根焊；采用短电弧焊条倾斜直线摆动进行多层多道填充盖面焊接；完成焊接后，观察和检测焊接接头裂纹倾向以评估材料工艺焊接性，并通过焊接接头力学性能检测以评估材料使用焊接性。

技术领域

本发明涉及微合金钢焊接技术，特别涉及一种基于低氢型焊条手工焊接的具有单侧直边熔合线特征的低碳微合金钢焊接性评估方法。

背景技术

对于使用低碳微合金钢的重要工程结构，焊接是现场安装与施工的关键工序，焊接质量与效率也决定着工程项目的质量与效率，而低碳微合金钢材料的现场焊接性优劣将直接影响到焊接接头质量与安全服役。一般的，材料的焊接性包括工艺焊接性和使用焊接性，前者主要是指焊接过程中避免焊接缺陷问题(包括各种类型的焊接裂纹敏感性)、得到连续完整焊接接头的能力，后者主要是指焊接接头的使用性能(包括强度、塑性、韧性等力学性能)。

近期，国外高等级管线管用户提出了基于低氢型焊条手工焊接的管线钢管现场焊接性评估要求，包括工艺焊接性和使用焊接性，特别是要求焊后接头低温冲击与断裂韧性试验位置要精确的位于理论上最薄弱的焊接热影响区粗晶区 (CGHAZ)，从而系统评估材料在一定焊接条件下的脆化倾向，这就对焊后单侧熔合线直度提出了很高的要求，需要在焊前对焊接接头坡口形式作单侧直边设计，并在焊接过程中保证单侧直边熔合线直度，同时避免直边侧焊接缺陷的产生。

目前，针对钢铁材料工艺焊接性即焊接裂纹敏感性的评估方法很多，如：ISO17642-2标准提出了用于板材冷裂纹敏感性评估的TEKKEN试验，与GB 4675.1 所述斜Y型坡口焊接裂纹试验方法类似，在高拘束条件下进行小尺度试验焊缝的焊接，以此评估材料在一定焊接条件下的冷裂纹敏感性，然而该种试验方法拘束条件过于苛刻，加之试验焊缝为不规则形状的单道焊缝，存在较高的焊接残余应力，更加有利于诱发冷裂纹，所以，这种方法较为保守，以此指导低碳微合金钢现场施工焊接将增加不必要的施工成本，不符合“合于使用”原则。GB/T 13817 提供了一种刚性拘束焊接裂纹试验方法，其将试验钢板完全固定在一块厚度非常大的底板上，焊接过程中残余应力得不到释放，容易在接头区域诱发冷裂纹，这种方法同样偏保守，且焊接接头形式与低碳微合金钢结构常用接头形式也存在很大差异，不具有直接的现场施工焊接指导作用。中国专利201611208203.5公开的一种改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件及其制造方法、中国专利 201510012348.7公开的一种斜Y型坡口焊接裂纹试验拘束焊缝制造方法，均仅能解决一定条件下焊接性间接评估的问题。中国专利201110253869.3公开了一种异种钢再热裂纹敏感性试验方法、中国专利200910205754.X公开了一种用于确定再热裂纹敏感性的方法，均主要应用于需要焊后热处理的基于沉淀强化机理的碳钢或合金钢。美国专利4,763,521公开了一种奥氏体不锈钢焊接热裂纹倾向的评估方法。上述公开的专利与非专利文献均侧重于工艺焊接性的间接评估，对低碳微合金钢结构现场焊接施工具有一定的参考意义，但没有直接的指导作用，主要是其均无法顾及使用焊接性，而且接头设计形式与低碳微合金钢结构主流的施工焊接条件相比，也存在较大差别，也不具有单侧直边熔合线特征。