[发明专利]一种304L不锈钢厚板的埋弧焊焊接工艺

说明书

本发明提供一种304L不锈钢厚板的埋弧焊焊接工艺，该埋弧焊焊接工艺步骤包括：一、焊接坡口加工；二、焊前准备；三、焊接：采用焊接小车对正面坡口进行打底层焊接，完成后再进行正面埋弧焊焊接；将完成正面埋弧焊的两304L不锈钢厚板翻身，然后对反面坡口进行等离子碳弧气刨清根；采用焊接小车对完成清根的反面坡口进行背面埋弧焊焊接；四、焊后处理，本发明根据304L不锈钢的成分及性能，对焊接坡口尺寸和焊接工艺进行优化，并合理匹配焊材，以保证焊接接头的质量，防止收缩变形、夹渣、气孔、晶粒粗大等缺陷的产生，在零下20℃时具有良好的力学性能，尤其是具有良好的低温冲击韧性。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种船舶建造过程中使用的304L不锈钢厚板的埋弧焊焊接工艺。

背景技术

目前，为了适应恶劣的海洋工作环境，一些超大型集装箱船的内底板采用厚度为45mm 的304L不锈钢钢板焊接而成以满足大型集装箱船如双燃料舱区域的强度、刚度、稳定性低温冲击性能和抗腐蚀性能的要求。而304L不锈钢属于奥氏体不锈钢，具有热导率小、熔点低、线胀系数大的特点，在焊接时，若焊缝金属高温停留时间长，容易形成粗大的铸态组织(即晶粒粗大)，从而产生较大的应力和变形，残余应力的存在进一步引起焊接热应力裂纹和应力腐蚀开裂，降低焊缝的韧性和强度，影响船舶建造周期。

另外，随着钢板厚度的增加，焊接难度加大，在焊接过程中极易产生焊缝裂纹、气孔、层间夹渣等焊接缺陷，而焊接坡口、焊材、焊接工艺参数的合理设计和选择直接影响焊接接头的质量。例如当坡口结构及尺寸设计不合理时，容易导致波浪变形、收缩变形，无法保证钢板表面的平整度，需要进行校正和/或返修，降低生产效率，增加生产成本；例如当焊接热输入太大，晶粒容易长大，对焊缝组织和力学性能都有极为不利的影响，而焊接热输入太小，虽然不会因熔池过热导致晶粒长大，但焊接生产效率低，增加生产成本；因此，合理的X型坡口尺寸设计、合理的匹配焊材、优化的焊接工艺参数，不仅能避免晶间腐蚀或热裂纹等缺陷，还会大大提高生产效率、提高焊接接头质量、节省材料和能源，并可改善劳动条件、降低劳动强度。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明设计的目的在于提供一种304L不锈钢厚板的埋弧焊焊接工艺，针对304L不锈钢厚板的特定成分范围和技术条件，优化X型坡口尺寸，合理匹配焊材、优化焊接工艺参数以解决焊接变形和焊接热输入较大引起的晶粒粗大、晶间腐蚀等问题，提高焊接接头质量，保证其具有良好的力学性能，确保探伤一次性合格。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种304L不锈钢厚板的埋弧焊焊接工艺, 该埋弧焊焊接工艺步骤包括：

一、焊接坡口加工：将待焊接的304L不锈钢厚板加工出双面X型坡口，正面坡口角度为60°±5°，钝边长度为4mm～5mm，坡口间隙为0mm～1mm，反面坡口角度为70°±5°，反面坡口深度为1/3t mm～2/5t mm，其中，t为待焊接的304L不锈钢厚板的厚度；

二、焊前准备：选用与待焊接的304L不锈钢厚板性能相匹配的焊丝和碱性焊剂，并对碱性焊剂进行烘培处理，烘培温度为300℃～350℃，烘培时间为2h；

三、焊接：

A、采用焊接小车对正面坡口进行打底层焊接，完成后再进行正面埋弧焊焊接；所述打底层焊接的工艺参数为：焊接电流390A～420A，焊接电压32V～35V，焊接速度27cm/min～ 30cm/min，焊接热输入27.6KJ/cm～32.3KJ/cm；所述正面埋弧焊焊接的工艺参数为：焊接电流400A～430A，焊接电压34V～37V，焊接速度25cm/min～30cm/min，焊接热输入27KJ/cm～ 36KJ/cm。

B、将完成正面埋弧焊的两304L不锈钢厚板翻身，然后对反面坡口进行等离子碳弧气刨清根；