[发明专利]厚规格TMCP态高强低屈强比桥梁钢的埋弧焊接工艺

说明书

本发明公开了一种厚规格TMCP态高强低屈强比桥梁钢的埋弧焊接工艺，攻克了该桥梁钢埋弧焊接工艺技术壁垒，采用与高性能桥梁钢相匹配的焊接材料和焊接工艺参数，解决了在较大热输入条件下厚规格桥梁钢焊接接头低温韧性、强度和冷弯性能难以兼顾的问题，达到了‑40℃接头各部位冲击韧性高于60J的高标准要求，具有优良的强韧匹配度和冷弯成形性能。本发明实现TMCP态厚规格高强低屈强比桥梁钢埋弧焊制造过程中焊前低温预热，焊后免热处理工艺，在实施过程中可达到焊接接头性能优良和焊缝成形良好二者兼顾的效果，实用性强，高效节能，具有较大的经济效益，适用于大跨结构重载工程用高强低屈强比桥梁钢的推广应用。

技术领域

本发明属于桥梁钢技术领域，具体涉及一种厚规格TMCP态高强低屈强比桥梁钢的埋弧焊接工艺。

背景技术

随着经济的快速发展和内需拉动，基础建设投资大量增加，大跨度、多车道、重载荷桥梁工程也明显增多。如今桥梁用钢正朝着高强、高韧、低屈强比及高焊接性的方向发展，高强度高焊接性桥梁用钢的大规模使用是实现我国钢结构桥梁行业快速升级与跨越式发展的重要标志，是我国钢结构桥梁行业处于世界领先水平的重要指标。

焊接是桥梁用钢实现其应用价值最重要的加工手段，焊接性能也是高强高韧桥梁用钢最重要的使用性能之一。随着钢材强度的提高，钢材的焊接质量要求也随之提高，接头质量直接影响桥梁的使用安全性和可靠性。接头的强韧性是由母材的化学成分、制造工艺及焊接热循环等多种条件决定的，不同的焊接工艺会导致焊缝和热影响区产生不同的组织，焊接热输入是影响焊接接头冲击韧性和强度的关键。在厚规格桥梁钢的实际应用中，为了提高焊接效率，通常会尽可能采用较大的线能量进行焊接，但值得注意的是，在焊接热循环过程中由于峰值温度较高，焊缝金属易产生粗大的先共析铁素体，尤其是板厚较大时，由于高温停留时间长，粗晶热影响区易产生更粗大的板条贝氏体和粒状贝氏体，这会导致接头发生脆化，接头性能难以保证。同时，在实际工程应用中，690MPa级工程机械、海工及结构钢的交货状态以QT态为主，但此类钢板不仅生产周期长，工序复杂，工艺成本高，且因调质处理后回火索氏体组织的产生导致屈强比较高(＞0.93)，抗震性能难以保证；TMCP态钢材由于其相对简单的制造工艺、可通过控轧控冷进行组织调控以降低屈强比等优点，成为新时期桥梁钢的发展方向，但由于 TMCP态钢材相对QT态存在组织均匀性差及应力较大等问题，给桥梁钢的焊接施工造成困难。

为保证TMCP态高强低屈强比桥梁钢的焊接质量，同时兼顾接头的力学性能 (低温韧性、强度等)与冷弯性能，开发高性能低屈强比桥梁钢、合理匹配焊接材料和选择焊接工艺参数是技术关键。为此，南京钢铁联合有限公司采用低碳、 Nb-Cr-Ni-Mo等多元(微)合金化技术，利用析出强化、固溶强化和细晶强化效果，研发生产强韧性优良、冷弯性能良好的厚规格桥梁用钢，实物水平为屈服强度ReL≥690MPa，抗拉强度Rm≥770MPa，屈强比YR≤0.86，延伸率A≥14％， -40℃冲击功Akv≥200J，同时保证接头强度不低于母材，接头各部位(WM、FL、 FL+1、FL+2)-40℃低温冲击韧性Akv≥60J，冷弯性能合格，该技术要求是目前我国690MPa级别桥梁钢中最严苛的，也是世界先进水平。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种厚规格TMCP态高强低屈强比桥梁钢的埋弧焊接工艺，以同时保证厚规格高强度低屈强比TMCP态桥梁钢焊接接头的强度、低温韧性与冷弯成形性能。

技术方案：本发明所述的一种厚规格TMCP态高强低屈强比桥梁钢的埋弧焊接工艺，选用与母材性能匹配的焊丝和焊剂，所述焊丝的抗拉强度在850Mpa以上；坡口形式为对称V型坡口；焊接参数包括：焊前预热温度控制为80～100℃，埋弧焊剂进行烘干处理，打底焊接电流450～460A、电弧电压30～32V、焊接速度 540～543mm/min，打底焊接热输入15～16kJ/cm；填充焊接电流490～650A，电弧电压30～38V，焊接速度350～353mm/min，填充焊接热输入25～42kJ/cm；对组合钢板对接接头采用多层多道埋弧焊焊接并控制其焊缝层间温度为80～120℃。