本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度合金鋼板的焊接工藝。
背景技術(shù)：
通常將屈服強(qiáng)度在210～550n/mm2范圍內(nèi)的鋼板稱為高強(qiáng)度鋼板，屈服強(qiáng)度大于550n/mm2的鋼板稱為超高強(qiáng)度鋼板。由于合金鋼板中加入了降低了共析點(diǎn)的碳元素，從而使組織中的珠光體的比例增大，使珠光體層片距離減小，這也使鋼的強(qiáng)度增加、塑性下降。目前的高強(qiáng)度合金鋼板碳含量較高，導(dǎo)致焊接時(shí)冷裂紋敏感性較大，且焊接后的延遲裂紋敏感性強(qiáng)，此外，若鋼板的厚度達(dá)到100mm以上時(shí)，也使得裂紋傾向進(jìn)一步加大。因此，為了確保焊接的穩(wěn)定性和工件質(zhì)量，需要一種兼顧強(qiáng)度和沖擊韌性的焊接工藝來滿足制鋼工業(yè)的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高強(qiáng)度合金鋼板的焊接工藝，焊接強(qiáng)度高、精度準(zhǔn)確，合金鋼板焊接后的工件無焊接裂紋，無明顯變形，具有良好的成型性、韌性和抗沖擊強(qiáng)度。
本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
一種高強(qiáng)度合金鋼板的焊接工藝，包括以下步驟：
（1）可焊接性的評(píng)估：當(dāng)高強(qiáng)度合金鋼板的厚小于等于120mm且含碳量小于等于0.38%，或厚度大于120mm且含碳量小于等于0.6%時(shí)，或含碳量大于等于0.52時(shí)，高強(qiáng)度合金鋼板的焊接性能較差，焊接時(shí)容易出現(xiàn)裂紋或崩裂現(xiàn)象，脆度較差，因此選擇不符合上述條件的高強(qiáng)度合金鋼板進(jìn)行焊接；
（2）焊接材料選擇：選用低氫型焊接材料，控制氫含量在1.6～2.6ml/100g，選用304l不銹鋼焊絲在惰性氣體保護(hù)下焊接，焊絲的直徑為1.2～1.6mm，焊接電流160～220a；
（3）焊接坡口選擇：采用雙稱雙u型坡口，坡口角度選擇26～30°，鈍邊厚度為3～6mm，鈍邊間隙為1～3mm；
（4）預(yù)熱溫度選擇：對(duì)高強(qiáng)度合金鋼板進(jìn)行冷裂紋敏感性實(shí)驗(yàn)，對(duì)比不同焊接條件下的焊接頭質(zhì)量，確定焊接過程中的最低預(yù)熱溫度為130～150℃；
（5）高強(qiáng)度合金鋼板預(yù)處理：將高強(qiáng)度合金鋼板使用清洗液清洗，除去表面的油污及雜質(zhì)，放入干燥箱中，于40～50℃烘干至含水量小于2%，取出后加熱至最低預(yù)熱溫度；
（6）焊接：將預(yù)熱后的高強(qiáng)度合金鋼板工件采用氣保焊進(jìn)行打底焊，焊接的電流為250～280a，焊接電壓為30～36v，焊接的速率為30～35cm/min；之后進(jìn)行16～18道焊道埋弧填充，焊道寬度為6～8mm，然后對(duì)工件的正反面進(jìn)行埋弧焊接；
（7）消氫處理：在工件焊接至20～30mm、四分之三厚度及焊接快完成時(shí)，分別使用遠(yuǎn)紅外對(duì)加熱器對(duì)高強(qiáng)度合金鋼板工件進(jìn)行加熱，加熱溫度為220～240℃，保溫1～2小時(shí)使焊縫中的氫氣加速逃逸；
（8）去應(yīng)力熱處理：將消氫處理后的高強(qiáng)度合金鋼板工件放置在加熱器中，由室溫以40～50℃/min恒速升溫至600～650℃，保溫持續(xù)8～10小時(shí)后，通入急冷風(fēng)降溫至120～160℃，再自然降溫至室溫，得到焊接完成的工件。
優(yōu)選地，所述步驟（2）惰性氣體選擇氦氣、氬氣、二氧化碳?xì)怏w或二氧化碳和氧氣的混合氣。
優(yōu)選地，所述步驟（3）為保證坡口焊透，保證坡口的圓弧長(zhǎng)度為8～13mm。
優(yōu)選地，所述步驟（4）使用遠(yuǎn)紅外加熱板進(jìn)行測(cè)溫，加熱板使用阻燃保溫棉保溫。
優(yōu)選地，所述步驟（5）清洗液由30%的氫氧化鈉溶液與無水乙醇按照質(zhì)量比1:20～30混合配制而成。
優(yōu)選地，所述步驟（6）打底焊時(shí)的熱輸入量為25～35kj/cm，溫度為320～340℃。
優(yōu)選地，所述步驟（7）在正面埋弧焊接后，需要使用磨光機(jī)打磨平整后，再進(jìn)行反面埋弧焊接，且控制平面變形量在1～2mm。
優(yōu)選地，焊接完成的工件需要進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度的檢測(cè)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
（1）本發(fā)明的高強(qiáng)度合金鋼板的焊接工藝，包括可焊接性的評(píng)估、焊接材料選擇、焊接坡口選擇、預(yù)熱溫度選擇、高強(qiáng)度合金鋼板預(yù)處理、焊接、消氫處理、去應(yīng)力熱處理等步驟，該工藝焊接強(qiáng)度高、精度準(zhǔn)確，控制靈活，合金鋼板焊接后的工件無焊接裂紋，無明顯變形，具有良好的成型性、韌性和抗沖擊強(qiáng)度。
（2）本發(fā)明選用的304l不銹鋼焊絲，具有優(yōu)良的強(qiáng)度和低溫沖擊韌性，且耐腐蝕、防水，確保了焊接的穩(wěn)定性。
（3）本發(fā)明的焊接坡口選擇雙稱雙u型坡口，可以保證厚度較大的焊件能夠焊透，鈍邊和鈍邊間隙的設(shè)置除了保證焊縫的焊透，還起到了調(diào)節(jié)母材鋼板與填充元素比例的作用。
（4）本發(fā)明的消氫處理分別在三個(gè)時(shí)間段加熱消氫，使得焊縫中的氫完全并加速逃逸，防止了氫聚集導(dǎo)致的氫致裂紋。
（5）本發(fā)明的去應(yīng)力熱處理，恒速升溫和急冷風(fēng)降溫可以穩(wěn)定消除內(nèi)應(yīng)力，并改善焊縫接頭處的組織結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實(shí)施例1
一種高強(qiáng)度合金鋼板的焊接工藝，包括以下步驟：
（1）可焊接性的評(píng)估：當(dāng)高強(qiáng)度合金鋼板的厚小于等于120mm且含碳量小于等于0.38%，或厚度大于120mm且含碳量小于等于0.6%時(shí)，或含碳量大于等于0.52時(shí)，高強(qiáng)度合金鋼板的焊接性能較差，焊接時(shí)容易出現(xiàn)裂紋或崩裂現(xiàn)象，脆度較差，因此選擇不符合上述條件的高強(qiáng)度合金鋼板進(jìn)行焊接。
（2）焊接材料選擇：選用低氫型焊接材料，控制氫含量在1.6～2.6ml/100g，選用304l不銹鋼焊絲在惰性氣體保護(hù)下焊接，焊絲的直徑為1.2mm，焊接電流200a，惰性氣體選擇氦氣。
（3）焊接坡口選擇：采用雙稱雙u型坡口，坡口角度選擇26～30°，鈍邊厚度為3mm，鈍邊間隙為1mm，圓弧長(zhǎng)度為13mm。
（4）預(yù)熱溫度選擇：對(duì)高強(qiáng)度合金鋼板進(jìn)行冷裂紋敏感性實(shí)驗(yàn)，使用遠(yuǎn)紅外加熱板進(jìn)行測(cè)溫，加熱板使用阻燃保溫棉保溫，對(duì)比不同焊接條件下的焊接頭質(zhì)量，確定焊接過程中的最低預(yù)熱溫度為130～150℃。
（5）高強(qiáng)度合金鋼板預(yù)處理：將高強(qiáng)度合金鋼板使用清洗液清洗，清洗液由30%的氫氧化鈉溶液與無水乙醇按照質(zhì)量比1:22混合配制而成，除去表面的油污及雜質(zhì)，放入干燥箱中，于40～50℃烘干至含水量小于2%，取出后加熱至最低預(yù)熱溫度。
（6）焊接：將預(yù)熱后的高強(qiáng)度合金鋼板工件采用氣保焊進(jìn)行打底焊，焊接的電流為250～280a，焊接電壓為30～36v，焊接的速率為30～35cm/min，熱輸入量為25～35kj/cm，溫度為320～340℃；之后進(jìn)行16～18道焊道埋弧填充，焊道寬度為6mm，正面使用磨光機(jī)打磨平整后，再進(jìn)行反面埋弧焊接，且控制平面變形量在1～2mm。
（7）消氫處理：在工件焊接至20～30mm、四分之三厚度及焊接快完成時(shí)，分別使用遠(yuǎn)紅外對(duì)加熱器對(duì)高強(qiáng)度合金鋼板工件進(jìn)行加熱，加熱溫度為230℃，保溫1.4小時(shí)使焊縫中的氫氣加速逃逸。
（8）去應(yīng)力熱處理：將消氫處理后的高強(qiáng)度合金鋼板工件放置在加熱器中，由室溫以50℃/min恒速升溫至650℃，保溫持續(xù)9小時(shí)后，通入急冷風(fēng)降溫至125℃，再自然降溫至室溫，得到焊接完成的工件。焊接完成的工件進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度的檢測(cè)。
實(shí)施例2
一種高強(qiáng)度合金鋼板的焊接工藝，包括以下步驟：
（1）可焊接性的評(píng)估：當(dāng)高強(qiáng)度合金鋼板的厚小于等于120mm且含碳量小于等于0.38%，或厚度大于120mm且含碳量小于等于0.6%時(shí)，或含碳量大于等于0.52時(shí)，高強(qiáng)度合金鋼板的焊接性能較差，焊接時(shí)容易出現(xiàn)裂紋或崩裂現(xiàn)象，脆度較差，因此選擇不符合上述條件的高強(qiáng)度合金鋼板進(jìn)行焊接。
（2）焊接材料選擇：選用低氫型焊接材料，控制氫含量在2.2ml/100g，選用304l不銹鋼焊絲在惰性氣體保護(hù)下焊接，焊絲的直徑為1.5mm，焊接電流180a，惰性氣體選擇氬氣。
（3）焊接坡口選擇：采用雙稱雙u型坡口，坡口角度選擇26～30°，鈍邊厚度為5mm，鈍邊間隙為2mm，圓弧長(zhǎng)度為10mm。
（4）預(yù)熱溫度選擇：對(duì)高強(qiáng)度合金鋼板進(jìn)行冷裂紋敏感性實(shí)驗(yàn)，使用遠(yuǎn)紅外加熱板進(jìn)行測(cè)溫，加熱板使用阻燃保溫棉保溫，對(duì)比不同焊接條件下的焊接頭質(zhì)量，確定焊接過程中的最低預(yù)熱溫度為130～150℃。
（5）高強(qiáng)度合金鋼板預(yù)處理：將高強(qiáng)度合金鋼板使用清洗液清洗，清洗液由30%的氫氧化鈉溶液與無水乙醇按照質(zhì)量比1:26混合配制而成，除去表面的油污及雜質(zhì)，放入干燥箱中，于40～50℃烘干至含水量小于2%，取出后加熱至最低預(yù)熱溫度。
（6）焊接：將預(yù)熱后的高強(qiáng)度合金鋼板工件采用氣保焊進(jìn)行打底焊，焊接的電流為250～280a，焊接電壓為30～36v，焊接的速率為30～35cm/min，熱輸入量為25～35kj/cm，溫度為320～340℃；之后進(jìn)行16～18道焊道埋弧填充，焊道寬度為6mm，正面使用磨光機(jī)打磨平整后，再進(jìn)行反面埋弧焊接，且控制平面變形量在1～2mm。
（7）消氫處理：在工件焊接至20～30mm、四分之三厚度及焊接快完成時(shí)，分別使用遠(yuǎn)紅外對(duì)加熱器對(duì)高強(qiáng)度合金鋼板工件進(jìn)行加熱，加熱溫度為230℃，保溫1.5小時(shí)使焊縫中的氫氣加速逃逸。
（8）去應(yīng)力熱處理：將消氫處理后的高強(qiáng)度合金鋼板工件放置在加熱器中，由室溫以45℃/min恒速升溫至635℃，保溫持續(xù)9小時(shí)后，通入急冷風(fēng)降溫至130℃，再自然降溫至室溫，得到焊接完成的工件。焊接完成的工件進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度的檢測(cè)。
實(shí)施例3
一種高強(qiáng)度合金鋼板的焊接工藝，包括以下步驟：
（1）可焊接性的評(píng)估：當(dāng)高強(qiáng)度合金鋼板的厚小于等于120mm且含碳量小于等于0.38%，或厚度大于120mm且含碳量小于等于0.6%時(shí)，或含碳量大于等于0.52時(shí)，高強(qiáng)度合金鋼板的焊接性能較差，焊接時(shí)容易出現(xiàn)裂紋或崩裂現(xiàn)象，脆度較差，因此選擇不符合上述條件的高強(qiáng)度合金鋼板進(jìn)行焊接。
（2）焊接材料選擇：選用低氫型焊接材料，控制氫含量在2.5ml/100g，選用304l不銹鋼焊絲在惰性氣體保護(hù)下焊接，焊絲的直徑為1.2mm，焊接電流220a，惰性氣體選二氧化碳?xì)怏w。
（3）焊接坡口選擇：采用雙稱雙u型坡口，坡口角度選擇26～30°，鈍邊厚度為3mm，鈍邊間隙為1mm，圓弧長(zhǎng)度為8mm。
（4）預(yù)熱溫度選擇：對(duì)高強(qiáng)度合金鋼板進(jìn)行冷裂紋敏感性實(shí)驗(yàn)，使用遠(yuǎn)紅外加熱板進(jìn)行測(cè)溫，加熱板使用阻燃保溫棉保溫，對(duì)比不同焊接條件下的焊接頭質(zhì)量，確定焊接過程中的最低預(yù)熱溫度為130～150℃。
（5）高強(qiáng)度合金鋼板預(yù)處理：將高強(qiáng)度合金鋼板使用清洗液清洗，清洗液由30%的氫氧化鈉溶液與無水乙醇按照質(zhì)量比1:30混合配制而成，除去表面的油污及雜質(zhì)，放入干燥箱中，于40～50℃烘干至含水量小于2%，取出后加熱至最低預(yù)熱溫度。
（6）焊接：將預(yù)熱后的高強(qiáng)度合金鋼板工件采用氣保焊進(jìn)行打底焊，焊接的電流為250～280a，焊接電壓為30～36v，焊接的速率為30～35cm/min，熱輸入量為25～35kj/cm，溫度為320～340℃；之后進(jìn)行16～18道焊道埋弧填充，焊道寬度為6mm，正面使用磨光機(jī)打磨平整后，再進(jìn)行反面埋弧焊接，且控制平面變形量在1～2mm。
（7）消氫處理：在工件焊接至20～30mm、四分之三厚度及焊接快完成時(shí)，分別使用遠(yuǎn)紅外對(duì)加熱器對(duì)高強(qiáng)度合金鋼板工件進(jìn)行加熱，加熱溫度為220℃，保溫2小時(shí)使焊縫中的氫氣加速逃逸。
（8）去應(yīng)力熱處理：將消氫處理后的高強(qiáng)度合金鋼板工件放置在加熱器中，由室溫以40℃/min恒速升溫至600℃，保溫持續(xù)10小時(shí)后，通入急冷風(fēng)降溫至150℃，再自然降溫至室溫，得到焊接完成的工件。焊接完成的工件進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度的檢測(cè)。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。