[发明专利]一种高强钢焊缝的二次返修工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于高强钢焊接技术领域，具体地说是一种高强钢焊接的二次返修工艺方法。

背景技术

在海洋船舶行业中，随着焊接结构对强度的要求，高强钢在焊接结构中得到越来越广泛的应用，但是高强钢对应力敏感性很强，经常出现热影响区的软化、热影响区的脆化、焊接冷裂纹，为此经常进行一次或二次返修。同时海洋船舶经常作业于低温环境下，这对船用高强钢的低温冲击韧性提出了更高的要求。

现行常规的工艺要求是：所用焊条或埋弧焊剂使用前必须根据制造厂家提供的技术要求进行烘焙；重要构件的焊接应选用低氢型焊材，并按规定进行保管和使用；装配质量应符合有关标准和工艺要求的规定，焊接坡口应清理干净，坡口两侧50mm～100mm范围内不得有油污、水锈等影响焊接质量的污物；可采用氧-乙炔火焰或远红外线加热方法进行预热；焊接不宜在大风、降雨及降雪天等恶劣环境下进行，如需施焊时，须有防止风、雨、雪袭击的设备，如篷、档板等；预热范围及温度：预热范围为焊缝及其两侧边缘向外延伸50mm的范围，使其保持一个基本均热带，预热温度应不小于规定的最低值；钢材预热温度应符合规范的要求；对低合金高强钢或含碳量大于0.23％、碳当量大于0.41％的重要焊接件等，应结合施工时的实际情况，编写专项焊接工艺，规定其预热温度范围；预热温度检测可采用测温笔、红外线测温枪或其它等效仪器进行检测；焊接不同强度级别或不同厚度钢材时，其预热温度可按照强度等级较高或厚度较大的钢材的预热要求来确定；焊接定位焊时应加大电流、减慢焊速，适当增大定位焊的长度(宜为常温焊接时的1.5～2.0倍，但不小于50mm)、熔深及截面积，且应保证熔合良好，不应有裂纹；焊接时电流应比常温下略大，不允许在坡口以外的母材上引弧，焊接应连续进行，弧坑应填满，层间温度应不小于预热温度，最大层间温度应符合相关标准的规定，通常不应大于250℃；焊接过程中因受外界因素的干涉而中断焊接时，对重要接头应采取保温或缓冷措施，继续焊接时应按规定的预热温度重新加热后方可施焊；打底焊道应减慢焊速、增加焊道厚度，严防裂纹产生；调质钢焊接时，须采用回火焊道逐层进行退火焊。对于某些特殊要求的焊接没有给出具体的工艺方法，也就是说这些有特殊要求的工艺方法，有常规方法不具备的技术特征，从而达到意想不到的有益效果。

发明内容

发明目的就是提供一种满足-60℃低温冲击韧性要求的高强钢焊接二次返修工艺方法。

本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的：

本发明的目的解决的重点难点在于：热输入的控制，也是获得无缺陷、性能优良焊缝的关键之一。热输入过小，冷却速度快，焊缝和热影响区容易出现淬硬组织进而裂纹倾向性增加，也不利于氢逸出；热输入过大，热影响区宽，过热区晶粒粗大，冷却速度慢，Tg/s增大，焊缝和热影响区生成上贝氏体+M+A组元的脆性组织或魏氏体组织而脆化。所以在本发明的高强钢焊接中应优化选择热输入，通过后道焊缝对前道焊缝的淬火和回火作用，使得热影响区粗晶粒区形成细晶针状铁素体，或使焊接热影响区中下贝氏体所占比例增大，可有效地改善冲击韧性。

一种高强钢焊缝的二次返修工艺方法很好地解决了上述问题，它的基本做法是：在平焊位置采用气体保护焊进行打底焊接，采用埋弧焊进行填充并盖面，焊接完成后采用气体保护焊在横焊和立焊位置分别进行二次返修。

所以一种高强钢焊缝的二次返修工艺方法，包括如下步骤：

1、材料的选用：母材的选用，对于返修工艺方法而言，母材是确定的；

2、焊材及焊接方法的选用：因为对于返修工艺方法而言母材是确定的，所以焊材及焊接方法的选用至关重要，基本原则是根据焊材与母材等强匹配的原则，焊材的成分尽量与母材相近，同时还要兼顾与特殊要求相配合的力学、低温冲击性能等要素，来选用焊材的。

3、焊接坡口的加工：焊缝接头处采用X形坡口(1)，组对间隙(2)1.5mm-3mm，钝边为1-2mm，坡口(1)角度为60°±5°；

4、焊接坡口的打磨清理：焊前对坡口(1)两侧各20-30mm部位进行打磨，除去表面的铁锈及油脂等影响焊缝性能的杂质，直至打磨光亮为止，并用丙酮或酒精进行擦洗；

5、焊剂的烘干：把焊剂在260-300℃范围内烘干，目的是除去焊剂中的水分，减少氢对焊接过程及焊接的影响，防止产生冷裂纹等缺陷；

6、焊接预热：预热最低温度为60℃，道间温度不得高于200℃；