[发明专利]微合金化TMCP Q460钢FCAW焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于微合金化TMCP Q460钢的电弧焊工艺及操作方法技术领域，具体的说，涉及一种低低合金高强钢Q460E的FCAW焊接工艺方法。

背景技术

我国输电线路铁塔目前用材主要以热轧角钢型材为主，辅以少量钢管，钢材的品种以Q235和Q345两种为主，铁塔采用热镀锌防腐，使用年限约为50a。铁塔用材与发达国家相比，品种少、强度值偏低、可选择余地小。

随着我国电力业的快速发展，大容量、长距离、高电压的输电线路越来越多，杆塔的荷载越来越大。多回路同塔并架和大坡度的铁塔将越来越多地被采用。杆塔结构的大型化发展，组成铁塔的型材规格也越来越多，使得目前常用的低强度热轧型钢已难以满足使用要求，因此在我国探求一种适合输电铁塔的新型钢已显得十分必要。

随着Q460高强钢SZ1直线真型塔试验在国网北京电力建设研究院杆塔试验站圆满完成。国内输电铁塔即将大规模应用Q460高强钢，现阶段Q460高强钢一般可分为两种，一种为合金化Q460钢，另一种为TMCP(控轧控冷)Q460钢。后者的焊接工艺研究目前国内较少，现阶段焊接方法大多采用手工电弧焊或实芯焊丝气体保护焊，如2009101726382号《输电铁塔用新型Q460钢的焊接工艺方法》的发明专利申请，该专利使用的两种焊接方法：其中手工焊条电弧焊的缺点是：工序较为复杂、焊接过程可见度较差、生产效率低，劳动强度大，对焊工的操作技能要求较高。

实芯焊丝CO₂气体保护焊：焊接区的保护气体易受外界气流干扰、易产生飞溅、对钢材的适应性不强等方面的缺点。

该专利对焊接接头进行了-30℃的低温性能试验，按照标准要求判断其使用的材料应为Q460D级钢，其低温使用要求是-20℃。

发明内容

本发明目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种微合金化TMCP Q460钢(Q460E)FCAW焊接方法，经常规及低温(-40℃)性能试验，结果表明此方法能够得到性能良好的焊接接头。

1、一种微合金化TMCP Q460钢FCAW焊接方法，该方法包括：

第一、选用药芯焊丝作为焊接材料；

第二、清理组对

根据管材厚度选择坡口形式及尺寸为32.5°±2.5°，钝边量1-2mm，组对间隙为3-4mm，坡口表面和附近母材内、外侧各20mm应打磨，将铁锈、油污、氧化皮杂物清理干净，直至露出金属光泽；

第三、焊接工艺参数：

通过试验及计算得到TMCP Q460钢薄板与厚板的临界厚度为16mm；

TMCP Q460钢合金元素含量低，HAZ淬硬和冷裂倾向很小，所以不必考虑t_8/5下限问题，只需要进行上线的确定，经热模拟试验得到t_8/5时间上限为＜20s；

厚度超过临界厚度时按照如下t_8/5理论计算公式进行热输入计算；

t8/5=(0.67-5×10-4To)ηE(1500-To-1800-To)F3]]>

式中：η——不同焊接方法的相对效率，取0.85；

E——热输入，J/cm；

T₀——初始温度，℃；

F₃——接头系数，取1.0