[发明专利]一种高强度桥梁钢K型接头气保对接焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Q500qE高强度桥梁钢K型接头气保对接焊接方法，其适用于焊接抗拉强度R_m≥630MPa级别高强度、大跨度桥梁工程K型接头厚板结构用钢的焊接。

背景技术

我国在建的沪通长江大桥是一座6线公路、4线铁路的大跨度公、铁两用桥梁，其主桥采用跨度为1092米的公铁两用斜拉桥，建成后的沪通大桥将成为目前世界上跨度最大的公、铁两用桥。为适应我国桥梁建设向高强、大跨、重载、高速方面发展的要求，武钢（集团）公司为该桥开发研制了我国新一代高强度、高韧性桥梁用钢Q500qE，其综合力学性能达到了国外同类钢种水平，尤其是在提高强度的同时低温冲击韧性也有较大的提高。基材性能的提高对与之相匹配的焊接材料及焊接工艺提出了迫切的要求。因此，如不及时有效地解决大跨度桥梁钢种的焊接性及配套焊接材料和焊接工艺问题，将会直接阻碍我国桥梁钢及新钢种的推广应用。加快开展大跨度桥梁用钢焊接工艺及配套焊接材料研究，对我国桥梁用钢在大跨度厚板桥梁结构制造技术的推广应用有重大经济效益及社会效益。

中国专利号为CN201310282937.8 的《屈服强度大于500MPa级桥梁钢富氩气保焊接方法》专利文献，其适用的基板性能：R_eL≥500MPa，R_m≥650MPa，A≥18%，-40℃KV₂≥120J；板厚组合为32mm等厚；焊接坡口形式为双面V型对称，坡口角度为60°，钝边1mm；匹配焊丝的抗拉强度≥700MPa，焊丝直径Ф1.2mm；焊接：电流266~280A，电压26~27V，速度29~26cm/min，线能量14~17kj/cm，富氩作保护气；采用多层多道连续施焊。该文献公开的焊接方法其核心为富氩气保护等厚双面V型对称焊接，而本专利气保焊坡口采用双面K型不对称坡口、不等厚、不同坡口角度K型焊接，两种不同工艺方法解决大跨度桥不同接头形式的关键技术。

对于大跨度高强度桥梁K型结构的建造，其解决的关键问题是在保证安全服役的前提下，焊接后结构不变形、无裂纹产生，接头具有优良力学性能及低温韧性。然而众所周知，随着建桥基材的强度的增加，尤其从目前的Q370qE、Q420qE提高到Q500qE，在焊前不预热，焊后不热处理的情况下，保证焊接过程中大型钢结构防裂、防断成为制造过程的关键。而大型钢结构制造过程进行焊前预热，焊后热处理意味着施工环境、制造成本及制造周期的困难，无法满足施工的技术要求。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种高强度桥梁钢不同厚板K型接头富氩气保护焊关键焊接工艺制造技术，其主要解决的问题是采用富氩气保护焊接工艺与匹配材料，在焊前不预热、焊后不进行热处理的条件下，焊接大跨度高强度桥梁钢不同厚板的K型接头，满足大跨度高强度桥梁钢不同厚板的焊缝要求。

实现上述目的措施

一种高强度桥梁钢K型接头气保对接焊接方法，其步骤：

1）基材采用Q500qE桥梁钢板，其屈服强度R_eL：560~611 MPa、抗拉强度R_m：662 ~688MPa、延伸率A：23~24 %、-40℃KV₂冲击功：281~296 J；钢板厚度组合为32mm+40 mm的不等厚桥梁钢；

2）气保焊坡口采用双面K型不对称坡口，坡口角度为50°~60°，钝边为2mm；

3）匹配的焊丝为WH70Q，其抗拉强度≥700 MPa，焊丝直径Ф1.2mm；焊丝的熔敷金属的力学性能为R_eL=647MPa，R_m=745 MPa，A=20%，-40℃KV₂冲击功=146J；

4）焊接工艺：

在焊接电流250~270A、焊接电压27~26V、焊接速度18~15m/h、焊接线能量14~17kj/cm、采用体积百分比为20%CO₂加上80%Ar的富氩作保护气体且其流量控制在18~20L/min的条件下连续施焊，以使焊缝填满为止，层间温度控制在100~120℃。