[发明专利]一种E550海洋工程用厚板焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢板焊接工艺技术领域，特别是涉及一种E550海洋 工程用厚板焊接工艺。

背景技术

伴随海上油气开采越来越向深海发展，海洋平台建设日趋向超大 型化发展，用于平台焊接结构的高强度厚板越来越多。E550海洋工 程用厚板是平台建设所需的一种重要的高强度厚板材料，在平台悬臂 梁、自升式平台桩腿等部位得到广泛应用。

海洋平台在服役期间要承受风暴、潮汐，甚至地震等严苛载荷， 这对平台结构的强度及韧性提出了极高要求。而焊接接头因存在冷裂 倾向、应力集中、焊接热影响区脆化及软化等不利因素，使得焊接接 头成为海洋平台上最为薄弱的结构部位。为获得强韧性具佳E550海 洋工程用厚板，会在钢板中添加较高的C、Mn、Cr、Mo、Cu、V等合 金元素，加之钢板厚度达60～80mm，这使得钢板的焊接性较差。

高强度厚板的焊接冷裂纹敏感性较高，如何采用合理的焊接工 艺，既避免焊接冷裂纹的产生，又可确保最终焊接接头的强度和韧性 满足标准要求，这是E550海洋工程用厚板焊接的一大技术难题。

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种E550海洋工 程用厚板焊接工艺。本发明通过采用优化的坡口设计和优选的焊材， 综合应用实芯焊丝气保焊及埋弧自动焊两种焊接方法，配以合理的焊 前预热，焊后消氢及消应力热处理措施，最终实现了E550海洋工程 用厚板的优质、高效焊接。

本发明的一种E550海洋工程用厚板焊接工艺技术方案为，包括 以下步骤：

(1)对E550钢板接头加工及装配坡口，所述坡口呈“K”字型，上 方为正面坡口，下方为与正面坡口相对的背面坡口；

(2)正面打底焊接前，对钢板进行预热；

(3)使用实芯焊丝气保焊对正面进行打底焊接，随后使用埋弧自动 焊对正面进行部分填充焊接，焊接至正面坡口深度1/3处；

(4)采用角向磨光机打磨背面焊根，随后使用实芯焊丝气保焊对背 面进行打底焊接；

(5)使用埋弧自动焊对背面进行填充和盖面焊接；

(6)使用埋弧自动焊焊对正面进行剩余填充焊接和盖面焊接；

(7)对焊后钢板进行消氢处理和消应力热处理。

所述的步骤(1)中，背面坡口垂直高度为钢板厚度的1/3，正 面坡口垂直高度为钢板厚度的2/3。

正面坡口一条边垂直于钢板，另一条边由面向开口方向呈120度 角的折线构成，从而将正面坡口分为正面坡口下部和正面坡口上部， 正面坡口下部角度为60°，正面坡口上部角度为20°，正面坡口下 部的垂直高度为钢板厚度的1/6。

背面坡口角度为45°；坡口无钝边；坡口根部间隙为0～1mm。

所述的步骤(2)中，预热温度为100～150℃。

所述的步骤(3)和(4)中，实芯焊丝气保焊的焊丝牌号为大西 洋CHW-55C1，焊丝直径为φ1.2mm，保护气体为Ar+CO₂混合气。

在步骤(3)、(5)和(6)中，埋弧自动焊的焊丝牌号为瑞典伊 萨OKAutrod13.40，焊丝直径为φ4.0mm，焊剂牌号为瑞典伊萨OK Flux10.62。

步骤(7)中，消应力热处理温度为600℃，保温时间为3min/mm。 本发明的有益效果为：

1.采用优化的坡口设计，有效降低坡口横截面积，减少焊接道数和层 数，从而提高E550海洋工程用厚板最终的焊接效率。本发明提供的 技术方案中的坡口设计比传统的双面60°V型坡口的横截面积小16％ 以上，也即意味着可以减少16％以上的焊接填充量，从而有效提高焊 接效率。本发明提供的技术方案中的正面坡口下部角度为60°，上 部角度为20°，这种设计的坡口横截面积与传统的45°K型坡口横 截面积接近，但却比传统的45°K型坡口更易于埋弧焊时的脱渣和清 渣。