[发明专利]高Ti超高强钢专用气体保护焊接工艺

说明书

本发明公开了一种高Ti超高强钢专用气体保护焊接工艺，该工艺包括如下步骤：1)接头加工：对接头部位机械加工成V型坡口，其中，坡口角度为45～60°；2)预处理：施焊前清理坡口表面，去除铁锈；3)选择焊丝：焊丝的化学成分及其重量百分含量为：C：0.10～0.30，Si：0.21～1.55，Mn：2.00～3.50，Ti：0.36～0.75，N：0.005～0.008，P≤0.008，S≤0.003，余量为Fe及不可避免的杂质；4)焊接：采用直流电源正接法，以氮气作为保护气体进行焊接，焊接工艺参数为：焊接电流200～300A，焊接电压20～34V，焊接速度10～33cm/min，保护气体流量5～18L/min，焊道间温度控制在100～190℃。本发明采用氮气作为保护气体进行焊接，焊接材料按等强匹配的原则选取特定的含Ti钢专用焊丝，能提高焊接接头的韧性和塑性。

技术领域

本发明涉及钢材的焊接工艺，具体地指一种高Ti超高强钢专用气体保护焊接工艺。

背景技术

随着工程及设备向大型、轻量、高效能方向发展，含Ti微合金钢由于强化效果良好且合金化成本较低，受到越来越多的制造企业的亲睐，然而在其焊接过程中容易因焊接材料及焊接工艺选择不当而使焊接接头强度和冲击韧性下降。

现有技术中，专利号为ZL201110045723.X的中国发明专利公开了一种800MPa高强度钢的CO₂气保护焊接工艺，采用CO₂气体保护焊和直流电源反接法，具有工艺简单、可操作性强、焊接能耗低、焊接成本低的优点；专利号为ZL201510520404.8的中国发明专利公开了一种800MPa级含Ti钢专用气体保护焊接工艺，采用直流电源反接法，以氮气作为保护气体进行焊，焊接材料按等强匹配的原则选取特定的含Ti钢专用焊丝,可操作性强，工艺简单易行，成本低廉。

然而，上述公开的第一种方法焊接形成的焊接接头组织晶粒粗大且不均匀，导致其强度和冲击韧性远不能满足含Ti钢的焊接技术要求；第二种焊丝化学成分采用低碳设计，并且Ti含量不算太高。因此，为了弥补以上发明的不足之处，需要一种新的焊接工艺来解决更高碳、钛含量的钢板的焊接性、配套焊接材料及焊接工艺问题，从而推动高Ti钢的应用及快速发展。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种高Ti超高强钢专用气体保护焊接工艺，该工艺能显著细化焊接接头的晶粒，提高焊接接头的强度、冲击韧性、塑性，确保焊接接头的综合物理性满足生产要求。

为实现上述目的，本发明所提供的一种高Ti超高强钢专用气体保护焊接工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1)接头加工：对接头部位机械加工成V型坡口，其中，坡口角度为45～60°；

2)预处理：施焊前清理坡口表面，去除铁锈；

3)选择焊丝：焊丝的化学成分及其重量百分含量为：C：0.10～0.30，Si：0.21～1.55，Mn：2.00～3.50，Ti：0.36～0.75，N：0.005～0.008，P≤0.008，S≤0.003，余量为Fe及不可避免的杂质；

4)焊接：采用直流电源正接法，以氮气作为保护气体进行焊接，焊接工艺参数为：焊接电流200～300A，焊接电压20～34V，焊接速度10～33cm/min，保护气体流量5～18L/min，焊道间温度控制在100～190℃。

优选地，所述步骤1)中，坡口角度为50～60°。

进一步地，所述步骤3)中，焊丝的直径为1.2～1.5mm，抗拉强度为850～950MPa。

最佳地，所述步骤3)中，焊丝的直径为1.5mm，抗拉强度为900MPa。