[发明专利]一种极寒地区用高性能耐候桥梁钢的焊接方法

说明书

本发明针对极寒地区用Q420qFNH高性能耐候桥梁钢特定的化学成分、适用的技术条件及不同板厚，提供了该桥梁钢的焊接方法，解决了该耐候钢的焊接工艺问题。焊接接头形式采用对接或T型角接，焊接方法采用埋弧焊和实心焊丝富氩气气体保护焊，并根据不同板厚确定焊前预热温度，根据不同的焊接方法和焊接位置确定焊接工艺参数。本发明较全面地涵盖了桥梁结构的接头形式和厚度规格，技术方案简便、适用性强，实施效果均符合现行桥梁钢及桥梁结构建造相关标准的技术要求，可实际运用于Q420qFNH耐候钢桥梁结构的焊接。

技术领域

本发明属于钢铁材料焊接技术领域，尤其是一种极寒地区用高性能耐候桥梁钢的焊接方法。

背景技术

根据气象专业制定的“寒冷程度等级表”，-40℃以下的天气即为“极寒”。我国东北北部、内蒙古东北部及新疆北部最低温度都在-50℃以下，都会出现极寒天气。为了适应这种苛刻的气候环境，特别研究开发了Q420qFNH高性能耐候桥梁钢。极寒天气对钢材提出了更高的要求，要求-60℃低温冲击功KV2≥47J，同时要保证耐大气腐蚀性指数I≥6.0并具有较好的焊接性。为了提高Q420qFNH钢的耐候性和低温冲击韧性，钢中加入了适量的铜、镍、铬、钼、钛等合金元素，使其具有优质钢的强韧、塑延、耐腐蚀等特性，可以在极寒地区免涂装裸露使用。由于合金元素的添加，钢板的强度得到提高，碳含量也随之增加，焊接性能变差，焊接热影响区冲击韧性降低，因此对Q420qFNH高性能耐候桥梁钢的焊接预热温度、焊接保护气体、焊接工艺参数要求也更加严格。

钢材性能的升级对焊接工艺提出了更高的要求，为了满足Q420qFNH高性能耐候桥梁钢在桥梁实际建造过程中的焊接需求，在焊接方法、焊接工艺上需要进一步探索。Q420qFNH钢在《桥梁用结构钢》GB/T 714-2015中首次提出，国内没有相关的焊材选配、焊接工艺选择方面的资料可供参考，国内外现有的桥梁钢焊接方法对极寒地区用Q420qFNH高性能耐候桥梁钢的焊接也没有涉及。如果采用常用的焊接材料和工艺参数，此种钢材焊接接头的耐候性和低温韧性往往和母材不匹配，所涉及到的焊接材料和焊接工艺参数是确保极寒地区桥梁建造质量的关键技术，需要进行新的研究和探索，选择合适的焊接材料、工艺参数、焊前预热温度及焊接工艺参数，从而得到低温韧性和耐大气腐蚀性能良好焊接接头。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种极寒地区用高性能耐候桥梁钢的焊接方法，低温韧性良好、耐候性良好，同时焊接效率较高。

一种极寒地区用高性能耐候桥梁钢的焊接方法，最低温度为-60℃的极寒地区用，Q420qFNH高性能耐候桥梁钢的化学成分百分比为：C：≤0.11，Si：0.15～0.50，Mn：1.00～1.50，S：≤0.006，P：≤0.015，Cr：0.40～0.70，Ni：0.30～0.40，Cu：0.25～0.50，Mo：0.05～0.15，Nb：0.010～0.100，V：0.010～0.100，Ti：0.006～0.030，Al：≥0.020，余量为Fe及附带的杂质；焊接接头形式采用对接或T型角接，焊接方法采用埋弧焊、实心焊丝富氩气气体保护半自动焊，针对Q420qFNH高性能耐候桥梁钢不同的板厚B，确定焊前预热温度。

当板厚B≤20mm的板对接接料焊缝时，焊前不需要预热；坡口形式采用V型坡口，钝边尺寸为2mm，坡口角度为60°；采用实心焊丝富氩气气体保护半自动焊进行打底焊接，工艺参数包括焊接电流200～240A、电弧电压28～30V、焊速15～25m/h、热输入8～20KJ/cm；采用埋弧焊进行填充和盖面焊接，工艺参数包括焊接电流520～600A、电弧电压28～34V、焊速22～30m/h、热输入20～35KJ/cm、道间温度≤200℃；反面焊接前进行清根处理。