[发明专利]一种薄壁厚高强度钢板的焊接方法

说明书

本发明涉及一种薄壁厚高强度钢板的焊接方法，包括步骤：1)焊接材料选择：采用熔化极气体保护焊焊接材料；2)小铁研试验确定预热温度：参照标准：CB/T4364‑2013；3)切割钢板下料；4)坡口加工：打磨母材的切割部分去除切割留下的裂纹或热影响区，再在两块母材上加工正Y型坡口：60°坡口，钝边2mm；5)母材焊前预热：根据步骤2)确定的预热温度对钢材进行预热；6)试件拼接：控制钝边间隙0—0.2mm；7)焊接：结合冷却装置均匀母材温度，采用正反两面焊接方式进行焊接，正面焊接完成后采用碳弧气刨方式彻底清根，然后反面焊接；8)焊后热处理：消氢；9)焊接接头探伤。解决了薄壁厚钢板焊接过程中容易发生变形以及采用大线能量焊接时热影响区容易发生软化的难题。

技术领域

本发明涉及一种薄壁厚高强钢板的焊接方法。

背景技术

高强度钢板主要应用于大型机械装备的制造，大型化、轻量化是工程机械的发展趋势，相同强度要求下高强度钢板的厚度更小。在焊接时，薄壁厚的钢板会存在焊接变形较厚板严重的问题，且随着钢板强度的提高，焊接线能量不能太高，过高的焊接线能量会带来钢板焊接热影响区的软化问题，严重降低焊接接头的强度和韧性等性能指标。

焊接工艺涉及到坡口加工、焊材的选择和焊接过程控制等，其中焊接过程控制包括：焊前预热、焊接线能量、焊接速度、焊接参数(焊接电流、电压、焊丝直径和焊丝伸长量)、焊接变形的控制、焊接缺陷返修和焊后热处理等。其中任一项工艺参数不当将会对焊接接头质量造成严重影响，参照如下描述。

(1)高强度钢的主要特征是强度和硬度较高，合金含量高，碳当量相对较高，可焊性差，焊接开裂发生几率较大。

(2)而薄壁厚钢板在焊接过程中容易变形，对预热和焊后热处理温度敏感；为了防止回火软化造成强度降低，预热温度和焊后热处理温度不能过高。

(3)高强钢受到焊接线能量影响明显，过高的线能量会导致热影响区严重软化，接头强度降低，过低的线能量会造成未焊透等焊接缺陷。

(4)高强度钢板通常采用火焰切割方法进行下料，若钢板预热不到位就会存在切割开裂风险，一旦切割裂纹遗留至坡口上，会造成焊接接头开裂问题。

(5)焊接过程中送丝不顺畅、导电嘴磨损严重、保护气体不稳定等会造成电弧不稳定燃烧及熔滴被氧化，最终造成焊缝中残留焊渣等缺陷。其中送丝不顺畅和导电嘴磨损严重会造成电弧不稳，甚至会出现焊丝与导电嘴短路现象，进而影响焊接质量。

(6)打底焊的清根工序也很关键，反面清根时应清理干净，否则会造成打底焊氧化渣残留在焊缝中。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术提供一种薄壁厚高强度钢板的焊接方法，解决薄壁厚钢板焊接过程中容易发生变形，以及采用大线能量焊接时热影响区容易发生软化的难题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种薄壁厚高强度钢板的焊接方法，包括如下步骤：

1)焊接材料选择：采用熔化极气体保护焊焊接材料，实现焊缝强韧性与母材匹配；

2)小铁研试验确定预热温度：采用小铁研试验进行焊前预热温度区间确定，参照的标准为：CB/T4364-2013；

3)切割钢板下料：对钢板切割下料得到厚度相同的待拼接母材；

4)坡口加工：先打磨拼接母材的切割部分，去除切割留下的裂纹或热影响区，然后在两块母材上加工正Y型坡口：60°坡口，钝边2mm；

5)母材焊前预热：根据步骤2)确定的预热温度对钢材进行预热；

6)试件拼接：将两块母材拼接，钝边间隙0—0.2mm；