[发明专利]适用于耐磨钢板的免预热高效焊接方法

说明书

本发明公开了一种适用于耐磨钢板的免预热高效焊接方法，通过合理的母材、焊材配合，采用气电立焊免预热高效焊接工艺，能够避免焊接接头产生冷裂纹，保证焊接接头‑20℃低温冲击功KV2≥24J的综合力学性能，20~32mm厚HBW450硬度级别的耐磨钢板焊接。

技术领域

本发明属于钢铁材料焊接技术领域，特别是涉及一种焊接接头力学综合性能优良的20～32mm厚HBW450硬度级别的耐磨钢板气电立焊技术。

背景技术

耐磨钢焊接所面临的主要问题是焊接冷裂纹。为防止焊接冷裂纹的产生多采用焊前预热工艺。但预热常常恶化劳动条件，使生产工艺复杂化，不合理、过高的预热还会对焊接接头的综合性能带来不利的影响，同时对于一些大型结构件的焊接及修复，预热工艺也很难实现。随着下游用户智能制造技术的推广应用，焊前预热已经成为推行机器人焊接的障碍。耐磨钢的下游用户亟待简化焊接工艺，提高生产效率。

气电立焊为单道或双道连续焊接，能量密度集中，焊接效率高，同时焊接冷速慢，能有效防止冷裂纹的产生。它利用水冷滑块挡住熔融的金属，带走多余热量，使之强迫成形，能实现HBW450硬度级别的耐磨钢板立向位置的焊接。

发明内容

本发明通过对免预热焊接工艺进行研究，提供一种适用于HBW450硬度级别的耐磨钢板气电立焊焊接工艺，保证焊接接头力学性能满足要求。合理的焊接方法和工艺对于HBW450硬度级别的耐磨钢板结构安全使用具有重要的现实意义。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于耐磨钢板的免预热高效焊接方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)准备焊接钢板：

母材的屈服强度≥1050MPa，抗拉强度≥1350MPa，延伸率≥9％，-20℃冲击功KV2≥24J；化学成分及重量百分比为C：≤0.25％，Si：≤0.60％，Mn：≤1.50％，Ni：≤0.50％，Mo：≤0.50％，Al：≤0.06％，P：≤0.012％，S：≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质；

(2)准备焊接材料：

选用抗拉强度低配的焊丝，焊丝直径Φ1.6mm，所用焊丝化学成分及重量百分比为：C：≤0.12％，Mn：0.5～2.0％，Si：0.20～0.30％，S：≤0.01％，P：≤0.02％，Ni：1.5～3.0％，Cr：0.01～0.10％，Mo：≤0.3％，V：≤0.05％，余量为Fe及不可避免杂质；

(3)采用气电立焊焊接，焊接参数如下：

坡口型式：采用对称X型坡口，正面坡口面为16～18mm，背面坡口面为16～18mm，焊接坡口钝边尺寸为1～2mm，坡口装配留4～6mm间隙；

焊前不预热，层间温度≤150℃；

进行正面气电立焊，形成正面焊缝，于焊接试板的背面加装三角形水冷铜衬垫进行强制冷却；

进行背面气电立焊，形成背面焊缝，于完成的正面焊缝加装带有凹口的水冷铜衬垫进行强制冷却；

气电立焊焊接电流360～380A，电弧电压36～45V，焊接速度11～15cm/min，保护气体CO2，气体流量24～28L/min。

有益效果：

本发明的适用于耐磨钢板的免预热高效焊接方法，通过合理的母材、焊材配合，采用气电立焊免预热高效焊接工艺，保证了焊接接头具有-20℃冲击功KV2≥24J、焊接接头侧弯d＝6a，90°合格的优良综合力学性能，适合于20～32mm厚HBW450硬度级别的耐磨钢板的气体保护焊焊接。

附图说明

图1是坡口加工示意图。

具体实施方式