专利名称：焊后板形优良的80mm特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种特厚钢板的焊接工艺技术，具体的说是一种焊后板形优良的80_ 特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法。
背景技术：
特厚板采用埋弧自动焊焊接，既可以提高劳动效率、降低劳动强度、改善劳动环境、节约资源，又可降低劳动成本。但是特厚板埋弧自动焊接容易产生气孔、裂纹、夹渣、未熔合、未焊透等缺陷。最重要的缺点是焊接变形不易控制，引起焊接变形的主要原因是由于焊接产生的不均匀温度场引起的焊接残余应力。影响焊接应力与变形的因素主要有两个方面，一是焊缝及其附近不均匀加热的范围和程度，也就是产生热变形的范围和程度；二是焊件本身的刚度以及受到周围拘束的程度，实际上也就是就是阻止焊缝及其附近加热所产生热变形的程度。两个方面作用的结果决定了焊缝附近压缩塑性变形区的大小和分布，也决定了残余应力与残余变形的大小。
由于特厚钢板结构刚性大，焊接后冷却速度快，焊缝受到较大的拘束，因此焊缝受到的残余应力也大，从而容易产生大变形，造成焊接后板形不良。
中国专利申请号为201110435335. 2，公开号为102554416A的专利描述了一种不对称K型坡口厚板的埋弧焊接方法，但是所述板厚只为60_，且不对称K型坡口容易产生焊接变形。中国专利申请号为201010579763. 8，公开号为为102000901A的专利描述了 IOOmm 厚E36钢板的埋弧焊接方法，但是采用的是X型坡口，坡口机加工较K型坡口复杂，且该专利直接用埋弧焊打底，但是坡口钝边太小直接进行较大热输入量的埋弧焊打底焊接时极易焊穿，对于无钝边的K型坡口更不能适用，且用该专利描述的方法进行埋弧焊至少要翻板4 次，劳动强度较高。发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，根据特厚钢板对接埋弧自动焊的特点，针对80_的特厚钢板埋弧自动焊，提供一种能很好地控制焊接板形的特厚钢板埋弧焊接方法。
本发明解决以上技术问题的技术方案是一种焊后板形优良的80_特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，包括以下步骤㈠坡口型式采用机械加工K型对称坡口，根部不留钝边，坡口装配间隙2 3mm ;(二)打底焊接时，采用实心气体保护焊丝进行K型坡口试板正面根部焊道的打底焊接， 使根部焊道熔透后，部分焊缝金属透过坡口反面，完成打底焊接，焊接时采用氩气和二氧化碳的混合气体保护；㈢打底焊接完成后，进行正面埋弧焊，当焊接至坡口 2/3深度时，翻面清根，然后进行反面埋弧焊，直至反面焊缝全部填满，反面全部焊接完成后，再完成正面剩余1/3深度的焊接。
本发明进一步限定的技术方案是前述的焊后板形优良的80_特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，步骤(-)中，K型坡口的正面坡口和反面坡口角度均为45° 50°。
前述的焊后板形优良的80_特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，步骤㈡中，所述混合气体由体积比80%氩气和20% 二氧化碳组成。
前述的焊后板形优良的80_特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，步骤曰中，所述清根方法为碳弧气刨或砂轮机打磨。
前述的焊后板形优良的80_特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，埋弧焊接工艺参数为焊接电流450 750A，焊接电压28 32V，焊接速度28 50cm/min，层间温度<200°C。
本发明的有益效果是先正面焊至坡口深度的2/3，焊完后会产生向正面弯曲的变形，再翻面焊接至反面焊缝全部填满，有两个作用一是反面焊接时会产生向反面弯曲的变形，从而矫正向正面弯曲的变形；另外反面多层多道焊接相当于多次局部正火热处理，降低了残余应力峰值。正面焊至坡口深度的2/3，而反面一次全部填满，原因是先焊焊道引起的收缩量最大，以后各道逐渐减小，只有反面焊道更多才能抵消正面焊接时产生的变形。
采用上述对称K型坡口焊接工艺措施，使80mm特厚钢板的焊接质量得到了控制， 焊缝超声探伤达到I级，焊接变形得到理想的控制，焊接接头的力学性能满足标准要求。
本发明焊接操作简便，减少了翻面次数，降低了劳动强度，提高了工作效率，且得到的焊板残余变形小，焊接质量高，适用于大型海洋结构及船舶推广应用。
图I是本发明焊接工艺K型坡口型式。
图2是用本发明的线能量为15kJ/cm的埋弧焊接方法焊完后试板的形貌。
图3是用本发明的线能量为50kJ/cm的埋弧焊接方法焊完后试板的形貌。
具体实施方式
实施例I本实施例是一种焊后板形优良的80mm特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，包括以下步骤㈠坡口型式采用机械加工K型对称坡口，正面坡口和反面坡口斜边均为45°，根部不留钝边，坡口装配间隙2mm;(二)打底焊接焊接时，采用脉冲电流下的实心焊丝进行K型坡口试板正面根部焊道的打底焊接，使根部焊道熔透后，部分焊缝金属透过坡口反面，完成打底焊接；焊接时采用氩气和二氧化碳的混合气体保护，混合气体为IS气和二氧化碳的混合气体为体积比80% IS气 +20% 二氧化碳的混合气体；㈢打底焊接后，用埋弧自动焊进行正面多层多道焊接，焊至坡口深度2/3时，翻面；用碳弧气刨或砂轮机对坡口反面根部进行打磨修整，从而达到清根的目的；(四)清根完成后，用埋弧自动焊进行反面多层多道焊接，直至反面焊缝全部填满；再用埋弧自动焊完成正面剩余1/3深度的焊接。
埋弧焊接工艺参数为焊接电流450A，焊接电压28V，焊接速度50cm/min，层间温度〈200。。。
实施例2本实施例是一种焊后板形优良的80mm特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，包括以下步骤㈠坡口型式采用机械加工K型对称坡口，正面坡口和反面坡口斜边均为50°，根部不留钝边，坡口装配间隙3mm;(二)打底焊接焊接时，采用脉冲电流下的实心焊丝进行K型坡口试板正面根部焊道的打底焊接，使根部焊道熔透后，部分焊缝金属透过坡口反面，完成打底焊接；焊接时采用氩气和二氧化碳的混合气体保护，混合气体为IS气和二氧化碳的混合气体为体积比80% IS气 +20% 二氧化碳的混合气体；㈢打底焊接后，用埋弧自动焊进行正面多层多道焊接，焊至坡口深度2/3时，翻面；用碳弧气刨或砂轮机对坡口反面根部进行打磨修整，从而达到清根的目的；(四)清根完成后，用埋弧自动焊进行反面多层多道焊接，直至反面焊缝全部填满；再用埋弧自动焊完成正面剩余1/3深度的焊接。
埋弧焊接工艺参数为焊接电流750A，焊接电压32V，焊接速度28cm/min，层间温度〈200。。。
本实施例I和实施例2选用尺寸为900_ (长)X250_ (宽)X80_ (厚)的E36 海洋工程用钢板进行拼接埋弧焊，分别用15kJ/cm和50kJ/cm的线能量拼接焊接两付试板。 焊接前，试板用机械加工的方法加工对称K型坡口，然后按图I中的方法装配，先用氩气和二氧化碳混合气体保护焊进行打底焊接，然后进行正面坡口埋弧焊接，焊至坡口深度2/3 后碳弧气刨或砂轮机清根，打磨干净后再进行反面坡口焊接，反面全部焊接完成后再焊正面剩余部分。埋弧焊焊接参数如表I所示。
表I埋弧焊接工艺参数焊丝直径焊接电流焊接电压焊接速度溫度mnA￥cummintCΦ4450 75028 3228 50<200用上述方法15kJ/cm和50kJ/cm两种线能量焊接完成后的试板，图2是线能量为15kJ/ cm的埋弧焊接方法焊完后试板的形貌，图3是线能量为50kJ/cm的埋弧焊接方法焊完后试板的形貌，由图可以看出，外形平直，焊接残余变形量小，经超声波探伤后，未发现明显缺陷，达到I级水平。对焊接接头进行力学性能检验，都达到DNV、ABS、CCS等九国船级社要求，具有良好的综合力学性能。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种焊后板形优良的80mm特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，其特征在于包括以下步骤 ㈠坡口型式采用机械加工K型对称坡口，根部不留钝边，坡口装配间隙2 3mm ; (二)打底焊接时，采用实心气体保护焊丝进行K型坡口试板正面根部焊道的打底焊接，使根部焊道熔透后，部分焊缝金属透过坡口反面，完成打底焊接，焊接时采用氩气和二氧化碳的混合气体保护； ㈢打底焊接完成后，进行正面埋弧焊，当焊接至坡口 2/3深度时，翻面清根，然后进行反面埋弧焊，直至反面焊缝全部填满，反面全部焊接完成后，再完成正面剩余1/3深度的焊接。
2.如权利要求I所述的焊后板形优良的80_特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，其特征在于所述步骤㈠中，K型坡口的正面坡口和反面坡口角度均为45° 50°。
3.如权利要求I所述的焊后板形优良的80_特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，其特征在于所述步骤㈡中，所述混合气体由体积比80%氩气和20% 二氧化碳组成。
4.如权利要求I所述的焊后板形优良的80_特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，其特征在于所述步骤曰中，所述清根方法为碳弧气刨或砂轮机打磨。
5.如权利要求I所述的焊后板形优良的80_特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，其特征在于埋弧焊接工艺参数为焊接电流450 750A，焊接电压28 32V，焊接速度28 50cm/min,层间温度 <200°C。
全文摘要
本发明是一种焊后板形优良的80mm特厚钢板K型坡口埋弧焊接方法，坡口型式采用机械加工K型对称坡口，根部不留钝边，坡口装配间隙2～3mm；打底焊接时，采用实心气体保护焊丝进行K型坡口试板正面根部焊道的打底焊接，使根部焊道熔透后，部分焊缝金属透过坡口反面，完成打底焊接，焊接时采用氩气和二氧化碳的混合气体保护；打底焊接完成后，进行正面埋弧焊，当焊接至坡口2/3深度时，翻面清根，然后进行反面埋弧焊，直至反面焊缝全部填满，反面全部焊接完成后，再完成正面剩余1/3深度的焊接。本发明焊接操作简便，减少了翻面次数，降低了劳动强度，提高了工作效率，且得到的焊板残余变形小，焊接质量高。
文档编号B23K9/16GK102922103SQ201210392299
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者邓伟, 崔强, 李丽, 车马俊, 吴年春, 尹雨群, 刘朝霞, 李恒坤 申请人:南京钢铁股份有限公司