合金鋼板焊接工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說,本發(fā)明涉及一種合金鋼板焊接工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]合金鋼具有高強(qiáng)度、高韌性以及良好的綜合性能,在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的運(yùn)用。但是,任何金屬結(jié)構(gòu)材料的廣泛運(yùn)用不僅取決于其自身的性能特點(diǎn),而且也依賴于焊接的技術(shù)技術(shù)水平。但是目前采用的氣體保護(hù)電弧焊對合金鋼進(jìn)行焊接的方法存在焊縫結(jié)構(gòu)不佳、焊接接頭塑性和韌性不足、焊接殘余應(yīng)力大等缺陷。因此,亟需設(shè)計(jì)一種新型的焊接方法來消除這些缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是通過合金鋼板的焊接工藝,改善焊縫結(jié)構(gòu),減小焊接殘余應(yīng)力,提高焊縫質(zhì)量,增強(qiáng)焊接接頭的塑性和韌性。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn),提供了一種合金鋼板焊接工藝,包括以下步驟:
[0005]步驟一、將兩塊待焊接的合金鋼板的接口進(jìn)行坡口加工,并使兩塊合金鋼板對接形成上部V型坡口和下部V型坡口,然后用紗布將上部V型坡口和下部V型坡口均打磨出金屬光澤,隨后用氫氧化鈉溶液將坡口沖洗2-3次并晾干;其中,上部V型坡口和下部V型坡口的其中一個(gè)面均沿豎直方向,并與另一個(gè)面呈45°角;
[0006]步驟二、對所述上部V型坡口進(jìn)行第一層焊接,焊至所述上部V型坡口高度的1/2,然后將兩塊合金鋼板翻面清根,對所述下部V型坡口進(jìn)行第一層焊接,焊至所述下部V型坡口高度的1/4 ;
[0007]步驟三、將兩塊合金鋼板翻面,用火焰將所述上部V型坡口的第一層焊加熱5-8min,在加熱的同時(shí)用20kHz的超聲波對所述上部V型坡口的第一層焊進(jìn)行輻照,然后立即對所述上部V型坡口進(jìn)行第二層焊接,焊至所述對上部V型坡口高度的3/4 ;再次將兩塊合金鋼板翻面,用火焰將所述下部V型坡口的第一層焊加熱10-15min,在加熱的同時(shí)用25kHz的超聲波對下部V型坡口的第一層焊進(jìn)行輻照,然后立即對所述下部V型坡口進(jìn)行第二層焊接,焊至所述對下部V型坡口高度的3/4 ;
[0008]步驟四、將兩塊合金鋼板翻面,用火焰將所述上部V型坡口的第二層焊加熱15-20min,在加熱的同時(shí)用30kHz的超聲波對所述上部V型坡口的第二層焊進(jìn)行輻照,然后立即對所述上部V型坡口進(jìn)行第三層焊接,至將所述上部V型坡口焊滿;再次將兩塊合金鋼板翻面,用火焰將所述下部V型坡口的第二層焊加熱15-20min,在加熱的同時(shí)用30kHz的超聲波對所述下部V型坡口的第二層焊進(jìn)行輻照,然后立即對所述下部V型坡口進(jìn)行第三層焊接,至將所述下部V型坡口焊滿。
[0009]優(yōu)選的是,所述的合金鋼板焊接工藝,所述合金鋼板為Q460鋼板,所述合金鋼板的厚度為30mm。
[0010]優(yōu)選的是,所述的合金鋼板焊接工藝,在所述步驟二中,對所述上部V型坡口和所述下部V型坡口進(jìn)行第一層焊接的焊接參數(shù):焊接電流為135-145A,焊接電壓為20V,焊接速度 100-120mm/min,CO2氣體流量為 15_18L/min。
[0011]優(yōu)選的是,所述的合金鋼板焊接工藝,在所述步驟三中,對所述上部V型坡口和所述下部V型坡口進(jìn)行第二層焊接的焊接參數(shù):焊接電流為150-160A,焊接電壓為22V,焊接速度 120-140mm/min,CO2氣體流量為 18_20L/min。
[0012]優(yōu)選的是,所述的合金鋼板焊接工藝,在所述步驟四中,對所述上部V型坡口和所述下部V型坡口進(jìn)行第三層焊接的焊接參數(shù):焊接電流為170-180A,焊接電壓為24V,焊接速度 180-200mm/min,CO2氣體流量為 20_25L/min。
[0013]優(yōu)選的是,所述的合金鋼板焊接工藝,在所述步驟二中,對所述上部V型坡口進(jìn)行第一層焊接之前,還包括:
[0014]用火焰對所述上部V型坡口及其兩側(cè)區(qū)域進(jìn)行加熱,至距離所述上部V型坡口的豎直面100_的區(qū)域溫度為100°c時(shí),停止加熱,然后用火焰對所述下部V型坡口及其兩側(cè)區(qū)域進(jìn)行加熱,至距離所述下部V型坡口的豎直面10mm的區(qū)域溫度為100°C時(shí),停止加熱。
[0015]優(yōu)選的是,所述的合金鋼板焊接工藝,在所述步驟二中,對所述上部V型坡口進(jìn)行第一層焊接之前,還包括:
[0016]取純度為為99.5%的鈦粉,涂覆在所述上部V型坡口的傾斜面和所述下部V型坡口的傾斜面上若干個(gè)區(qū)域上,用功率為3000W的激光照射這些區(qū)域至所有鈦粉均粘附在所述上部V型坡口的傾斜面和所述下部V型坡口的傾斜面上,停止照射,照射過程中使用氬氣作保護(hù)氣體。
[0017]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0018](I)本發(fā)明對上部V型坡口的傾斜面和下部V型坡口均進(jìn)行三層焊接,后層焊對上一層焊進(jìn)行了一次相當(dāng)于正火的熱處理,改善了上一層焊的焊縫組織和結(jié)構(gòu),使其晶粒細(xì)化,提高了焊接接頭的塑性和韌性。而且,還對焊層進(jìn)行加熱和超聲處理,使其與上一層焊充分融合在一起,消除氣孔,并進(jìn)一步使焊的晶粒細(xì)化,更重要的是,可以有效地消除焊接殘余應(yīng)力。
[0019](2)本發(fā)明在焊接前,用激光將一定量的鈦粉黏附在上部V型坡口的傾斜面和下部V型坡口的傾斜面上,鈦粉在焊接后能夠有效提高焊縫與兩塊合金鋼板的連接部位的機(jī)械強(qiáng)度。
[0020]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn),部分還將通過對本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的上部V型坡口和下部V型坡口的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明,以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解,本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0024]—種合金鋼板焊接工藝,包括以下步驟:
[0025]步驟一、將兩塊待焊接的合金鋼板的接口進(jìn)行坡口加工,并使兩塊合金鋼板對接形成上部V型坡口 I和下部V型坡口 2,如圖1所示,然后用紗布將上部V型坡口 I和下部V型坡口 2均打磨出金屬光澤,隨后用氫氧化鈉溶液將坡口沖洗2-3次并晾干;其中,上部V型坡口 I和下部V型坡口 2的其中一個(gè)面均沿豎直方向,并與另一個(gè)面呈45°角;這里的合金鋼可以是5CrMnMo、40Cr和Q460等,本發(fā)明的焊接工藝優(yōu)選用于Q460合金鋼板,特別適用于厚度為30mm的鋼板;本發(fā)明采用一種上下不對稱的V型坡口,即上部V型坡口 I的一個(gè)面豎直,另一個(gè)面傾斜,下部V型坡口 2的一個(gè)面也豎直,另一個(gè)面也傾斜,且兩個(gè)面的夾角均為45°。這樣,由于上部V型坡口 I和下部V型坡口 2錯(cuò)開設(shè)置,焊接時(shí),不會(huì)造成對兩塊鋼板上一個(gè)區(qū)域反復(fù)加熱,減少了焊接用熱對合金鋼板的傷害,在本發(fā)明中,優(yōu)選的方案是:上部V型坡口 I和下部V型坡口 2的豎直面處于同一平面上。在焊接之前的準(zhǔn)備工作是將上下兩個(gè)坡口均打磨,以清除雜物、灰塵和氧化物,然后用氫氧化鈉溶液清除油脂等有機(jī)物,避免這些雜質(zhì)對焊接質(zhì)量造成損害。
[0026]步驟二、對所述上部V型坡口 I進(jìn)行第一層焊接,焊至所述上部V型坡口 I高度的1/2,然后將兩塊合金鋼板翻面清根,對所述下部V型坡口 2進(jìn)行第一層焊接,焊至所述下部V型坡口 2高度的1/4 ;這里,焊接采用設(shè)備采用CO2氣體保護(hù)焊設(shè)備。對所述上部V型坡口 I和所述下部V型坡口 2進(jìn)行第一層焊接的焊接參數(shù):焊接電流為135-145A,焊接電壓為20V,焊接速度100-120mm/min,保護(hù)氣體CO2氣體流量為15_18L/min。對上部V型坡口I的第一層焊焊至高度的1/2,對下部V型坡口 2的第一層焊焊至其高度的1/4,這是由于對上部V型坡口 I進(jìn)行第一層焊之后,兩塊鋼板上具有較多的殘余熱量,為了避免繼續(xù)使鋼板受熱,所以將兩塊鋼板翻面,并且只焊至高度的1/4,以盡可能減小焊接熱對鋼板的傷害。
[0027]步驟三、將兩塊合金鋼板翻面,用火焰將所述上部V型坡口 I的第一層焊加熱
5-8min,在加熱的同時(shí)用20kHz的超聲波對所述上部V型坡口 I的第一層焊進(jìn)行輻照,然后立即對所述上部V型坡口 I進(jìn)行第二層焊接,焊至所述對上部V型坡口 I高度的3/4;再次將兩塊合金鋼板翻面,用火焰將所述下部V型坡口 I的第一層焊加熱10-15min,在加熱的同時(shí)用25kHz的超聲波對下部V型坡口 2的第一層焊進(jìn)行輻照,然后立即對所述下部V型坡口2進(jìn)行第二層焊接,焊至所述對下部V型坡口 2高度的3/4 ;這里,對所述