本發(fā)明涉及鋼板焊接工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種低溫下海洋工程大厚鋼板的大線能量焊接工藝。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有技術(shù)中，導(dǎo)管架一般噸位大，管徑和壁厚也超出一般的鋼結(jié)構(gòu)尺寸，而且管子數(shù)量眾多，導(dǎo)管架幾乎所有的縱環(huán)縫預(yù)制都需要使用埋弧焊，而該焊接方法的熱輸入很大，對(duì)于母材要求很高。在制管縱環(huán)縫預(yù)制過(guò)程中，現(xiàn)階段更多使用的都是單絲埋弧焊，偶爾會(huì)在特殊的材料上使用雙絲焊，但由于國(guó)內(nèi)母材對(duì)于大熱輸入的敏感性，導(dǎo)致雙絲埋弧焊難以真正在導(dǎo)管架預(yù)制時(shí)放心大膽的使用，且在進(jìn)行焊接工藝評(píng)定時(shí)極易出現(xiàn)ctod試驗(yàn)不合格的情況。針對(duì)這種在焊接過(guò)程中易出現(xiàn)大熱輸入導(dǎo)致焊接接頭性能不合格的情況，選用一種適合大線能量的母材且開(kāi)發(fā)出高效的能滿足焊接質(zhì)量的雙絲埋弧焊接工藝顯得極為重要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的技術(shù)問(wèn)題，從而提供一種提高焊接效率，節(jié)省人工成本，縮短建造周期，能極大的提高工作效率的低溫下海洋工程大厚鋼板的大線能量焊接工藝本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：本發(fā)明提供的低溫下海洋工程大厚鋼板的大線能量焊接工藝，其包括以下步驟：s1、選用e36-w100母材進(jìn)行焊接，選用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊打底，焊接選用藥芯焊絲，埋弧焊填充和蓋面；s2、分別進(jìn)行線能量為50kj/cm、100kj/cm和160kj/cm的焊接；其中，焊接的主要參數(shù)設(shè)置為：焊絲直徑4mm，線能量50kj/cm的電流600～640a，電壓為31～33v，焊接速度245～255mm/min；線能量100kj/cm的參數(shù)為直流電流620～660a，電壓30～35v，交流電流610～650a，電壓30～40v，焊接速度236～275mm/min；線能量160kj/cm的參數(shù)為直流電流700～810a，電壓32～34v，交流電流690～790a，電壓35～40v，焊接速度211～250mm/min；并且，在焊接過(guò)程中，預(yù)熱和層間溫度控制在100℃-200℃，使線能量的值總體分布分別達(dá)到所要求的50kj/cm、100kj/cm和160kj/cm的值；s3、在焊接完成48小時(shí)后進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)和力學(xué)性能試驗(yàn)取樣；s4、焊接時(shí)采用兩種焊接坡口形式：采用x型坡口及k型坡口形式對(duì)接焊。進(jìn)一步地，焊接用的焊絲焊劑選用ghm55d/gm55d，所述e36-w100母材的厚度為100mm。進(jìn)一步地，所述焊接k型坡口形式時(shí)，保證直邊處的熱輸入分別達(dá)到所要求的50kj/cm、100kj/cm和160kj/cm值，保持焊接電流、電壓和焊接速度的一致性，保證直邊的完整性，便于熱影響區(qū)ctod試樣的制取。進(jìn)一步地，所述的焊接過(guò)程中應(yīng)計(jì)算線能量，以達(dá)到所要求的線能量50kj/cm、100kj/cm和160kj/cm時(shí)，所做的焊接熱影響區(qū)ctod值大于0.10mm/-10℃；所做的焊接熱影響區(qū)沖擊韌性值大于27j/-40℃。進(jìn)一步地，所述步驟s1中，所述e36-w100母材的焊接方法包括：s11、鋼板下料，根據(jù)加工圖劃線切割加工出試板；s12、試板加工完成并檢驗(yàn)尺寸合格后進(jìn)行試件裝配，加上馬板及引弧板，裝配好后再次檢查試板裝配尺寸是否合格；s13、試板組對(duì)好后,進(jìn)行焊縫第一面焊接；s14、三分之二的一面焊接一半后，直至其冷卻至28-32℃后，卸掉馬板，完全氣刨掉二氧打底層的厚度，再進(jìn)行打磨，并把坡口擴(kuò)成u型或者半u型，在氣刨和打磨k型坡口時(shí)，保住直邊的完整性；s15、進(jìn)行后續(xù)三分之一的一面的焊接，焊接完成后，再進(jìn)行翻面，焊接未焊的部分。進(jìn)一步地，所述步驟s13具體包括：s131、焊接前，焊劑要在300℃-350℃烘干1.9-2.1小時(shí)，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊送氣量足:15-25l/min；s132、試板除銹打磨；s133、預(yù)熱溫度和層間溫度,不低于100℃,不高于200℃，測(cè)溫距離為75mm外；斷焊后，重新預(yù)熱的溫度應(yīng)不低于正式施焊預(yù)熱溫度；s134、二氧打底焊道應(yīng)有足夠的厚度；每焊完一道,打磨到?jīng)]有焊渣；s135、焊接過(guò)程中隨時(shí)記錄好焊接電流、電壓、溫度、時(shí)間、焊道寬度和每層焊道距離表面的高度，并計(jì)算線能量，確保其完全熔合，以達(dá)到所要求的50kj/cm、100kj/cm和160kj/cm熱輸入值；s136、中間出意外停頓的話，需要將接頭打磨干凈；s137、焊完二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊后，檢測(cè)焊層表面與試板表面的距離。本發(fā)明的有益效果在于：1)、選用了適合大線能量焊接的母材，降低母材對(duì)于大熱輸入的敏感性，使雙絲埋弧焊能更放心的使用。2)、通過(guò)采用大線能量高效的焊接工藝，極大地提高了工作效率，節(jié)省人工成本，縮短建造周期，降低場(chǎng)地的占用率，降低成本。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明的低溫下海洋工程大厚鋼板的大線能量焊接工藝的方法流程圖；圖2是本發(fā)明的低溫下海洋工程大厚鋼板的大線能量焊接工藝的焊縫“x”型坡口示意圖；圖3是本發(fā)明的低溫下海洋工程大厚鋼板的大線能量焊接工藝的焊縫“k”型坡口示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。參閱圖1-3所示，本發(fā)明的低溫下海洋工程大厚鋼板的大線能量焊接工藝，其包括以下步驟：s1、選用e36-w100母材進(jìn)行焊接，選用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊打底，焊接選用藥芯焊絲，埋弧焊填充和蓋面；本發(fā)明中，打底焊接可以選用hobartbrothers生產(chǎn)的直徑φ1.4mm的藥芯焊絲打底，藥芯焊絲可以選用formulaxl-550(h4)，填充和蓋面可以選用直徑φ4.0mm的埋弧焊絲ghm-55d，配用焊劑為gm-55d。e36-w100母材的厚度為100mm，該母材材料具有強(qiáng)度高、韌性優(yōu)良、焊接特性好等優(yōu)點(diǎn)。s2、分別進(jìn)行線能量為50kj/cm、100kj/cm和160kj/cm的焊接；其中，焊接的主要參數(shù)設(shè)置為：焊絲直徑4mm，線能量50kj/cm的電流600～640a，電壓為31～33v，焊接速度245～255mm/min；線能量100kj/cm的參數(shù)為直流電流620～660a，電壓30～35v，交流電流610～650a，電壓30～40v，焊接速度236～275mm/min；線能量160kj/cm的參數(shù)為直流電流700～810a，電壓32～34v，交流電流690～790a，電壓35～40v，焊接速度211～250mm/min；并且，在焊接過(guò)程中，預(yù)熱和層間溫度控制在100℃-200℃，使線能量的值總體分布分別達(dá)到所要求的50kj/cm、100kj/cm和160kj/cm的值；s3、在焊接完成48小時(shí)后進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)和力學(xué)性能試驗(yàn)取樣，進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)和ctod試驗(yàn)；其中，無(wú)損檢測(cè)包括磁粉檢測(cè)和超聲檢測(cè)，當(dāng)然，也可以采用其他形式進(jìn)行檢測(cè)。s4、焊接時(shí)采用兩種焊接坡口形式：采用x型坡口及k型坡口形式對(duì)接焊。其中，x型坡口為非ctod試樣，k型坡口為ctod試樣。本發(fā)明中，所述焊接k型坡口形式時(shí)，保證直邊處的熱輸入分別達(dá)到所要求的50kj/cm、100kj/cm和160kj/cm值，保持焊接電流、電壓和焊接速度的一致性，保證直邊的完整性，便于熱影響區(qū)ctod試樣的制取。所述的焊接過(guò)程中應(yīng)計(jì)算線能量，以達(dá)到所要求的線能量50kj/cm、100kj/cm和160kj/cm時(shí)，所做的焊接熱影響區(qū)ctod值大于0.10mm/-10℃；所做的焊接熱影響區(qū)沖擊韌性值大于27j/-40℃。本發(fā)明中，所述步驟s1中，所述e36-w100母材的焊接方法包括：s11、鋼板下料，根據(jù)加工圖劃線切割加工出試板；根據(jù)加工圖劃線切割加工出試板并打鋼印。s12、試板加工完成并檢驗(yàn)尺寸合格后進(jìn)行試件裝配，加上馬板及引弧板，裝配好后再次檢查試板裝配尺寸是否合格；s13、試板組對(duì)好后,進(jìn)行焊縫第一面焊接；s14、三分之二的一面焊接一半后，直至其冷卻至28-32℃后，卸掉馬板，完全氣刨掉二氧打底層的厚度，再進(jìn)行打磨，并把坡口擴(kuò)成u型或者半u型，在氣刨和打磨k型坡口時(shí)，保住直邊的完整性；s15、進(jìn)行后續(xù)三分之一的一面的焊接，焊接完成后，再進(jìn)行翻面，焊接未焊的部分。所述步驟s13具體包括：s131、焊接前，焊劑要在300℃-350℃烘干1.9-2.1小時(shí)，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊送氣量足:15-25l/min；s132、試板除銹打磨；s133、預(yù)熱溫度和層間溫度,不低于100℃,不高于200℃，測(cè)溫距離為75mm外；斷焊后，重新預(yù)熱的溫度應(yīng)不低于正式施焊預(yù)熱溫度；s134、二氧打底焊道應(yīng)有足夠的厚度；每焊完一道,打磨到?jīng)]有焊渣；s135、焊接過(guò)程中隨時(shí)記錄好焊接電流、電壓、溫度、時(shí)間、焊道寬度和每層焊道距離表面的高度，并計(jì)算線能量，確保其完全熔合，以達(dá)到所要求的50kj/cm、100kj/cm和160kj/cm熱輸入值；s136、中間出意外停頓的話，需要將接頭打磨干凈；s137、焊完二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊后，檢測(cè)焊層表面與試板表面的距離。本發(fā)明中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果具體如表1-表17所述：表1:試驗(yàn)清單如下：表1實(shí)施例一：線能量50kj/cm的實(shí)驗(yàn)試樣的具體力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果如下：表2為橫向拉伸試驗(yàn)，表3為圓棒拉伸試驗(yàn)，表4為側(cè)彎試驗(yàn)，表5為夏比v型缺口沖擊試驗(yàn)，表6為化學(xué)成分分析試驗(yàn)，表7為ctod試驗(yàn)(-10℃)。試樣編號(hào)抗拉強(qiáng)度(n/mm)wthhi-003-t1575wthhi-003-t2570wthhi-003-t3580wthhi-003-t4525wthhi-003-t5580wthhi-003-t6525wthhi-005-t1515wthhi-005-t2565wthhi-005-t3560wthhi-005-t4520wthhi-005-t5565wthhi-005-t6580表2試樣編號(hào)屈服強(qiáng)度(n/mm2)拉伸強(qiáng)度(n/mm2)延伸率％wthhi-003-t752059528表3試樣編號(hào)檢驗(yàn)結(jié)果wthhi-003-b1合格wthhi-003-b2合格wthhi-003-b3合格wthhi-003-b4合格wthhi-003-b5合格wthhi-003-b6合格wthhi-003-b7合格wthhi-003-b8合格wthhi-003-b9合格wthhi-003-b10合格wthhi-003-b11合格wthhi-003-b12合格wthhi-003-b13合格wthhi-003-b14合格wthhi-003-b15合格表4表5(試樣尺寸：10mm*10mm*55mm試驗(yàn)溫度：-40℃)試樣編號(hào)csimnpsvtialscrnimonwthhi-0030.0640.441.180.0110.0010.0120.010.0060.0450.390.080.009表6表7實(shí)施例二：線能量100kj/cm的實(shí)驗(yàn)試樣的具體力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果如下：表8為橫向拉伸試驗(yàn)，表9為圓棒拉伸試驗(yàn)，表10為側(cè)彎試驗(yàn)，表11為夏比v型缺口沖擊試驗(yàn)，表12為ctod試驗(yàn)(-10℃)。試樣編號(hào)抗拉強(qiáng)度(n/mm2)wthhi-007-t1520wthhi-007-t2585wthhi-007-t3525wthhi-007-t4575wthhi-007-t5570wthhi-007-t6560wthhi-009-t1515wthhi-009-t2570wthhi-009-t3575wthhi-009-t4515wthhi-009-t5580wthhi-009-t6575表8試樣編號(hào)屈服強(qiáng)度(n/mm2)拉伸強(qiáng)度(n/mm2)延伸率％wthhi-007-t746558029.5表9試樣編號(hào)檢驗(yàn)結(jié)果備注wthhi-007-b1合格wthhi-007-b2合格wthhi-007-b3合格wthhi-007-b4合格wthhi-007-b5合格wthhi-007-b6合格wthhi-007-b7合格wthhi-007-b8合格wthhi-007-b9合格wthhi-007-b10合格wthhi-007-b11合格wthhi-007-b12合格表10表11表12實(shí)施例三：線能量160kj/cm的實(shí)驗(yàn)試樣的具體力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果如下：表13為橫向拉伸試驗(yàn)，表14為圓棒拉伸試驗(yàn)，表15為側(cè)彎試驗(yàn)，表16為夏比v型缺口沖擊試驗(yàn)，表17為ctod試驗(yàn)(-10℃)。試樣編號(hào)抗拉強(qiáng)度(n/mm2)wthhi-011-t1525wthhi-011-t2555wthhi-011-t3570wthhi-011-t4570wthhi-011-t5525wthhi-011-t6570wthhi-013-t1505wthhi-013-t2500wthhi-013-t3570wthhi-013-t4565wthhi-013-t5565wthhi-013-t6555表13試樣編號(hào)屈服強(qiáng)度(n/mm2)拉伸強(qiáng)度(n/mm2)延伸率％wthhi-011-t751060529.5表14表15表16表17本發(fā)明中，從表2-表13中可以看出，通過(guò)本發(fā)明的焊接工藝方法，合理的選擇焊接材料，科學(xué)的控制焊接參數(shù)，降低母材對(duì)于大熱輸入的敏感性，使焊接接頭性能更加穩(wěn)定、韌性更好，從而能滿足低溫下海洋工程大厚鋼板的大線能量焊接質(zhì)量要求，同時(shí)，也使雙絲埋弧焊能更放心的被使用。以上，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)12