技术领域
[0001] 本
发明属于
钢铁材料的双丝气电立焊的焊接技术领域。具体涉及一种适用于超大焊接线能量的双丝气电立焊的焊接方法。
背景技术
[0002] 近年来，世界制造业正向高效智能化的方向迅猛发展，大型化、重
载荷已成为主要的制造结构件特征。许多大型构件以厚板及超厚板构成，厚板及超厚板的应用对其焊接技术的高效化提出了更高的要求。目前，在多丝
埋弧焊、
电渣焊、气电立焊等高效的焊接技术中，气电立焊的焊接效率高于其它焊接技术，成为高效焊接的首选技术，也为本领域技术人员所关注。
[0003] 《适于20～45mm厚板的气电立焊工艺》(103934541A)的发明
专利，公开了一种线能量为100kJ/cm、适用于板厚为20～50mm的气电立焊技术。《一种适合于50～80mm厚钢板的气电立焊方法》(104475920A)专利技术，公开了一种线能量为120～150kJ/cm、适用于板厚为50～80mm的气电立焊方法术。此两种专利技术仅适用于单丝气电立焊，最大线能量限于
150kJ/cm，最大板厚限于80mm。当采用焊接线能量高于150kJ/cm及以上、厚度为80mm及以上超厚板时，现有高效焊接工艺所形成的
焊缝金属中，粗大的柱状晶所占比例较大，焊缝金属冲击韧性低下是其最大难题。即：
现有技术对于进一步提高焊接效率的要求，具有较大的局限性。
发明内容
[0004] 本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种效率高、工艺简单和可操作性强的适用于超大焊接线能量的双丝气电立焊的焊接方法，用该方法所形成的焊接接头的综合
力学性能好，尤其是焊缝金属的冲击韧性优良。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：将待焊接的高强度超厚钢板加工为V型坡口，坡口
角度为30～50°，根部间隙为6～8mm，加装
铜质三角形
水冷试
块进行强制冷却；采用双丝气电立焊的焊接方法，所述双丝的摆动距离分别是：前丝与焊缝表面的距离a为
4.5～7.8mm，后丝与焊缝根部的距离b为6.3～11.6mm；前丝与后丝间的距离d为20～45mm。
[0006] 所述待焊接的高强度超厚钢板：厚度为80～100mm；
屈服强度为355MPa；
抗拉强度为530～580MPa；－20℃冲击韧性值为≥34J。
[0007] 所述焊接的技术参数是：焊接
电流为370～380A；
电弧电压为40～41V；焊接速度为0.58～0.98mm/s；保护气体为100％CO2；气体流量为50～52L/min；焊接线能量为300～
520kJ/cm。
[0008] 由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：
[0009] 本发明采用双
焊丝摆动方式，严格控制前丝与焊缝表面的距离、后丝和焊缝根部的距离，通过焊板表面及焊缝根部的铜滑块的强制冷却，使焊缝金属中的柱状晶所占比例有效减小，从而降低粗大柱状晶导致的对冲击韧性的不良影响，提高焊缝金属的冲击韧性，焊接接头的综合力学性能好。
[0010] 本发明适用于屈服强度为355MPa、抗拉强度为530～580MPa、厚度为80～100mm和－20℃冲击韧性值为≥34J的高强超厚钢板的焊接，可一道完成焊接，焊接效率极高，是普通焊接方法的50～100倍。
[0011] 对本发明所形成的焊接接头进行力学性能测试，焊接接头的抗拉强度为540～680MPa，所形成的焊接接头具有与
母材相当的抗拉强度；焊缝金属在－20℃℃的冲击韧性平均值为60～82J，具有良好的低温冲击韧性，满足该类强度结构件的使用性能要求。
[0012] 因此，本发明具有焊接效率高、工艺简单和可操作性强的特点；用该方法所形成的焊接接头的综合力学性能好，尤其是焊缝金属的冲击韧性优良。
附图说明
[0013] 图1为本发明的坡口型式、双焊线间距和焊丝摆动距离的示意图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对本其保护范围的限制。
[0015] 本具体实施方式采用的焊丝为DW-S1LG，直径为1.6mm。
实施例中不再赘述。
[0016] 实施例1
[0017] 一种适用于超大焊接线能量的双丝气电立焊的焊接方法。将待焊接的高强度超厚钢板加工为如图1所示的V型坡口，坡口角度为30°，根部间隙为6mm，加装铜质三角形水冷试块进行强制冷却；采用双丝气电立焊的焊接方法，所述双丝的摆动距离分别是：前丝与焊缝表面的距离a为4.5mm，后丝与焊缝根部的距离b为6.3mm；前丝与后丝间的距离d为20mm。
[0018] 所述待焊接的高强度超厚钢板为D36：厚度为80mm；屈服强度为355MPa；抗拉强度为530MPa；－20℃冲击韧性值为≥34J。
[0019] 所述焊接的技术参数是：焊接电流为370A，电弧电压为40V，焊接速度为0.98mm/s，保护气体为100％CO2，气体流量为50L/min，焊接线能量为300kJ/cm。
[0020] 对本实施例所形成的焊接接头进行力学性能测试，结果如下：焊接接头抗拉强度为530MPa，焊缝金属－20℃℃冲击韧性平均值为82J。测试结果表明：其焊接接头及焊缝金属性能完全满足D36、厚度为80mm的大型构件的使用性能要求。
[0021] 实施例2
[0022] 一种适用于超大焊接线能量的双丝气电立焊的焊接方法。将待焊接的高强度超厚钢板加工为如图1所示的V型坡口，坡口角度为40°，根部间隙为7mm，加装铜质三角形水冷试块进行强制冷却；采用双丝气电立焊的焊接方法，所述双丝的摆动距离分别是：前丝与焊缝表面的距离a为6.0mm，后丝与焊缝根部的距离b为9.2mm；前丝与后丝间的距离d为32mm。
[0023] 所述待焊接的高强度超厚钢板为D36：厚度为90mm；屈服强度为355MPa；抗拉强度为550MPa；－20℃冲击韧性值为≥34J。
[0024] 所述焊接的技术参数是：焊接电流为370A，电弧电压为41V，焊接速度为0.72mm/s，保护气体为100％CO2，气体流量为51L/min，焊接线能量为430kJ/cm。
[0025] 对本实施例所形成的焊接接头进行力学性能测试，结果如下：焊接接头抗拉强度为550MPa，焊缝金属－20℃℃冲击韧性平均值为71J。测试结果表明：其焊接接头及焊缝金属性能完全满足D36、厚度为90mm的大型构件的使用性能要求。
[0026] 实施例3
[0027] 一种适用于超大焊接线能量的双丝气电立焊的焊接方法。将待焊接的高强度超厚钢板加工为如图1所示的V型坡口，坡口角度为50°，根部间隙为8mm，加装铜质三角形水冷试块进行强制冷却；采用双丝气电立焊的焊接方法，所述双丝的摆动距离分别是：前丝与焊缝表面的距离a为7.8mm，后丝与焊缝根部的距离b为11.6mm；前丝与后丝间的距离d为45mm。
[0028] 所述待焊接的高强度超厚钢板为D36：厚度为100mm；屈服强度为355MPa；抗拉强度为580MPa；－20℃冲击韧性值为≥34J。
[0029] 所述焊接的技术参数是：焊接电流为380A，电弧电压为41V，焊接速度为0.58mm/s，保护气体为100％CO2，气体流量为52L/min，焊接线能量为520kJ/cm。
[0030] 对本实施例所形成的焊接接头进行力学性能测试，结果如下：焊接接头抗拉强度为580MPa，焊缝金属－20℃℃冲击韧性平均值为60J。测试结果表明，其焊接接头及焊缝金属性能完全满足D36、厚度为100mm的大型构件的使用性能要求。
[0031] 本具体实施方式与现有技术相比，具有如下积极效果：
[0032] 本具体实施方式采用双焊丝摆动方式，严格控制前丝与焊缝表面的距离、后丝和焊缝根部的距离，通过焊板表面及焊缝根部的铜滑块的强制冷却，使焊缝金属中的柱状晶所占比例有效减小，从而降低粗大柱状晶导致的对冲击韧性的不良影响，提高焊缝金属的冲击韧性，焊接接头的综合力学性能好。
[0033] 本具体实施方式适用于屈服强度为355MPa、抗拉强度为530～580MPa、厚度为80～100mm和－20℃冲击韧性值为≥34J的高强超厚钢板的焊接，可一道完成焊接，焊接效率极高，是普通焊接方法的50～100倍。
[0034] 对本具体实施方式所形成的焊接接头进行力学性能测试，焊接接头的抗拉强度为540～680MPa，所形成的焊接接头具有与母材相当的抗拉强度；焊缝金属在－20℃℃的冲击韧性平均值为60～82J，具有良好的低温冲击韧性，满足该类强度结构件的使用性能要求。
[0035] 因此，本具体实施方式具有焊接效率高、工艺简单和可操作性强的特点；用该方法所形成的焊接接头的综合力学性能好，尤其是焊缝金属的冲击韧性优良。
