一种高强混合钢十字接头埋弧焊焊接方法
阅读说明：本技术 一种高强混合钢十字接头埋弧焊焊接方法 (Submerged-arc welding method for high-strength hybrid steel cross joint ) 是由 狄谨 潘延晖 张茜 秦凤江 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高强混合钢十字接头埋弧焊焊接方法,涉及高强混合钢焊接技术领域,包括以下步骤：立板和横板皆采用高强混合钢,在所述横板待焊接的一端开设坡口；对立板及横板进行焊前预热,且预热温度温度不低于60℃；采用低强匹配型焊丝对焊道进行打底；采用低强匹配型焊丝对打底后的焊道进行填充；采用低强匹配型焊丝对填充后的焊道进行盖面。通过本发明的设置以实现高强混合钢埋弧焊焊接工艺在钢结构建筑上的推广应用。(The invention discloses a submerged-arc welding method for a high-strength mixed steel cross joint, which relates to the technical field of high-strength mixed steel welding and comprises the following steps: the vertical plate and the transverse plate are both made of high-strength mixed steel, and a groove is formed at one end to be welded of the transverse plate; preheating the vertical plate and the transverse plate before welding, wherein the preheating temperature is not lower than 60 ℃; bottoming the welding bead by using a low-strength matching type welding wire; filling the bottomed welding bead by using a low-strength matching type welding wire; and adopting a low-strength matching type welding wire to cover the filled welding bead. The device realizes the popularization and the application of the submerged arc welding process of the high-strength mixed steel on the steel structure building.)
技术领域
本发明涉及高强混合钢焊接技术领域，尤其涉及一种高强混合钢十字接头埋弧焊焊接方法。
背景技术
近年来，随着我国在冶金领域上的进步，低合金高强度钢(屈服强度≥460MPa的钢材)得到了相应的关注度；我国在钢结构工程中，Q235和Q355是主要使用的普通钢材，而采用高强钢则既能满足材料性能上的要求，也能减少钢材的用量，其中对于采用混合设计概念的构件如混合设计工字型梁，翼缘采用高强度(Q690)钢材，腹板采用低强度钢材(Q550)，不仅能充分发挥出钢材的性能，也能降低成本。
但Q690与Q550高强钢在焊接过程中会出现热影响区的脆化和软化的问题，在实际生产中，高强均质钢的焊接一般会采用半自动气体保护焊或自动气体保护焊配合等强焊丝，对于高强混合钢则配合低强焊丝；对于高强混合钢的焊接，国内目前没有埋弧焊的焊接方法研究；基于高强混合钢的利用埋弧焊的焊接方式，可使焊接质量稳定、生产率高、避免了弧光和烟尘的产生。
因此，有必要将高强混合设计的概念与埋弧焊的的优点相结合，发明一种高强混合设计的埋弧焊焊接工艺，能够保证此焊接工艺下的焊接接头具有良好的力学性能，并且对其他接头的同类型焊接具有参考指导意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种高强混合钢十字接头埋弧焊焊接方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高强混合钢十字接头埋弧焊焊接方法，包括以下步骤：
S1：焊接钢材预处理：立板和横板皆采用高强混合钢，在所述横板待焊接的一端开设坡口；
S2：焊前预热：对立板及横板进行焊前预热，且预热温度不低于60℃；
S3：打底焊缝：采用低强匹配型焊丝对焊道进行打底；
S4：填充焊缝：采用低强匹配型焊丝对打底后的焊道进行填充；
S5：盖面焊缝：采用低强匹配型焊丝对填充后的焊道进行盖面。
进一步的，所述横板坡口截面呈梯形结构，梯形结构第一侧壁与立板的夹角为30°～60°，梯形结构第二侧壁与立板的夹角为30°～60°，梯形结构上底面宽度为4～5mm。
进一步的，所述打底焊缝步骤中：焊接电流500～550A，焊接电压30～33V，焊接速度35～40cm/min，热输入22.5～31.1kJ/cm。
进一步的，所述填充焊缝步骤中：焊接电流550～600A，焊接电压33～36V，焊接速度35～40cm/min，热输入27.2～37kJ/cm。
进一步的，所述盖面焊缝步骤中：焊接电流550～600A，焊接电压33～36V，焊接速度35～40cm/min，热输入27.2～37kJ/cm。
进一步的，在焊接步骤前，对焊道进行清理，采用砂轮打磨，清除待焊处表面杂质；在正面焊缝焊接完成后，对反面焊层采用碳弧气刨进行清根处理。
进一步的，所述立板材料为Q690钢板，所述横板材料为Q550钢板；或所述立板材料为Q550钢板，所述横板材料为Q690钢板。
进一步的，在焊接过程中，焊道温度保持在120℃～200℃。
进一步的，焊接过程中，采用的焊接设备为自动埋弧焊焊车；焊丝为低强匹配SUN2M31型焊丝；焊剂为TH～SJ101型焊剂。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
通过埋弧焊焊接方法对高强混合钢进行焊接，充分发挥钢材的性能的优点，可使焊接质量稳定，提高焊接效率；二是结合埋弧焊焊接效率高污染少等优点，避免了弧光和烟尘的产生。通过本发明的设置以实现高强混合钢Q690+Q550埋弧焊焊接工艺在钢结构建筑上的推广应用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明实施例2中焊接结构示意图。
图中：1、横板；2、立板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
一种高强混合钢十字接头埋弧焊焊接方法，包括以下步骤：
S1：焊接钢材预处理：立板和横板皆采用高强混合钢，在所述横板待焊接的一端开设坡口，所述横板坡口截面呈梯形结构，梯形结构第一侧壁与立板的夹角为30°～60°，梯形结构第二侧壁与立板的夹角为30°～60°，梯形结构上底面宽度为4～5mm；
S2：焊前预热：对立板及横板进行焊前预热，且预热温度温度不低于60℃；
S3：打底焊缝：采用低强匹配型焊丝对焊道进行打底，焊接电流500～550A，焊接电压30～33V，焊接速度35～40cm/min，热输入22.5～31.1kJ/cm。
S4：填充焊缝：采用低强匹配型焊丝对打底后的焊道进行填充，焊接电流550～600A，焊接电压33～36V，焊接速度35～40cm/min，热输入27.2～37kJ/cm；
S5：盖面焊缝：采用低强匹配型焊丝(焊丝具体型号为THM-10Mn2NiMoA实心焊丝)对填充后的焊道进行盖面，焊接电流550～600A，焊接电压33～36V，焊接速度35～40cm/min，热输入27.2～37kJ/cm。。
在焊接步骤前，对焊道进行清理，采用砂轮打磨，清除待焊处表面杂质；在正面焊缝焊接完成后，对反面焊层采用碳弧气刨进行清根处理
在焊接过程中(打底焊缝、填充焊缝和盖面焊缝)，焊道温度保持在120℃～200℃。
实施例2：
本发明针对高强混合设计Q690+Q550十字接头制定了埋弧焊的焊接工艺，该焊接工艺包括焊接过程中其材料和参数的控制，具体如下：
(1)焊接材料：选用低强匹配SUN2M31型焊丝，焊丝直径3.2mm；SU34型焊剂；
(2)材料说明：立板2采用Q690钢板；横板1采用厚Q550钢板；
(3)坡口形式：根据所用材料和平焊的焊接位置，两侧均采用X型坡口；正面(θ1)45°～60°，反面(θ2)45°～60°，钝边(H)4～5mm，如图1所示；
(4)焊前预热：焊前预热温度不低于60℃；
(5)道间温度：采用多层多道焊，道间温度控制在120℃～200℃；
(6)打底焊缝：焊接电流500～550A，焊接电压30～33V，焊接速度35～40cm/min，热输入22.5～31.1kJ/cm；
(7)填充焊缝：焊接电流550～600A，焊接电压33～36V，焊接速度35～40cm/min，热输入27.2～37kJ/cm；
(8)盖面焊缝：焊接电流550～600A，焊接电压33～36V，焊接速度35～40cm/min，热输入27.2～37kJ/cm；
清理方式：焊前清理采用砂轮打磨，清除待焊处表面的氧化皮、锈、油污水；背面清根采用碳弧气刨。
实施例3：
Q690+Q550高强混合钢十字接头埋弧焊焊接工艺，焊接坡口采用图1的形式，焊材选用天津大桥焊材。
母材说明：立板采用20mm板厚Q690钢板；横板采用20mm板厚Q550钢板；
焊接设备：MZC～1250M自动埋弧焊焊车；
焊剂烘焙：350℃保温2h；
预热温度：60℃，道间温度：120℃～200℃；
坡口形式正面(θ1)45°，反面(θ2)60°，钝边(H)4～5mm，
表1
采用表1中的焊接工艺工艺，其十字接头平均抗拉强度达到833.5MPa；
热影响区～20℃下的冲击功平均值为266J，焊缝区～20℃下冲击功平均值为166J；
十字接头硬度最高出现在立板的热影响区处，达到334.8HV10，以上性能均满足规范要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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