本發明專利技術涉及一種特高壓輸電鋼管塔Q460高強鋼鋼管的焊接方法，采用屈服強度460MPa級低合金高強鋼板，兩邊打磨成單面坡口，彎曲成具有縱縫的初成型鋼管，對焊縫進行打底層焊接，CO2氣體保護焊進行焊接，采用JM68焊絲；填充和蓋面采用埋弧自動焊連續施焊，選擇CHW-S9埋弧焊焊絲，SJ101焊劑。本發明專利技術針對Q460高強鋼鋼管焊接中的問題通過CO2氣體保護焊與JM68焊絲、合理的焊接參數選擇相結合，以及CO2氣體保護焊與CHW-S9焊絲、SJ101焊劑自動埋弧焊焊接相結合提高焊縫韌性和質量，同時提高了生產效率，有利于大規模生產。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種高強鋼鋼管的焊接方法。
技術介紹
特高壓輸電技術具有超遠距離送電，超大容量和低損耗的特點，是近年來得以快速發展的輸電技術，建設特高壓電網也被認為是滿足未來持續增長的電力 需求的根本保障。然而，隨著特高壓輸電線路輸送能力和電壓等級的提高，輸電鐵塔的荷載和塔重不斷增加，對輸電鐵塔的承載能力提出了更高要求，因此基于傳統低合金高強鋼(屈服強度(345MPa)鋼材制造的角鋼塔已經難以滿足需要，亟需開發新型高強鋼鐵塔。高強鋼鋼管塔由于具有承受風壓小，截面抗彎剛度大，結構簡潔等特點，同角鋼塔相比具有明顯的技術和經濟優勢，尤其適用于承受大荷載的輸電鐵塔結構，在特高壓輸電鐵塔領域具有良好的應用前景。此外，隨著鋼鐵制造技術的發展，各種新型合金化和軋制工藝的采用促進了 Q460等級高強鋼在特高壓輸電鐵塔制造領域的應用。相比較傳統強度等級鋼材，特高壓輸電鐵塔采用Q460高強鋼不僅可以增加鐵塔的負載能力，而且可以有效減輕塔材重量8-12%，節省整體造價5%-8%。Q460高強鋼鋼管是特高壓輸電鋼管塔的直接構成部件，它可分為無縫鋼管和縱縫焊管。相比較無縫鋼管，采用縱縫焊管的方法制造鋼管具有更加明顯的經濟優勢。因此對于特高壓輸電鋼管塔大量使用的Q460鋼管，經卷制后采用縱縫焊管工藝制造被認為是最為經濟、高效的制造方法。Q460鋼強度較高，而且含有Nb，V等微合金化元素，具有一定的冷裂傾向。從強度角度考慮，焊縫金屬需有同Q460母材相匹配的強度，而且還應兼顧韌性。在焊接熱輸入的選擇上，也應使熱影響區具有滿足使用要求的韌性，盡量避免熱影響區粗晶區由于晶粒長大造成的韌性急劇下降。此外，Q460鋼管焊接時根部質量控制是整個鋼管性能的關鍵因素，鋼管在卷制預成型之后，具有較高的拘束度，如果焊接工藝選擇不當，容易在焊縫根部應力集中處產生裂紋。因此只有通過合理的焊接材料選擇和焊接工藝的采用才可高效率制備性能優良的Q460高強鋼鋼管。專利技術專利《輸電鐵塔用新型Q460鋼的焊接方法》提出了采用手工焊條電弧焊J607焊條和CO2氣體保護焊JM60焊絲的方式焊接新型Q460高強鋼，然而該專利技術專利提出的方法具有生產效率較低的缺點，難以應用于高強鋼鋼管的大范圍生產。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的不足而提供一種特高壓輸電鋼管塔Q460高強鋼鋼管的焊接方法，通過合理的焊接方法和焊接材料的選擇，實現屈服強度達460MPa級鋼管優質、高效焊接制造，既保證了質量又提高了效率。本專利技術采取的技術方案為一種特高壓輸電鋼管塔Q460高強鋼鋼管的焊接方法，包括步驟如下(I)采用屈服強度460MPa級低合金高強鋼板，兩邊打磨成機械加工坡口角度為25° -35°、鈍邊為的單面坡口，彎曲成具有縱縫的初成型鋼管，縱縫間隙lmm-5mm ；(2)當施焊環境溫度彡0° C時焊前不預熱，當環境溫度低于0° C時預熱溫度為40-50° C，層間溫度控制在50-350° C;(3)對焊縫進行打底層焊接，CO2氣體保護焊進行焊接，采用JM68焊絲，焊接電流120A-300A ;焊接電壓18V-25V，焊接速度O. 002m/s-0. 004m/s，焊接線能量范圍為5KJ/cm_30KJ/cm ；(4)填充和蓋面采用埋弧自動焊連續施焊，選擇CHW-S9埋弧焊焊絲，SJlOl焊劑，焊接電流450A-700A，焊接電壓26-35V，焊接速度O. 006m/s-0. 01m/h,焊接線能量12-50KJ/cm ； (5)環境溫度彡0° C時，焊后無需進行熱處理，當環境溫度<0° C時，焊后采用 石棉覆蓋焊接接頭位置，保溫緩冷。所述的特高壓輸電鋼管塔Q460高強鋼鋼管的焊接方法，優選步驟如下(I)采用屈服強度460MPa級低合金高強鋼板，兩邊打磨成機械加工坡口角度為25°、鈍邊為的單面坡口，彎曲成具有縱縫的初成型鋼管，縱縫間隙3mm ；(2)預熱至溫度為50° C;(3)對焊縫進行打底層焊接，CO2氣體保護焊進行焊接，采用直徑I. 2mm的JM68焊絲，焊接電流160A ;焊接電壓21V，焊接速度O. 002m/s，焊接線能量范圍為16. 8KJ/cm ；(4)填充和蓋面采用埋弧自動焊連續施焊，選擇直徑3. 2mm的CHW-S9埋弧焊焊絲，SJlOl焊劑，焊接電流600A，焊接電壓33V，焊接速度O. 006m/h，焊接線能量33KJ/cm ；(5)環境溫度彡0° C時，焊后無需進行熱處理，當環境溫度<0° C時，焊后采用石棉覆蓋焊接接頭位置，保溫緩冷。上述特高壓輸電鋼管塔Q460高強鋼鋼管的焊接方法中，步驟(2)中預熱時層間溫度控制在50-350° C。步驟(3)所述的打底層焊接1-2層。本專利技術的有益效果是(I)用CO2氣體保護焊，JM68焊絲進行打底焊，充分利用CO2氣體保護焊低氫，電弧能量密度高的特點，減小焊接接頭冷裂傾向并保證根部焊接質量。所采用的JM68焊絲由于含有少量晶粒細化元素Ti，還可達到提高焊縫韌性目的。(2)填充和蓋面采用CHW-S9焊絲，SJlOl焊劑自動埋弧焊焊接，充分發揮埋弧焊熔敷效率高，焊接速度快的特點，提高生產效率。本專利可達到優質、高效、低成本焊接制造輸電線路Q460高強鋼鋼管目的，對獲得力學性能優良的Q460高強鋼鋼管，促進特高壓輸電線路發展具有重要意義。(3)通過本專利技術所選擇的焊接材料、焊接方法和焊接參數，可以使得焊接接頭性能同Q460鋼達到合理匹配。而且在所選擇的埋弧焊工藝參數范圍內，熱輸入并不會造成熱影響區粗晶區韌性的過度下降，所制備的接頭滿足使用條件下對強度和韌性的要求。本專利技術針對Q460高強鋼鋼管焊接中的問題通過CO2氣體保護焊與JM68焊絲、合理的焊接參數選擇相結合，以及CO2氣體保護焊與CHW-S9焊絲、SJlOl焊劑自動埋弧焊焊接相結合提1 焊縫朝性和質量，同時提1 了生廣效率，有利于大規I旲生廣。附圖說明圖I坡口形狀示意圖；圖2彎曲試樣圖片；圖3實施例I得到的產品拉伸試樣圖片；圖4對比例中焊縫橫斷面；其中，I.坡口角度，2.縱縫間隙，3.鈍邊。具體實施例方式下面結合具體實施方式進一步說明。實施例I (I)選擇Nb微合金化控軋Q460低合金高強鋼，鋼板厚度為12mm。機加工坡口角度為30 °，鈍邊2mm，坡口間隙2mm。(2)焊接時環境溫度為20°，不進行焊前預熱，層間溫度控制在100-300° C。(3)打底焊采用直徑I. 2mm的JM68焊絲，CO2氣體保護焊連續施焊，焊接電流為160A，電壓為21V，焊接速度O. 002m/s，焊接線能量為16. 8KJ/cm，打底焊焊接I層。(4)選擇CHW-S9埋弧焊絲，SJlOl焊劑，埋弧自動焊連續施焊完成填充和蓋面焊接，選擇直徑3. 2mm焊絲，焊接電流600A，焊接電壓33V，焊接速度O. 006m/s，焊接線能量為33KJ/cm，焊接層數為I層。(5)焊后不進行熱處理。通過對上述工藝制備焊接接頭進行力學性能測試，制備焊接接頭抗拉強度為555MPa，斷裂位置為母材和熱影響區處，如圖2所示。180°面彎及背彎試樣無裂紋等缺陷產生，如圖3所示。采用IOmmX IOmmX55mm試樣進行沖擊韌性試驗表明焊縫金屬沖擊功為61J，熔合區沖擊功為143J，熱影響區沖擊功本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種特高壓輸電鋼管塔Q460高強鋼鋼管的焊接方法，其特征是，包括步驟如下：（1）采用屈服強度460MPa級低合金高強鋼板，兩邊打磨成機械加工坡口角度為25°？35°、鈍邊為1mm？3mm的單面坡口，彎曲成具有縱縫的初成型鋼管，縱縫間隙1mm？5mm；（2）當施焊環境溫度≥0°C時焊前不預熱，當環境溫度低于0°C時預熱溫度為40？50°C,層間溫度控制在50？350°C；（3）對焊縫進行打底層焊接，CO2氣體保護焊進行焊接，采用JM68焊絲，焊接電流120A？300A；焊接電壓18V？25V，焊接速度0.002m/s？0.004m/s，焊接線能量范圍為5KJ/cm？30KJ/cm；（4）填充和蓋面采用埋弧自動焊連續施焊，選擇CHW？S9埋弧焊焊絲，SJ101焊劑，焊接電流450A？700A，焊接電壓26？35V，焊接速度0.006m/s？0.01m/h，焊接線能量12？50KJ/cm；(5)環境溫度≥0°C時，焊后無需進行熱處理，當環境溫度＜0°C時，焊后采用石棉覆蓋焊接接頭位置，保溫緩冷。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：杜寶帥，張忠文，李新梅，
申請(專利權)人：山東電力集團公司電力科學研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：
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