CN102950370B - 一种焊接腹板厚度大于16mm的H型钢埋弧焊工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及H型钢焊接技术领域，尤其是涉及用于焊接腹板厚度大于16mm的H型钢时使用的免清根全熔透埋弧焊工艺方法。该工艺方法包括选材、坡口加工、H型钢组立、定位焊、焊前准备及焊接等。其中组立要零组对，保证组对间隙≤0.5mm；K型对称坡口角度设计60±2°，钝边1～2mm；铜垫块的标准长度要设计530mm和130mm两种。本发明具有成本低、效率高、节省人力、减少环境污染等优点，初步测算本发明可降低腹板厚度大于16mm的焊接H型钢成本的25%。

Description

一种焊接腹板厚度大于16mm的H型钢埋弧焊工艺方法

技术领域

本发明涉及H型钢焊接技术领域，尤其是涉及一种用于焊接腹板厚度大于16mm的H型钢时使用的免清根全熔透埋弧焊工艺方法。

背景技术

传统焊接H型钢全熔透埋弧焊接工艺要求当腹板厚大于16mm且有全熔透要求时，焊缝的背面必须清根，碳弧气刨清根是目前钢结构行业中常用方式，该方式生产效率比风铲高4倍左右，尤其是在全位置焊接时优越性更大，相对降低了工件加工成本，在清除焊缝根部缺陷时，刨面光洁，但是也存在以下缺点：1)易使槽道增碳，而且碳弧产生的大量的烟雾、粉尘、噪音、弧光辐射等对环境污染严重且损害人体健康；2)缺陷清除的彻底程度不易保证，且焊口形状规则性及焊接质量不易控制；3)碳弧气刨时，由于大量热能的输入，易造成构件较大幅度的角变形、扭曲变形，严重时甚至使得构件报废，造成人力、物力、财力的资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种免清根、全熔透、用于焊接大型H型钢的埋弧焊工艺方法，该方法通过焊接参数的选择和背面首道焊缝的巧妙焊接，达到了上述目的，采用的技术方案是：一种焊接腹板厚度大于16mm的H型钢埋弧焊工艺方法，其特征在于：该工艺方法包括以下步骤：

1)选材：根据母材性质，选用合适的焊接材料；

2)腹板坡口的加工：加工腹板坡口，坡口形式为K型对称坡口；

3)H型钢的组立：将腹板和翼板组立在一起，组立完毕后形成零组对间隙；用定位焊将所述腹板和翼板位置固定；

4)定位焊：定位焊采用双面定位焊，定位焊焊缝高度为焊缝高度的1/3；

5)焊前准备：制作开有坡口的铜垫块一组；焊接前将焊丝表面的油膜、铁锈等杂物去除干净，并对定位焊缝进行打磨，以打磨完毕后定位焊缝的高度不影响焊丝通过为准；在打磨过程中需要注意不要损伤腹板坡口，打磨完毕后采用压缩空气对腹板坡口、间隙处进行清理，除掉灰尘等污染物；焊剂使用前，应在350℃下烘烤2小时并保温1小时；

6)焊接：

61)根部打底焊：焊接中焊丝轴线对准间隙中心并略偏向腹板1-2mm，焊接中使用铜垫块，根部打底焊道的熔深选用较大熔深，焊接完毕后，敲掉铜垫块；

62)背面首道焊缝的焊接：焊接前，采用压缩空气对坡口、间隙处进行清理，焊接时选用较大的热输入量和较慢的焊接速度，以利于根部缺陷和杂质付出焊缝表面上，使根部缺陷得到清除；

63)其余焊缝的焊接：以背面首道焊缝为基准，向其两边分别依次进行焊接，直至焊接完成。

本发明的技术特征还有：步骤3)中所述零组对间隙是指在组立前对腹板和翼板进行校正，保证腹板和翼板局部平面度不大于2mm/1000mm，翼板垂直度不大于2mm，腹板中心偏移量不大于2mm，并最终保证组对间隙≤0.5mm。

本发明的技术特征还有：步骤3)中所述定位焊焊缝长度为20-40mm，定位焊焊缝之间间距不大于300mm。

本发明的技术特征还有：步骤2)中所述K型对称坡口角度为60±2°，钝边1～2mm。

本发明的技术特征还有：步骤6)中背面首道焊缝焊接参数为：电流720-730A，电压37-39V，焊接速度500-510mm/min。

本发明的技术特征还有：步骤6)中根部打底焊焊接参数为：电流680-700A，电压为36-38V，焊接速度为390-400mm/min。

本发明的技术特征还有：步骤5)中铜垫块的标准长度有530mm和130mm两种，根据焊缝长度交替使用。

本发明的有益效果在于：1)火焰加工的腹板坡口、钝边和零组对间隙的使用，使得根部与间隙内空气接触面积小，有利于减少根部金属氧化和根部缺陷的数量；2)合适的坡口形式和焊件放置角度的选用，满足了获得优质全熔透的焊缝的要求；3)根部打底焊和背面首道焊道的特殊的焊接参数的使用，使根部焊道留下的少量氧化物、气孔、夹渣等缺陷有足够的能量和时间浮出焊缝表面上，使根部缺陷得以清除，达到免除清根的效果；4)本工艺与传统工艺相比较，具有成本低、效率高、节省人力、减少环境污染之优点。初步测算本发明可降低腹板厚度大于16mm的焊接H型钢成本的25％。

附图说明

附图1是本发明中腹板坡口制作示意图，附图2是背面首道焊缝焊接示意图，附图3是焊道排序示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对发明进行具体说明。本实施例中H型钢腹板厚度为28mm，规格为H1000*250*28*28mm，母材材质为Q345B，要求全熔透焊接，采用本工艺方法包括以下步骤：

1)焊接材料的选择：根据母材性质，选用焊丝直径为4mm，焊剂为懈林HJ101，粒度为10-40目；

2)腹板坡口的加工：加工腹板坡口，坡口形式为K型对称坡口，K型对称坡口角度为60±2°，钝边1～2mm；

3)H型钢的组立：将腹板和翼板组立在一起，组立完毕后形成零组对间隙；该零组对间隙是指在组立前首先对腹板和翼板进行校正，保证腹板和翼板局部平面度不大于2mm/1000mm，翼板垂直度不大于2mm，腹板中心偏移量不大于2mm，并最终保证组对间隙在0-0.5mm之间；

4)定位焊：组立完毕后用定位焊将腹板和翼板位置固定，该定位焊采用焊丝牌号为ER50-6、直径为1.2mm的焊材，定位焊焊点长度为30mm，间距为500mm，定位焊采用双面定位焊，定位焊焊缝高度为焊缝高度的1/3；

5)焊前准备：制作开有坡口的铜垫块一组，标准长度有530mm和130mm两种，根据焊缝长度交替使用；焊接前将焊丝表面的油膜、铁锈等杂物去除干净，并对定位焊缝进行打磨，以打磨完毕后定位焊缝的高度不影响焊丝通过为准；在打磨过程中需要注意不要损伤腹板坡口，打磨完毕后采用压缩空气对腹板坡口、间隙处进行清理，除掉灰尘等污染物；焊剂使用前，应在350℃下烘烤2小时并保温1小时；

6)焊接：

61)根部打底焊：焊接中焊丝轴线对准间隙中心并略偏向腹板1-2mm，焊接中使用铜垫块，根部打底焊焊接参数为：电流680-700A，电压为36-38V，焊接速度为390-400mm/min，以获得尽可能大的熔深，打底焊焊接完毕后，敲掉铜垫块；

62)背面首道焊缝的焊接：焊接前，采用压缩空气对坡口、间隙处进行清理，焊接时选用较大的热输入量和较慢的焊接速度，实施中背面首道焊缝焊接参数为：电流720-730A，电压37-39V，焊接速度500-510mm/min，以利于根部缺陷和杂质浮出焊缝表面上，使根部缺陷得到清除；

63)其余焊缝的焊接：以背面首道焊缝为基准，向其两边分别依次进行焊接，直至焊接完成，其余焊缝均按照常规工艺参数焊接，以道间熔合良好，焊缝成形美观、脱渣容易为基准，具体各道焊缝参数见表1。

表1：焊缝工艺参数。

将工艺与传统的清根焊接方式进行对比，见表2。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种焊接腹板厚度大于16mm的H型钢埋弧焊工艺方法， 其特征在于 ： 该工艺方法包

括以下步骤：

1）选材：根据母材性质，选用合适的焊接材料；

2）腹板坡口的加工：加工腹板坡口，坡口形式为 K 型对称坡口，K 型对称坡口角度为60±2°，钝边1 ～2mm；

3）H 型钢的组立：将腹板和翼板组立在一起，组立完毕后形成零组对间隙；用定位焊将所述腹板和翼板位置固定；所述零组对间隙是指在组立前对腹板和翼板进行校正，保证腹板和翼板局部平面度不大于2mm/1000mm，翼板垂直度不大于 2mm，腹板中心偏移量不大于 2mm，并最终保证组对间隙≤ 0.5mm；定位焊焊缝长度为 20-40mm，定位焊焊缝之间间距不大于 300mm；

4）定位焊：定位焊采用双面定位焊，定位焊焊缝高度为焊缝高度的1/3；

5）焊前准备：制作开有坡口的铜垫块一组；焊接前将焊丝表面的油膜、铁锈杂物去除干净，并对定位焊缝进行打磨，以打磨完毕后定位焊缝的高度不影响焊丝通过为准；在打磨过程中需要注意不要损伤腹板坡口，打磨完毕后采用压缩空气对腹板坡口、间隙处进行清理， 除掉灰尘污染物；焊剂使用前，应在 350℃下烘烤 2 小时并保温1小时；

6）焊接：

61）根部打底焊：焊接中焊丝轴线对准间隙中心并略偏向腹板1-2mm，焊接中使用铜垫块， 根部打底焊道的熔深选用较大熔深，焊接完毕后，敲掉铜垫块，根部打底焊焊接参数为：电流 680-700A，电压为 36-38V，焊接速度为 390-400mm/min；

62）背面首道焊缝的焊接：焊接前，采用压缩空气对坡口、间隙处进行清理，焊接时选用较大的热输入量和较慢的焊接速度，以利于根部缺陷和杂质浮出焊缝表面上，使根部缺陷得到清除，背面首道焊缝焊接参数为：电流720-730A，电压37-39V，焊接速度500-510mm/min；

63）其余焊缝的焊接：以背面首道焊缝为基准，向其两边分别依次进行焊接，直至焊接完成。

2.按照权利要求 1 所述的H型钢埋弧焊工艺方法，其特征在于：步骤 5）中铜垫块的标准长度有530mm 和 130mm 两种，根据焊缝长度交替使用。