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
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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
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。
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