CN104923894B - 大型h型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大型H型钢焊接成型工艺。一种大型H型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺，对于腹板厚度为40～45mm，翼板厚度为50～55mm的H型钢进行全熔透角焊缝免清根组对焊接，其腹板采用双面坡口，无钝边，双面坡口均采用上部为V型坡口和底部为圆弧U型坡的组合坡口，再进行坡口加工并通过坡口校验板校验，进而对腹板与翼板的组对和焊接，本发明的焊接工艺参数是据坡口尺寸、焊接原理、熔透要求等设计，腹板坡口采用了机加工，加工速度快，保证了坡口尺寸精度和焊接质量，焊接一次检验合格率达到了98.3％。

Description

大型H型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种大型H型钢焊接成型工艺，具体涉及一种大型H型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺。
背景技术
建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展，大空间和超大空间建筑物的需求十分旺盛。大型H型钢在大型建筑中广泛应用于重型钢结构的柱，梁，吊车梁等领域。
目前，大型H型钢构件主要采用焊接方式进行组装，重型H型钢构件通常采用厚度为35-55的钢板作为腹板和翼板，并在腹板两侧开V型或U型工艺坡口然后将腹板与翼板进行拼装焊接。
现有工艺腹板坡口采用V型坡口或U型坡口,v型坡口加工采用火焰切割加工，加工效率高，但焊缝熔敷量较大，焊接后要清根处理，焊接变形较大。U型坡口机械加工，焊缝熔敷量相对减少，但同样存在焊接后需清根处理，焊接变形较大的问题，且坡口加工效率较低。
腹板坡口加工时留有2-4mm钝边，翼板、腹板组装后对翼板、腹板之间的焊道进行正面焊接，然后对焊道的反面用碳弧气刨进行清根处理，清除正面焊接产生的焊接缺陷。用碳弧气刨进行清根处理，焊接工作程序多、周期长,不仅增加焊材成本和能耗,而且焊接变形大，生产效率低，噪音大，工人操作环境差。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种坡口无钝边、无需 清根，能够有效的提高工作效率的大型H型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
一种大型H型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺，对于腹板厚度为40～45mm，翼板厚度为50～55mm的H型钢进行全熔透角焊缝免清根组对焊接，其包括以下步骤：
①坡口设计：通过对腹板和翼板的实际厚度通过制图软件进行模拟放样，确保焊丝端部到焊缝根部的距离尽可能短，焊丝的角度调整到焊丝的中心线对准翼板、腹板的交点，并保证焊丝在不与工件坡口的其余部位相碰出现放电的前提下，使焊缝熔敷量尽可能少；从而确定其腹板采用双面坡口，无钝边，双面坡口均采用上部为V型坡口和底部为圆弧U型坡的组合坡口，V型坡口角度为35°，U形坡口为半径为5mm的圆弧；
②坡口加工与校验：对H型钢的腹板下料后，先用火焰切割腹板两侧形成角度为35°双面V型坡口，再采用刨边机在V型坡口根部刨出圆弧半径为5mm的U型坡口；根据放样模拟出的坡口尺寸，制作与坡口匹配互补的坡口校验板，对坡口进行整体校验；
③腹板与翼板的组对和焊接准备：在H型钢组对机上进行腹板与翼板的零间隙组对，并在焊缝两端设置引弧板；对焊缝两侧20mm～30mm区域用磨光机进行打磨清理，使其表面露出金属光泽，对焊缝及周边区域进行烘干处理，除去钢板上的潮气，调整焊机运行轨道与焊缝平行，准备焊接；
④焊接：采用埋弧自动焊对焊缝进行焊接，首先进行正面第一遍焊接，选用的焊丝直径为4mm，焊接电流600-650A，电压33-36V，焊接速度38-40cm/min；然后进行反面第一遍焊接，选用的焊丝直径为4mm，焊接电流700-750A，电压30-32V，焊接速度36-38cm/min；最后进行填充和盖面焊接。
所述的步骤④中，若采用平位埋弧自动焊焊接，其焊丝中心线与翼板之间的夹角为21°。
所述的步骤④中，若采用船位埋弧自动焊焊接，制作的焊接胎具倾角γ为28°，确保焊丝垂直。
所述的步骤④中，填充和盖面焊接，其选用的焊丝直径为4mm，焊接电流500-550A，电压34-38V，焊接速度36-38cm/min。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
1)本发明与现有工艺相比，其腹板坡口无钝边，并设计相应的焊接工艺参数与其配套，反面选用较大的焊接电流，将正面焊接在根部产生的焊接缺陷清除，不需要进行反面清根处理，减少了焊接工作程序,免除了清根工作量，提高了效率，降低了制作成本，无噪音，改善了工人的操作环境。
2)本发明能够减少焊缝熔敷量15.7％。坡口尺寸是根据构件实际尺寸为保证焊透量身定制的最佳角度，在减少焊缝熔敷量的同时也减少了焊接变形，H型钢的焊接变形由传统工艺的15-20mm,减小到8-12mm；
3)本发明的焊接工艺参数是据坡口尺寸、焊接原理、熔透要求等设计，腹板坡口采用了机加工，加工速度快，保证了坡口尺寸精度和焊接质量，焊接一次检验合格率达到了98.3％。
附图说明
图1为平位焊接结构示意图。
图2为船位焊接结构示意图。
图中序号：1为腹板、2为翼板、3为焊丝、4为焊接胎具、5为焊机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
参见图1、图2，一种大型H型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺，对于腹板厚度为40～45mm，翼板厚度为50～55mm的H型钢进行全熔透角焊缝免清根组对焊接，其包括以下步骤：
①坡口设计：通过对腹板和翼板的实际厚度通过制图软件进行模拟放样，确保焊丝端部到焊缝根部的距离尽可能短，以便采用短弧焊接，焊丝3的角度调整到焊丝的中心线对准翼板2、腹板1的交点，使焊接时不出现未熔透、未熔合缺陷，并保证焊丝在不与工件坡口的其余部位相碰出现放电的前提下，使焊缝熔敷量尽可能少；从而确定其腹板1采用双面坡口，无钝边，双面坡口均采用上部为V型坡口和底部为圆弧U型坡的组合坡口，V型坡口角度为35°，U形坡口为半径为5mm的圆弧；
②坡口加工与校验：对H型钢的腹板1下料后，先用火焰切割腹板1两侧形成角度为35°的双面V型坡口，再用刨边机在V型坡口根部刨出圆弧半径R为5mm的U型坡口；根据放样模拟出的坡口尺寸，制作与坡口匹配互补的坡口校验板，对坡口进行整体校验；
③腹板与翼板的组对和焊接准备：在H型钢组对机上进行腹板1与翼板2的零间隙组对，并在焊缝两端设置引弧板，以防开始焊接起弧时由于电流、电压不稳使焊缝质量难于保证；对焊缝两侧20mm～30mm区域用磨光机进行打磨清理，使其表面露出金属光泽，对焊缝及周边区域进行烘干处理，除去钢板上的潮气，调整焊机5运行轨道与焊缝平行，准备焊接；
④焊接：采用平位埋弧自动焊焊接或船位埋弧自动焊焊接，当采用平位埋弧自动焊焊接时，其焊丝中心线与翼板2之间的夹角β为21°；当采用船位埋弧自动焊焊接时，制作的焊接胎具倾角γ为28°；
采用埋弧自动焊对焊缝进行焊接，首先进行正面第一遍焊接，选用的焊丝直径为4mm，焊接电流600-650A，电压33-36V，焊接速度38-40cm/min；在进行反面第一遍焊接，选用的焊丝直径为4mm，焊接电流700-750A，电压30-32V，焊接速度36-38cm/min；最后进行填充和盖面焊接，选用的焊丝直径为4mm，焊接电流500-550A，电压34-38V，焊接速度36-38cm/min，焊接工艺参数如下表1所示。
表1：
表2为相比传统焊接工艺节约的各项费用表：
表2-1
表2-2
表2-3
合计：21.7656万元。

Claims (4)

1.一种大型H型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺，其特征在于，对于腹板厚度为40～45mm，翼板厚度为50～55mm的H型钢进行全熔透角焊缝免清根组对焊接，其包括以下步骤：
①坡口设计：通过对腹板和翼板的实际厚度通过制图软件进行模拟放样，确保焊丝端部到焊缝根部的距离尽可能短，焊丝的角度调整到焊丝的中心线对准翼板、腹板的交点，并保证焊丝在不与工件坡口的其余部位相碰出现放电的前提下，使焊缝熔敷量尽可能少；从而确定其腹板采用双面坡口，无钝边，双面坡口均采用上部为V型坡口和底部为圆弧U型坡的组合坡口，V型坡口角度为35°，U形坡口为半径为5mm的圆弧；
②坡口加工与校验：对H型钢的腹板下料后，先用火焰切割腹板两侧形成角度为35°双面V型坡口，再采用刨边机在V型坡口根部刨出圆弧半径为5mm的U型坡口；根据放样模拟出的坡口尺寸，制作与坡口匹配互补的坡口校验板，对坡口进行整体校验；
③腹板与翼板的组对和焊接准备：在H型钢组对机上进行腹板与翼板的零间隙组对，并在焊缝两端设置引弧板；对焊缝两侧20mm～30mm区域用磨光机进行打磨清理，使其表面露出金属光泽，对焊缝及周边区域进行烘干处理，除去钢板上的潮气，调整焊机运行轨道与焊缝平行，准备焊接；
④焊接：采用埋弧自动焊对焊缝进行焊接，首先进行正面第一遍焊接，选用的焊丝直径为4mm，焊接电流600-650A，电压33-36V，焊接速度38-40cm/min；然后进行反面第一遍焊接，选用的焊丝直径为4mm，焊接电流700-750A，电压30-32V，焊接速度36-38cm/min；最后进行填充和盖面焊接。
2.根据权利要求1所述的大型H型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺，其特征在于，所述的步骤④中，若采用平位埋弧自动焊焊接，其焊丝中心线与翼板之间的夹角为21°。
3.根据权利要求1所述的大型H型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺，其特征在于，所述的步骤④中，若采用船位埋弧自动焊焊接，制作的焊接胎具倾角γ为28°，确保焊丝垂直。
4.根据权利要求1所述的大型H型钢全熔透角焊缝免清根焊接工艺，其特征在于，所述的步骤④中，所述的填充和盖面焊接，其选用的焊丝直径为4mm，焊接电流500-550A，电压34-38V，焊接速度36-38cm/min。
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