CN109365967B - 一种用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法，具体包括以下步骤：当焊缝坡口间隙在9‑12mm范围内（被称为大坡口间隙）时，在焊接坡口背面张贴玻璃纤维陶制衬垫；在焊接坡口内铺设金属粉末；焊接打底焊道；焊接填充焊道；焊接盖面焊道。本发明操作方法简单，使用方便，通过采用张贴玻璃纤维陶制衬垫和铺设金属粉末的方法，实现了对装配坡口间隙超差的埋弧自动焊单面焊双面成形。提高了焊接效率，减少了坡口返修过程中的材料浪费，降低了生产成本，提高了焊接质量。

Description

一种用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法
技术领域
本发明属于钢结构焊接领域，具体涉及一种用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法。
背景技术
埋弧自动焊是一种高效自动焊接方法，与具有优良性能的熔化极气体保护焊或其它焊接方法相比，有生产效率更高、焊缝质量更高、节省焊接材料和能源、劳动条件好的优点，因此可以作为钢结构建造的主要焊接方法选择之一。
在钢结构建造过程中，因受精度控制、施工人员技能水平等因素的影响，埋弧焊坡口间隙存在超差，致使焊接过程中出现烧穿的现象。目前遇到此类问题主要采用熔化极气体保护焊进行代替焊接，焊接效率低下，且由于受焊工技能与施工环境影响，打底焊缝焊接极易产生裂纹，降低焊接质量。而采用重新装配或者换板等措施进行返修，将严重影响生产进度，增加成产成本。因此必须研究一种效率高、且能在保证焊接质量的前提下，不影响生产进度的焊接方案。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法，本方法采用张贴玻璃纤维陶制衬垫和铺设金属粉末的方法，实现了对装配坡口间隙超差的埋弧自动焊单面焊双面成形。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，在钢板的焊接坡口背面张贴玻璃纤维陶制衬垫，所述焊接坡口的间隙a为9-12mm，
步骤2，在焊接坡口内铺设金属粉末，在焊接坡口上覆盖表面焊剂，所述表面焊剂将焊接坡口完全覆盖，将焊丝穿过表面焊剂伸入金属粉末中，所述焊丝一端与金属粉末相接触、另一端与表面焊剂相接触，
步骤3，焊接打底焊道：采用820A-910A的焊接电流、35V-38V的电弧电压、30cm/min-33cm/min的行走速度焊接打底焊道，打底焊道焊接完成后移除焊渣，清理焊道表面，背面焊缝宽度d为14mm-15mm，焊缝余高h为2mm-3mm；
步骤4：在步骤3焊接后的打底焊道上焊接填充焊道：采用705A-785A的焊接电流、34V-37V的电弧电压、35cm/min-47cm/min的行走速度以分道焊接的方式焊接填充焊道；
步骤5：在步骤4焊接后的填充焊道上焊接盖面焊道：采用755A-840A的焊接电流、30V-31V的电弧电压、42cm/min-48cm/min的行走速度以分道焊接的方式焊接盖面焊道，焊接过程中，焊缝余高h控制在1mm-3mm。
所述步骤1中张贴玻璃纤维陶制衬垫的具体步骤为：首先剥去玻璃纤维陶制衬垫上的热收缩塑料纸，将玻璃纤维陶制衬垫的中心位置与焊接坡口的中心位置对齐，然后敲击玻璃纤维陶制衬垫，使玻璃纤维陶制衬垫与焊接坡口背面紧密粘合，使相邻玻璃纤维陶制衬垫之间无间隙。
所述步骤2中在焊接坡口内铺设金属粉末的具体步骤为：首先将金属粉末均匀铺设在焊接坡口内，然后采用刮板将金属粉末刮匀，并达到指定铺设高度，当钢板厚不大于20mm时，金属粉末铺设高度为钢板厚减5mm，当板厚大于20mm时，金属粉末的铺设高度为15mm。
所述焊接坡口的角度α为45°-60°。
所述焊接坡口的钝边p为0mm-2mm。
所述盖面焊道包括两层焊道。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明方法操作简单、使用方便，通过采用张贴玻璃纤维陶制衬垫和铺设金属粉末的方法，实现了对装配坡口间隙超差的埋弧自动焊单面焊双面成形。提高了焊接效率，减少了坡口返修过程中的材料浪费，降低了生产成本；且通过对采用本发明方案焊接而成的试验板进行无损检测，未发现焊缝存在任何焊接缺陷，且该试验板的力学性能（冲击性能、拉伸强度、弯曲性能）符合标准要求，提高了焊接质量。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的原理图。
图3为本发明焊接坡口的结构示意图。
图4为本发明焊接过程焊道布置示意图。
图5为本发明焊缝-20℃低温冲击取样位置图。
其中，图5中a为焊缝中心，b为熔合线，c为熔合线+2mm、d为熔合线+5mm。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明的概念。
本实施例以厚度为20mm的EH36钢板位置单面焊双面成形对接焊来具体说明本发明的焊接方案。
如图1-图4所示，本实施例用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，在钢板焊接坡口1背面张贴玻璃纤维陶制衬垫2，所述焊接坡口1的间隙a为9-12mm，
步骤2，在焊接坡口1内铺设金属粉末3，金属粉末3的铺设高度为15mm，在焊接坡口1上覆盖表面焊剂4，所述表面焊剂4将焊接坡口1完全覆盖，将焊丝5穿过表面焊剂4伸入金属粉末3中，所述焊丝5一端与金属粉末3相接触、另一端与表面焊剂4相接触，在焊接坡口1内铺设的金属粉末为铁粉，不仅可以弥补焊接坡口的不均匀性，同时起到防止电弧在接近衬垫的地方烧穿，保证电弧稳定，增加熔敷率提高焊接效率，
步骤3，焊接打底焊道6：采用820A-910A的焊接电流、35V-38V的电弧电压、30cm/min-33cm/min的行走速度焊接打底焊道，所述打底焊道为第一层焊道，打底焊道焊接完成后移除焊渣，采用电动钢丝刷清理焊道表面；背面焊缝宽度d为14mm-15mm，焊缝余高h为2mm-3mm，坡口根部熔合良好；正面焊缝微凹，但与两侧坡口面之间平滑过渡，所述步骤3焊接时采用1600型埋弧自动焊机进行焊接，采用较大额定输出电流的焊剂，有利于输出稳定的焊接电流保证电弧充分熔化铺设的铁粉；同时采用降压的电源外特性，保证电弧的稳定燃烧，避免在焊接过程中出现坡口侧壁未熔合等焊接缺陷，
步骤4：在步骤3焊接后的打底焊道6上焊接填充焊道7：采用705A-785A的焊接电流、34V-37V的电弧电压、35cm/min-47cm/min的行走速度以分道焊接的方式焊接填充焊道；
步骤5：在步骤4焊接后的填充焊道7上焊接盖面焊道8：采用755A-840A的焊接电流、30V-31V的电弧电压、42cm/min-48cm/min的行走速度以分道焊接的方式焊接盖面焊道，盖面焊道8包括两层焊道。
作为优选，本实施例所述步骤1中张贴玻璃纤维陶制衬垫2的具体步骤为：首先剥去玻璃纤维陶制衬垫上的热收缩塑料纸，将玻璃纤维陶制衬垫2的中心位置与焊接坡口1的中心位置对齐，然后敲击玻璃纤维陶制衬垫2，使玻璃纤维陶制衬垫2与焊接坡口1背面紧密粘合，使相邻玻璃纤维陶制衬垫2之间无间隙。
作为进一步优选，本实施例所述步骤2中在焊接坡口1内铺设金属粉末3的具体步骤为：首先将金属粉末3均匀铺设在焊接坡口1内，然后采用刮板将金属粉末3刮匀，并达到指定铺设高度，当钢板厚不大于20mm时，金属粉末3铺设高度为钢板厚减5mm，当钢板厚大于20mm时，金属粉末3的铺设高度为15mm。
作为进一步优选，本实施例所述焊接坡口1的角度α为45°-60°。
作为更进一步优选，本实施例所述焊接坡口1的钝边p为0mm-2mm。
本实施例中焊接设备为：施威MZ-1600单电极埋弧自动焊焊接设备。本实施例中
本实施中焊接规范参数，见表1。
表1 焊接规范参数
Figure DEST_PATH_IMAGE001
上述表1中焊道1、2分别为打底焊道6、填充焊道7，3、4指的是两层盖面焊道8。
针对图5中焊缝-20℃低温冲击取样位置的冲击值检测得到的焊缝力学性能，见表2。
表2 焊缝力学性能
Figure 6542DEST_PATH_IMAGE002
冲击试验选用标准为CB/T2650-2008，由表2可知，在-20℃条件下，分别取自根部焊缝中心、根部焊缝熔合线、根部焊缝熔合线+2mm、根部焊缝熔合线+5mm。本发明运用于FAB技术焊接超差间隙焊缝，焊接性能满足中国船级社《材料与焊接规范》要求。
通过对采用本发明方案焊接而成的试验板进行无损检测，未发现焊缝存在任何焊接缺陷，且该试验板的力学性能（冲击性能、拉伸强度、弯曲性能）符合标准要求。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应带理解；依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行同等替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，在钢板的焊接坡口（1）背面张贴玻璃纤维陶制衬垫（2），所述焊接坡口（1）的间隙a为9-12mm，所述张贴玻璃纤维陶制衬垫（2）的具体步骤为：首先剥去玻璃纤维陶制衬垫上的热收缩塑料纸，将玻璃纤维陶制衬垫（2）的中心位置与焊接坡口（1）的中心位置对齐，然后敲击玻璃纤维陶制衬垫（2），使玻璃纤维陶制衬垫（2）与焊接坡口（1）背面紧密粘合，使相邻玻璃纤维陶制衬垫（2）之间无间隙；
步骤2，在焊接坡口（1）内铺设金属粉末（3），在焊接坡口（1）上覆盖表面焊剂（4），所述表面焊剂（4）将焊接坡口（1）完全覆盖，将焊丝（5）穿过表面焊剂（4）伸入金属粉末（3）中，所述焊丝（5）一端与金属粉末（3）相接触、另一端与表面焊剂（4）相接触，所述在焊接坡口（1）内铺设金属粉末（3）的具体步骤为：首先将金属粉末（3）均匀铺设在焊接坡口（1）内，然后采用刮板将金属粉末（3）刮匀，并达到指定铺设高度，当钢板厚不大于20mm时，金属粉末（3）铺设高度为钢板厚减5mm，当钢板厚大于20mm时，金属粉末（3）的铺设高度为15mm；
步骤3，焊接打底焊道（6）：采用820A-910A的焊接电流、35V-38V的电弧电压、30cm/min-33cm/min的行走速度焊接打底焊道，打底焊道焊接完成后移除焊渣，清理焊道表面，背面焊缝宽度d为14mm-15mm，背面焊缝余高h为2mm-3mm；
步骤4：在步骤3焊接后的打底焊道（6）上焊接填充焊道（7）：采用705A-785A的焊接电流、34V-37V的电弧电压、35cm/min-47cm/min的行走速度以分道焊接的方式焊接填充焊道；
步骤5：在步骤4焊接后的填充焊道（7）上焊接盖面焊道（8）：采用755A-840A的焊接电流、30V-31V的电弧电压、42cm/min-48cm/min的行走速度以分道焊接的方式焊接盖面焊道。
2.根据权利要求1所述的用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法，其特征在于，所述焊接坡口（1）的角度α为45°-60°。
3.根据权利要求1所述的用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法，其特征在于，所述焊接坡口（1）的钝边p为0mm-2mm。
4.根据权利要求1所述的用于埋弧焊大坡口间隙的焊接方法，其特征在于，所述盖面焊道（8）包括两层焊道。
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