CN111590164A - 一种薄板立对接组合接头及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄板立对接组合接头及其焊接方法，其属于焊接技术领域，其中薄板立对接组合接头包括两个薄板和钢衬垫。两个薄板相对竖直设置并对接，在两个薄板的对接位置开设有单面坡口，钢衬垫在其宽度方向的第一侧和第二侧分别与各自对应的薄板焊接连接，两个薄板通过向下立焊在单面坡口内形成第一焊缝。将钢衬垫焊接在单面坡口的背面，增加了单面坡口的刚度，避免了薄板在焊接过程中发生变形。由于向下立焊的输入线能量低，进一步降低了薄板的变形量。相对于向上立焊接，向下立焊的焊接形式降低了焊接难度，改善了焊缝成型，提高了焊接效率。

Description

一种薄板立对接组合接头及其焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种薄板立对接组合接头及其焊接方法。

背景技术

在传统的客滚船的上层建筑区主要涉及薄板的焊接固定，尤其是大量的立对接形式的薄板焊接，其焊接难点在于控制薄板的焊接变形量满足设计要求，以及如何提高焊接效率。

现有的客滚船上，在薄板立对接缝上开单面V型坡口，在坡口背面贴陶瓷衬垫，正面采用二氧化碳气体保护向上立焊进行焊接。虽然实现了单面焊接双面成型的效果，但向上立焊的焊接线能量大，焊接过程中铁水受重力影响易下坠和流淌，导致焊缝成型质量较差，薄板的变形较为严重。而且还需要花费大量人力和时间对焊缝进行打磨、修补和矫正，严重影响了客滚船的建造周期与质量。

因此，亟需一种薄板立对接组合接头及其焊接方法，以提高了薄板的立对接的焊接质量，减少薄板在焊接过程中的变形量，提高客滚船的建造周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄板立对接组合接头，以避免薄板立对接的焊接质量差，薄板易变形，降低薄板立对接的焊接难度，提高薄板的焊接质量和焊接效率。

本发明的目的在于提供一种焊接方法，以避免薄板立对接的焊接质量差，薄板易变形，降低薄板立对接的焊接难度，提高薄板的焊接质量和焊接效率。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

一种薄板立对接组合接头，包括：

两个薄板，两个所述薄板相对竖直设置并对接，在两个所述薄板的对接位置开设有单面坡口；

钢衬垫，设置于所述单面坡口的背面，所述钢衬垫在其宽度方向的第一侧与其中一个所述薄板焊接连接，所述钢衬垫在其宽度方向的第二侧与另一个所述薄板焊接连接，两个所述薄板通过向下立焊在所述单面坡口内形成第一焊缝。

进一步地，所述钢衬垫的厚度为5mm-6mm。

进一步地，所述单面坡口的间距为4mm-6mm。

进一步地，所述薄板的厚度小于等于6mm。

进一步地，所述钢衬垫在其宽度方向的所述第一侧和所述第二测均通过向下立焊，分别与各自对应的所述薄板之间形成第二焊缝。

一种焊接方法，用于焊接上述的薄板立对接组合接头，包括如下步骤：

S1：使用定位工装对两个所述薄板进行立对接定位，并在两个所述薄板的对接位置开设所述单面坡口；

S2：将所述钢衬垫设置于所述单面坡口的背面，所述钢衬垫在其宽度方向的所述第一侧和所述第二侧分别与各自对应的所述薄板焊接连接；

S3：对所述单面坡口向下立焊，以使所述单面坡口内形成所述第一焊缝。

进一步地，在步骤S3中，在所述单面坡口内通过向下立焊进行多层焊接，所述第一焊缝包括至少两层焊道层。

进一步地，所述第一焊缝包括打底焊道层和填充焊道层，所述打底焊道层和所述填充焊道层的层高均为3mm-4mm。

进一步地，在步骤S3之后还包括步骤S4：清理所述薄板与所述钢衬垫的外周的焊渣，并对所述单面坡口内的所述第一焊缝打磨光滑。

进一步地，在步骤S3中，所述向下立焊的焊接电压为29V，焊接电流为220A，焊接速度为45cm/min。

本发明的有益效果为：

本发明提出的一种薄板立对接组合接头，包括两个薄板和钢衬垫。两个薄板相对竖直设置并对接，在两个薄板的对接位置开设有单面坡口，钢衬垫在其宽度方向的第一侧和第二侧分别与各自对应的薄板焊接连接，两个薄板通过向下立焊在单面坡口内形成第一焊缝。将钢衬垫焊接在单面坡口的背面，增加了单面坡口的刚度，避免了薄板在焊接过程中发生变形。由于向下立焊的输入线能量低，进一步降低了薄板的变形量。相对于向上立焊接，向下立焊的焊接形式降低了焊接难度，改善了焊缝成型，提高了焊接效率。

本发明提出的一种焊接方法，用于上述的薄板立对接组合接头的焊接，包括如下步骤：S1，使用定位工装对两个薄板进行立对接定位，并在两个薄板的对接位置开设单面坡口；S2，将钢衬垫设置于单面坡口的背面，钢衬垫沿其宽度方向的第一侧和第二侧分别与各自对应的薄板焊接连接；S3，对单面坡口向下立焊，以使单面坡口内形成第一焊缝。将钢衬垫焊接在单面坡口的背面，增加了单面坡口的刚度，避免了薄板在焊接过程中发生变形。由于向下立焊的输入线能量低，进一步降低了薄板的变形量。相对于向上立焊，向下立焊的焊接形式降低了焊接难度，改善了焊缝成型，提高了焊接效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的未焊接的薄板立对接组合接头的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的焊接后的薄板立对接组合接头的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的焊接方法的主要流程图；

图4是本发明实施例提供的焊接方法的详细流程图。

图中：

1、薄板；2、钢衬垫；3、单面坡口；4、第一焊缝；41、打底焊道层；42、填充焊道层；5、第二焊缝。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本实施例提出了一种薄板立对接组合接头，具体包括钢衬垫2和两个薄板1，两个薄板1相对竖直设置并对接，在两个薄板1的对接位置开设有单面坡口3，钢衬垫2设置于单面坡口3的背面，钢衬垫2在其宽度方向的第一侧与其中一个薄板1焊接连接，钢衬垫2在其宽度方向的第二侧与另一个薄板1焊接连接，两个薄板1通过向下立焊在单面坡口3内形成第一焊缝4。

在本实施例中，薄板立对接组合接头中的两个薄板1相对竖直设置并对接，在两个薄板1的对接位置开设有单面坡口3，钢衬垫2在其宽度方向的第一侧和第二侧分别与各自对应的薄板1焊接连接，两个薄板1通过向下立焊在单面坡口3内形成第一焊缝4。将钢衬垫2焊接在单面坡口3的背面，增加了单面坡口3的刚度，避免了薄板1在焊接过程中发生变形。由于向下立焊的输入线能量低，进一步降低了薄板1的变形量。相对于向上立焊接，向下立焊的焊接形式降低了焊接难度，改善了焊缝成型，提高了焊接效率。

具体而言，两个薄板1的厚度均小于等于6mm，两个薄板1立对接形成的单面坡口3的间距优选为4mm-6mm。当单面坡口3的间距过大，会增加第一焊缝4的焊接量，提高焊接输入热量，增加薄板1的变形量；当单面坡口3的间距过小时，不利于提高两个薄板1的焊接稳固性。在本实施例中，单面坡口3的角度为45°，间距进一步优选为4mm。

如图2所示，相对于陶瓷衬垫，钢衬垫2需要永久性地与两个薄板1焊接连接。因此，钢衬垫2的厚度优选为5mm-6mm，使得由钢衬垫2与两个薄板1构成的薄板立对接组合接头具有较好的抗焊接变形性能，而且不会大幅度增加两个薄板1焊接后的总重量。通过将钢衬垫2焊接在两个薄板1的单面坡口3的背面，提高了两个薄板1的刚度，使得两个薄板1的单面坡口3可以使用向下立焊进行焊接连接。

需要说明的是，钢衬垫2在其宽度方向的第一侧和第二测均通过向下立焊，分别与各自对应的薄板1之间形成第二焊缝5。即薄板立对接组合接头的焊接方式均为向下立焊，降低了立对接薄板1的焊接难度，提高了薄板1立对接组合接头的焊接质量。

如图3所示，本实施例还提出了一种用于焊接上述薄板立对接组合接头的焊接方法，具体包括如下步骤：

S1：使用定位工装对两个薄板1进行立对接定位，并在两个薄板1的对接位置开设单面坡口3；

S2：将钢衬垫2设置于单面坡口3的背面，钢衬垫2在其宽度方向的第一侧和第二侧分别与各自对应的薄板1焊接连接；

S3：对单面坡口3向下立焊，以使单面坡口3内形成第一焊缝4。

在本实施例中，该焊接方法将钢衬垫2焊接在单面坡口3的背面，增加了单面坡口3的刚度，使得两个薄板1的单面坡口3内能够采用向下立焊的焊接形式，而且避免了薄板1在焊接过程中发生变形。由于向下立焊的输入线能量低，进一步降低了薄板1的变形量。相对于向上立焊接，向下立焊的焊接形式降低了焊接难度，改善了焊缝成型，提高了焊接效率。其中定位工装为焊接技术领域内的常规技术手段，对于其具体结构和工作过程，在此不再进行赘述。

需要注意的是，在步骤S3中，在单面坡口3内通过向下立焊进行多层焊接，第一焊缝4包括至少两层焊道层。由于薄板1的厚度较小，因此需要进行多层焊接，减少每次焊接输入的线能量，减少薄板1的变形量，同时多层焊接有利于提高第一焊缝4的质量。

在本实施例中，第一焊缝4包括打底焊道层41和填充焊道层42，打底焊道层41和填充焊道层42的层高均优选为3mm-4mm。打底焊道层41和填充焊道层42的层高太小，则不能填满单面坡口3，影响第一焊缝4的焊接质量，降低了两个薄板1连接的稳定性；打底焊道层41和填充焊道层42的层高太大，则会降低第一焊缝4的焊接效率，同时不利于后续的焊渣清理和第一焊缝4的打磨。

如图4所示，在步骤S3之后还包括步骤S4：清理薄板1与钢衬垫2的外周的焊渣，并将单面坡口3内的第一焊缝4打磨光滑，以改善第一焊缝4成型质量，提高薄板1立对接组合接头的质量和外观。

需要说明的是，在步骤S3中，向下立焊的焊接电压为29V，焊接电流为220A，焊接速度为45cm/min。可以理解的是，向下立焊的焊接电压、焊接电流和焊接速度等焊接工艺参数的设定为焊接领域内技术人员根据具体地焊接要求而定，在此不再进行赘述。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种薄板立对接组合接头，其特征在于，包括：

两个薄板(1)，两个所述薄板(1)相对竖直设置并对接，在两个所述薄板(1)的对接位置开设有单面坡口(3)；

钢衬垫(2)，设置于所述单面坡口(3)的背面，所述钢衬垫(2)在其宽度方向的第一侧与其中一个所述薄板(1)焊接连接，所述钢衬垫(2)在其宽度方向的第二侧与另一个所述薄板(1)焊接连接，两个所述薄板(1)通过向下立焊在所述单面坡口(3)内形成第一焊缝(4)。

2.根据权利要求1所述的薄板立对接组合接头，其特征在于，所述钢衬垫(2)的厚度为5mm-6mm。

3.根据权利要求1所述的薄板立对接组合接头，其特征在于，所述单面坡口(3)的间距为4mm-6mm。

4.根据权利要求1所述的薄板立对接组合接头，其特征在于，所述薄板(1)的厚度小于等于6mm。

5.根据权利要求1所述的薄板立对接组合接头，其特征在于，所述钢衬垫(2)在其宽度方向的所述第一侧和所述第二测均通过向下立焊，分别与各自对应的所述薄板(1)之间形成第二焊缝(5)。

6.一种焊接方法，用于焊接权利要求1-5任一项所述的薄板立对接组合接头，其特征在于，包括如下步骤：

S1：使用定位工装对两个所述薄板(1)进行立对接定位，并在两个所述薄板(1)的对接位置开设所述单面坡口(3)；

S2：将所述钢衬垫(2)设置于所述单面坡口(3)的背面，所述钢衬垫(2)在其宽度方向的所述第一侧和所述第二侧分别与各自对应的所述薄板(1)焊接连接；

S3：对所述单面坡口(3)向下立焊，以使所述单面坡口(3)内形成所述第一焊缝(4)。

7.根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，在步骤S3中，在所述单面坡口(3)内通过向下立焊进行多层焊接，所述第一焊缝(4)包括至少两层焊道层。

8.根据权利要求7所述的焊接方法，其特征在于，所述第一焊缝(4)包括打底焊道层(41)和填充焊道层(42)，所述打底焊道层(41)和所述填充焊道层(42)的层高均为3mm-4mm。

9.根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，在步骤S3之后还包括步骤S4：清理所述薄板(1)与所述钢衬垫(2)的外周的焊渣，并对所述单面坡口(3)内的所述第一焊缝(4)打磨光滑。

10.根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，在步骤S3中，所述向下立焊的焊接电压为29V，焊接电流为220A，焊接速度为45cm/min。

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