CN112775627A - 板拼焊接槽钢的焊接方法 - Google Patents

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窦建伟
代呈华
李斌
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Abstract

本发明提供了一种板拼焊接槽钢的焊接方法，涉及钢结构制造的技术领域，应用于板拼焊接槽钢中腹板与翼板之间的全熔透焊缝，包括以下步骤：在翼板和腹板的接触正面开设V型坡口；在V型坡口位置采用二氧化碳气体保护焊；在翼板和腹板的接触背面采用埋弧焊进行全熔透焊接；可以在免除碳弧气刨清根工艺情况下焊缝100％UT探伤合格，缓解现有技术中存在的增加材料和能源消耗、效率低、影响焊缝质量、不环保以及增加工艺步骤和焊接成本高的技术问题。

Description

板拼焊接槽钢的焊接方法
技术领域
本发明涉及钢结构制造技术领域，尤其是涉及一种板拼焊接槽钢的焊接方法。
背景技术
热轧槽钢的材质为Q235B，但是热轧槽钢无法满足受力大的钢结构，因此受力大的钢结构需要槽钢截面时，都会使用板拼焊接槽钢，其中板拼焊接槽钢的材质选用强度更高的Q345B，尤其在大型火力发电机组锅炉钢架支吊梁以及热端支撑项目中，板拼焊接槽钢使用量大。
对于板拼焊接槽钢进行制造时，一般要求腹板与翼板间进行全熔透焊接，现有技术中针对板拼焊接槽钢的腹板和翼板间焊缝的焊接工艺包括以下两种：一种是开坡口焊接后碳弧气刨清根的工艺，另外一种是采用开坡口留间隙使用陶瓷衬垫焊接的工艺。
但是，现有技术中，开坡口焊接后碳弧气刨清根的工艺增加了碳弧气刨和磨光机打磨工艺，增加了材料和能源消耗，焊接时间长效率低，打磨不彻底容易造成渗碳影响焊缝质量，噪声和强光污染大，因此存在不环保的问题；开坡口留间隙使用陶瓷衬垫焊接的工艺对坡口制备要求高，焊缝熔敷量增加，并且需要增加铺设和清理陶瓷衬垫工序，陶瓷衬垫费用较高，会造成焊接成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种板拼焊接槽钢的焊接方法，以缓解现有技术中存在的增加材料和能源消耗、效率低、影响焊缝质量、不环保以及增加工艺步骤和焊接成本高的技术问题。
本发明提供的一种板拼焊接槽钢的焊接方法，应用于板拼焊接槽钢中腹板与翼板之间的全熔透焊缝，包括以下步骤：
在翼板和腹板的接触正面开设V型坡口；
在V型坡口位置采用二氧化碳气体保护焊；
在翼板和腹板的接触背面采用埋弧焊进行全熔透焊接。
在本发明较佳的实施例中，V型坡口的角度范围为55°-65°；
V型坡口的钝边厚度范围为0-2mm。
在本发明较佳的实施例中，在V型坡口位置采用二氧化碳气体保护焊步骤之前还包括：
对翼板和腹板之间利用定位焊缝进行固定；
其中，定位焊缝的点焊位置位于V型坡口侧。
在本发明较佳的实施例中，在翼板和腹板的接触背面采用埋弧焊进行全熔透焊接时还包括以下步骤：
将腹板和翼板翻转，以使腹板与地面呈45°布置；
将焊丝中心以腹板与翼板交点向腹板方向以预设距离偏移进行焊接。
在本发明较佳的实施例中，焊丝中心以腹板与翼板交点向腹板方向偏移的预设距离范围2mm-4mm。
在本发明较佳的实施例中，还包括以下步骤：
对V型坡口侧焊道进行焊接时，以预设的焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝直径和气体流量进行焊接。
在本发明较佳的实施例中，对V型坡道侧的打底焊道进行焊接时：
焊接电流范围为：110A-200A；焊接电压范围为：20V-26V；焊接速度范围为：20cm/min-35cm/min；焊丝直径为1.2mm，气体流量为15L/min。
在本发明较佳的实施例中，对V型坡道侧的非打底焊道进行焊接时：
焊接电流范围为：180A-250A；焊接电压范围为：24V-35V；焊接速度范围为：25cm/min-45cm/min；焊丝直径为1.2mm，气体流量为20L/min。
在本发明较佳的实施例中，在翼板和腹板的接触背面采用埋弧焊进行焊接时，以预设的焊接电流、焊接电压、焊接速度和焊丝直径进行焊接；
其中，对非坡口焊道进行焊接时：
焊接电流范围为：600A-670A；焊接电压范围为：28V-36V；焊接速度范围为：40cm/min-55cm/min；焊丝直径为4mm。
在本发明较佳的实施例中，还包括以下步骤：
即采取预留反变形、刚性固定等措施，减小翼板焊接角变形以及槽钢整体旁变弯。
本发明提供的板拼焊接槽钢的焊接方法，应用于板拼焊接槽钢中腹板与翼板之间的全熔透焊缝，包括以下步骤：在翼板和腹板的接触正面开设V型坡口；在V型坡口位置采用二氧化碳气体保护焊；在翼板和腹板的接触背面采用埋弧焊进行全熔透焊接；可以在免除碳弧气刨清根工艺情况下焊缝100％UT探伤合格，缓解现有技术中存在的增加材料和能源消耗、效率低、影响焊缝质量、不环保以及增加工艺步骤和焊接成本高的技术问题。
本发明提供的板拼焊接槽钢的焊接方法和开坡口焊接后碳弧气刨清根的工艺相比：避免了碳弧气刨清根易造成积碳，影响焊缝质量的问题；焊缝熔敷量减少25％以上，即可以节约25％以上的焊材；不使用碳棒，每米焊缝节约3元以上；省去了清根工序和清根后磨光机打磨工序，效率提高50％以上；免了碳弧气刨弧光和噪声对焊工的职业病危害；大幅度降低了焊工的劳动强度；和开坡口留间隙使用陶瓷衬垫焊接的工艺相比：对坡口制备要求低，减少焊缝熔敷量20％，减少陶瓷衬垫成本，减少铺设和清理陶瓷衬垫工序人工成本，预计可以提高效率30％，节约成本35％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的板拼焊接槽钢的焊接方法中板拼焊接槽钢的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的板拼焊接槽钢的焊接方法中开设V型坡口时的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的板拼焊接槽钢的焊接方法中进行埋弧焊时的结构示意图；
图4为图3实施例提供的板拼焊接槽钢的焊接方法中进行埋弧焊时的结构示意图；
图5为图4实施例提供的板拼焊接槽钢的焊接方法中进行埋弧焊时的局部放大结构；
图6为本发明实施例提供的板拼焊接槽钢的焊接方法中各个位置的焊接工艺表。
图标：100-腹板；200-翼板；300-V型坡口；400-焊丝。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图6所示，本实施例提供的一种板拼焊接槽钢的焊接方法，应用于板拼焊接槽钢中腹板100与翼板200之间的全熔透焊缝，包括以下步骤：在翼板200和腹板100的接触正面开设V型坡口300；在V型坡口300位置采用二氧化碳气体保护焊；在翼板200和腹板100的接触背面采用埋弧焊进行全熔透焊接。
需要说明的是，板拼焊接槽钢可以利用两个翼板200和一个腹板100拼接形成，其中两个翼板200位于腹板100的两侧，且每个翼板200均与腹板100呈垂直设置，进而将翼板200和腹板100之间利用焊接进行固定，从而形成板拼焊接槽钢。
本实施例中，板拼焊接槽钢中的翼板200和腹板100可以均采用Q345B的材质，进而能够更好的针对大型火力发电机组锅炉钢架支吊梁以及热端支撑项目板拼焊接槽钢的使用。
本实施例提供的板拼焊接槽钢的焊接方法，应用于板拼焊接槽钢中腹板100与翼板200之间的全熔透焊缝，包括以下步骤：在翼板200和腹板100的接触正面开设V型坡口300；在V型坡口300位置采用二氧化碳气体保护焊；在翼板200和腹板100的接触背面采用埋弧焊进行全熔透焊接；可以在免除碳弧气刨清根工艺情况下焊缝100％UT探伤合格，缓解现有技术中存在的增加材料和能源消耗、效率低、影响焊缝质量、不环保以及增加工艺步骤和焊接成本高的技术问题。
本实施例提供的板拼焊接槽钢的焊接方法和开坡口焊接后碳弧气刨清根的工艺相比：避免了碳弧气刨清根易造成积碳，影响焊缝质量的问题；焊缝熔敷量减少25％以上，即可以节约25％以上的焊材；不使用碳棒，每米焊缝节约3元以上；省去了清根工序和清根后磨光机打磨工序，效率提高50％以上；免了碳弧气刨弧光和噪声对焊工的职业病危害；大幅度降低了焊工的劳动强度；和开坡口留间隙使用陶瓷衬垫焊接的工艺相比：对坡口制备要求低，减少焊缝熔敷量20％，减少陶瓷衬垫成本，减少铺设和清理陶瓷衬垫工序人工成本，预计可以提高效率30％，节约成本35％。
在上述实施例的基础上，进一步地，在本发明较佳的实施例中，V型坡口300的角度范围为55°-65°；V型坡口300的钝边厚度范围为0-2mm。
本实施例中，V型坡口300的角度是以60°±5°的范围进行确定，优选地，V型坡口300最佳开设角度为60°；V型坡口300的钝边厚度根据不同厚度的腹板100进行具体开设。
其中，通过在V型坡口300的位置采用二氧化碳气体保护焊，二氧化碳气体保护焊具有小线能量，从而能够减少焊接变形；在翼板200和腹板100的接触背面采用埋弧焊进行全熔透焊接，而不开坡口使用埋弧焊焊接的原因是：利用埋弧焊可以大熔深的优势，根据板厚选择增大或者减小埋弧焊焊接电流，确保能熔透，如果背面也开了坡口就限制了埋弧焊电流的选择范围，因为埋弧焊焊缝形状系数＞1.3，焊接质量才会有保证。
为避免定位焊缝对埋弧焊熔深的影响，在本发明较佳的实施例中，在V型坡口300位置采用二氧化碳气体保护焊步骤之前还包括：对翼板200和腹板100之间利用定位焊缝进行固定；其中，定位焊缝的点焊位置位于V型坡口300侧。
在本发明较佳的实施例中，在翼板200和腹板100的接触背面采用埋弧焊进行全熔透焊接时还包括以下步骤：将腹板100和翼板200翻转，以使腹板100与地面呈45°布置；将焊丝400中心以腹板100与翼板200交点向腹板100方向以预设距离偏移进行焊接。
在本发明较佳的实施例中，焊丝400中心以腹板100与翼板200交点向腹板100方向偏移的预设距离范围2mm-4mm。
本实施例中，当将翼板200和腹板100通过点焊以及二氧化碳气体保护焊进行初步固定后，此时将整体结构放在V型架体上，从而能够在固定翼板200和腹板100的基础上，确保腹板100能够与地面成45°，进而保证了焊缝焊脚对称。
另外，需要说明的是，现有技术中埋弧焊的焊丝400中心会对准腹板100与翼板200交点位置，但这样焊缝焊道熔深主要体现在了翼缘板上，没有重点熔合腹板100和翼缘板间的连接部位；为了缓解上述存在的问题，本实施例提供的板拼焊接槽钢的焊接方法，在埋弧焊时把焊丝400中心向腹板100方向以预设距离偏移进行焊接，优选地，向腹板100方向预设的偏移距离为3mm，从而能够使得埋弧焊电弧就能重点熔合腹板100和翼缘板间的连接部位，确保焊缝的熔透。
本实施例中，焊丝400中心以腹板100与翼板200交点向腹板100方向偏移的预设距离是以3mm±1mm的范围进行确定，优选地，焊丝400中心以腹板100与翼板200交点向腹板100方向偏移的预设距离是3mm。
在本发明较佳的实施例中，还包括以下步骤：对V型坡口300侧焊道进行焊接时，以预设的焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝400直径和气体流量进行焊接。
在本发明较佳的实施例中，对V型坡道侧的打底焊道进行焊接时：焊接电流范围为：110A-200A；焊接电压范围为：20V-26V；焊接速度范围为：20cm/min-35cm/min；焊丝直径为1.2mm，气体流量为15L/min。
在本发明较佳的实施例中，对V型坡道侧的非打底焊道进行焊接时：焊接电流范围为：180A-250A；焊接电压范围为：24V-35V；焊接速度范围为：25cm/min-45cm/min；焊丝直径为1.2mm，气体流量为20L/min。
在本发明较佳的实施例中，在翼板200和腹板100的接触背面采用埋弧焊进行焊接时，以预设的焊接电流、焊接电压、焊接速度和焊丝400直径进行焊接；其中，对非坡口焊道进行焊接时：焊接电流范围为：600A-670A；焊接电压范围为：28V-36V；焊接速度范围为：40cm/min-55cm/min；焊丝400直径为4mm。
可选地，当板拼焊接槽钢的腹板100厚度范围12mm-20mm，翼板200的厚度范围20mm-40mm，材质均为Q345B时，具体焊接工艺如图6所示。
其中，焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝400伸出长度直接影响焊道的熔深、余高以及焊缝宽度，必须严格执行工艺参数，并且焊接速度必须根据实际测量出，不能估计；从而防止发生未焊透，影响焊缝质量的情况发生。
在本发明较佳的实施例中，还包括以下步骤：采取预留反变形、刚性固定等措施，减小翼板200焊接角变形以及槽钢整体旁变弯。
本实施例中，板拼焊接槽钢的制作焊接过程中，通过采取预留反变形、刚性固定的措施，能够减小翼板200焊接角变形以及槽钢整体变弯，以便减小焊后矫正的工作量，使得制作设计更加合理；由于预留反变形、刚性固定通过可以通过支撑架进行实现，此处对此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种板拼焊接槽钢的焊接方法，应用于板拼焊接槽钢中腹板与翼板之间的全熔透焊缝，其特征在于，包括以下步骤：
在翼板和腹板的接触正面开设V型坡口；
在V型坡口位置采用二氧化碳气体保护焊；
在翼板和腹板的接触背面采用埋弧焊进行全熔透焊接。
2.根据权利要求1所述的板拼焊接槽钢的焊接方法，其特征在于，V型坡口的角度范围为55°-65°；
V型坡口的钝边厚度范围为0-2mm。
3.根据权利要求1所述的板拼焊接槽钢的焊接方法，其特征在于，在V型坡口位置采用二氧化碳气体保护焊步骤之前还包括：
对翼板和腹板之间利用定位焊缝进行固定；
其中，定位焊缝的点焊位置位于V型坡口侧。
4.根据权利要求3所述的板拼焊接槽钢的焊接方法，其特征在于，在翼板和腹板的接触背面采用埋弧焊进行全熔透焊接时还包括以下步骤：
将腹板和翼板翻转，以使腹板与地面呈45°布置；
将焊丝中心以腹板与翼板交点向腹板方向以预设距离偏移进行焊接。
5.根据权利要求4所述的板拼焊接槽钢的焊接方法，其特征在于，焊丝中心以腹板与翼板交点向腹板方向偏移的预设距离范围2mm-4mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的板拼焊接槽钢的焊接方法，其特征在于，还包括以下步骤：
对V型坡口侧焊道进行焊接时，以预设的焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝直径和气体流量进行焊接。
7.根据权利要求6所述的板拼焊接槽钢的焊接方法，其特征在于，对V型坡道侧的打底焊道进行焊接时：
焊接电流范围为：110A-200A；焊接电压范围为：20V-26V；焊接速度范围为：20cm/min-35cm/min；焊丝直径为1.2mm，气体流量为15L/min。
8.根据权利要求6所述的板拼焊接槽钢的焊接方法，其特征在于，对V型坡道侧的非打底焊道进行焊接时：
焊接电流范围为：180A-250A；焊接电压范围为：24V-35V；焊接速度范围为：25cm/min-45cm/min；焊丝直径为1.2mm，气体流量为20L/min。
9.根据权利要求6所述的板拼焊接槽钢的焊接方法，其特征在于，在翼板和腹板的接触背面采用埋弧焊进行焊接时，以预设的焊接电流、焊接电压、焊接速度和焊丝直径进行焊接；
其中，对非坡口焊道进行焊接时：
焊接电流范围为：600A-670A；焊接电压范围为：28V-36V；焊接速度范围为：40cm/min-55cm/min；焊丝直径为4mm。
10.根据权利要求6所述的板拼焊接槽钢的焊接方法，其特征在于，还包括以下步骤：
通过预留反变形或刚性固定的方式，以减小翼板焊接角变形和整体变弯。
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