專利名稱：T、l型厚板接頭熔透焊接的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種T型和L型厚板接頭熔透焊接的方法。
背景技術(shù)：
由厚板焊接的工字或箱型實(shí)腹結(jié)構(gòu)件越來越廣泛應(yīng)用于橋梁、大型場館、 高樓、電廠等大型工程，T、 L型厚板接頭熔透焊接成為厚板鋼結(jié)構(gòu)加工的最大 技術(shù)障礙。早期，厚板焊接多數(shù)應(yīng)用于非熔透焊的受壓構(gòu)件。近年來鋼結(jié)構(gòu)的 發(fā)展突飛猛進(jìn)，應(yīng)用范圍越來越廣泛，厚板熔透焊也隨之得到發(fā)展。由于此方 面知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)積累有限，人們沿用同類薄板熔透焊(以較大的坡口鈍邊作為焊 接熔池墊)及厚板非熔透焊(將工件傾斜于地面45 °放置的方法)，人為地 加大電流、電壓，預(yù)想能夠熔透，但實(shí)際結(jié)果不理想，具體情況如下
1. 坡口切割角度不均勻，焊接時(shí)易出現(xiàn)焊絲端部與坡口面間隔接觸，觸點(diǎn) 處熔液虛蓋坡口處，埋下了未熔合隱患；坡口邊緣不均勻，工件接合處蓋面焊 接時(shí)，為完全蓋住坡口邊緣，只能增加蓋面焊道數(shù)來彌補(bǔ)其缺陷，這樣，既增 加焊接工作量，又使焊縫過燒，還影響焊縫觀感質(zhì)量。焊縫質(zhì)量不理想，焊材 使用量大，焊接人工增大。
2. 以較大的坡口鈍邊作為熔池墊，此方法沿用了薄板同類焊接的方法， 針對(duì)薄腹板厚度小于14mm，其T型接頭腹板可不開坡口，即均勻的板厚作為熔 池墊；其匹配的翼板厚度相對(duì)較小，易矯直一般不存在裝配間隙，焊接時(shí)可以 較穩(wěn)定地使用大電流，即可以完全熔透，又可使接合處的夾雜在大電流作用下 進(jìn)入藥皮；厚板工件接合處不可避免存在裝配間隙(由于厚板難矯直的特性所 決定)、坡口切割精度不佳(鈍邊偏差較大)、設(shè)定的大鈍邊與翼板較大接觸 面易殘留雜物等三方面原因?qū)е虏环€(wěn)定的熔池墊，其薄厚不均、不確定間隙的 存在，使其焊接支托性能極差。實(shí)際操作中，按設(shè)定大電流焊接易擊穿，為了 不被擊穿，實(shí)際操作不得不減小電流，這樣焊縫整體熔深達(dá)不到工藝要求，反面碳刨清根面大點(diǎn)多，焊接質(zhì)量不易控制，也就在接合處根部埋下了夾渣、未 熔合的隱患。
3.沿用厚板非熔透焊的方法，將工件傾斜于地面45。角度放置，人為想通 過大電流電壓完全熔透，并將接合處夾渣完全熔合后進(jìn)入藥皮。實(shí)際工作中， 人們無論如何控制，實(shí)際結(jié)果與預(yù)想大相徑庭，無損檢測一次合格率極低，主 要表現(xiàn)為焊縫根部未熔合、接頭根部夾渣、接頭側(cè)面母材咬合性夾渣，焊縫表 面邊緣咬肉和焊縫外觀明顯不佳。真正的原因是電弧熔池最佳熔合范圍未在厚 板工件接合處中心區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種T、 L型厚板接頭熔透焊接的方法， 其克服了傳統(tǒng)焊接方法的缺陷，提高焊縫檢測的合格率，改善焊縫外觀質(zhì)量。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明T、 L型厚板接頭熔透焊接的方法包括如下 步驟
步驟一、采用靠輪式坡口切割機(jī)進(jìn)行工件的坡口切割，以使坡口面角度均 勻，角度偏差控制在0 2。范圍內(nèi)，坡口鈍邊按2mm進(jìn)行控制，其切割偏差控 制在土lmm;使其均勻，直線或弧線流暢；
步驟二、工件裝配，其方法與傳統(tǒng)基本相同，注意接合處密貼， 一旦存在 裝配間隙必須以氣體保護(hù)焊補(bǔ)焊修磨；
步驟三、檢查定位焊點(diǎn)，正面焊縫氣保焊之前將有影響的定位焊點(diǎn)進(jìn)行標(biāo) 識(shí)，在進(jìn)行氣保焊封底過程中，將有影響的定位焊點(diǎn)采用碳弧氣刨清除，反面
埋弧焊之前將所有定位焊點(diǎn)全部清除，并采用砂輪將碳刨處打磨修正；
步驟四、釆用氣體保護(hù)焊縫為焊接熔池墊，削減工件坡口鈍邊厚度，采用 氣體保護(hù)焊封底，其熔池墊較為均勻，為首道埋弧焊大電流的正常使用創(chuàng)造條 件；
步驟五、利用電腦模擬工件焊接實(shí)況，調(diào)整工件放置角度，修正實(shí)際的焊 接角度，將工件傾斜于地面25 30。角放置，焊接時(shí)使焊絲延長線位于工件接 合中心；
步驟六、根據(jù)鈍邊小及采用氣保焊封底，使接合部位有較強(qiáng)的熔池支托， 調(diào)整焊機(jī)的參數(shù)匹配，正反面首道埋弧焊采用大電流、中電壓進(jìn)行焊接；步驟七、填充焊焊采用中電流、中電壓進(jìn)行焊接，根據(jù)不同板厚，其正反兩 面填充埋弧焊道數(shù)有所不同；
步驟八、蓋面埋弧焊采用中電流、大電壓進(jìn)行焊接，其正反兩面埋弧焊蓋
面焊一般分兩道進(jìn)行；
步驟九、增強(qiáng)施工區(qū)域照明強(qiáng)度，避免操作人員視覺誤差影響焊接，在焊 機(jī)小車前部設(shè)置一安全照明燈，同時(shí)在焊嘴處增設(shè)與工作焊絲同步的鋼絲，并
將光線垂直投向鋼絲，鋼絲正投影于焊接部位，便于操作人員對(duì)工作焊絲的即 時(shí)調(diào)整，為焊接熔透消除了未熔合缺陷。
由于本發(fā)明T、 L型厚板接頭熔透焊接的方法采用了上述技術(shù)方案，即首 先采用靠輪式坡口切割機(jī)進(jìn)行厚板的坡口切割。傳統(tǒng)工藝由于因鈍邊、坡口不 均易產(chǎn)生根部未熔合缺陷；鈍邊較大，工件接觸面積增大，易殘留雜物，其是導(dǎo) 致厚板焊接根部夾渣的重要原因?？枯喪狡驴谇懈顝母瓷辖鉀Q坡口切割精度 問題，并重新設(shè)定鈍邊參數(shù)，為厚板熔透焊接存在根部夾渣、根部未熔合的缺 陷掃除了障礙；同時(shí)工件放置角度直接決定了焊接角度的大小，其是焊接熔透 的關(guān)鍵點(diǎn)，因此調(diào)整工件與地面的傾斜角使焊絲處于工件連接中心以達(dá)到熔透 的目的；焊接根部缺陷是厚板焊接中的致命缺陷，且厚鈍邊、單面清除根部焊 接缺陷，其清除面大點(diǎn)多易在根部留下隱患，故將鈍邊設(shè)置為2mm，其未熔合 只發(fā)生在定位焊點(diǎn)處，故采用雙面清定位焊點(diǎn)方法，徹底消除根部焊接隱患， 其碳弧氣刨量極小，既節(jié)省碳棒，又減少此方面人工，還大幅壓縮傳統(tǒng)工藝時(shí) 間，雙面清除根部焊接缺陷比單面清除較為徹底，不易殘留隱患；釆用氣體保 護(hù)焊封底，焊縫厚度均勻?yàn)榇箅娏骱附诱７€(wěn)定運(yùn)行提供了較好的熔池墊；調(diào) 整焊機(jī)參數(shù)匹配，首道埋弧焊為大電流、中電壓，其大電流首焊可以使根部支 托熔合處于臨界狀態(tài)，反面焊接可適當(dāng)加大電流電壓熔合比，根部焊縫經(jīng)二次 熔合，徹底掃除了根部未熔合缺陷；填充焊采用中電流、中電壓進(jìn)行焊接；蓋 面埋弧焊采用中電流、大電壓進(jìn)行焊接，這樣從根源上徹底消除了根部缺陷及 兩側(cè)母材咬合性夾渣，同時(shí)也從根源上解決了焊縫觀感質(zhì)量問題；改善操作環(huán) 境，借助于安全照明燈對(duì)同步鋼絲的正投影，來判斷工作焊絲對(duì)坡口的位置，并 適時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使工作焊絲始終處于工件接口中心部位，從根源上徹底消除了 因視線不佳對(duì)焊接的影響，減少操作人員視疲勞，增強(qiáng)操作性。如此，克服了
5傳統(tǒng)焊接方法的缺陷，提高焊縫一次檢測合格率，改善焊縫外觀質(zhì)量。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明T、 L型厚板接頭熔透焊接的方法包括如下步驟-
步驟一、采用靠輪式坡口切割機(jī)進(jìn)行工件的坡口切割，以使坡口面角度均 勻，角度偏差控制在0 2。范圍內(nèi)，坡口鈍邊按2mm進(jìn)行控制，其切割偏差控 制在士lmm;使其均勻，直線或弧線流暢；
步驟二、工件裝配，其方法與傳統(tǒng)基本相同，注意接合處密貼， 一旦存在 裝配間隙必須以氣體保護(hù)焊補(bǔ)焊修磨；
步驟三、檢查定位焊點(diǎn)，正面焊縫氣保焊之前將有影響的定位焊點(diǎn)進(jìn)行標(biāo) 識(shí)，在進(jìn)行氣保焊封底過程中，將有影響的定位焊點(diǎn)采用碳弧氣刨清除，反面 埋弧焊之前將所有定位焊點(diǎn)全部清除，并采用砂輪將碳刨處打磨修正；
步驟四、采用氣體保護(hù)焊縫為焊接熔池墊，削減工件坡口鈍邊厚度，采用 氣體保護(hù)焊封底，其熔池墊較為均勻，為首道埋弧焊大電流的正常使用創(chuàng)造條 件；
步驟五、利用電腦模擬工件焊接實(shí)況，調(diào)整工件放置角度，修正實(shí)際的焊 接角度，將工件傾斜于地面25 30°角放置，焊接時(shí)使焊絲延長線位于工件接 合中心；
步驟六、根據(jù)鈍邊小及采用氣保焊封底，使接合部位有較強(qiáng)的熔池支托， 調(diào)整焊機(jī)的參數(shù)匹配，正反面首道埋弧焊采用大電流、中電壓進(jìn)行焊接；
步驟七、填充焊焊采用中電流、中電壓進(jìn)行焊接，根據(jù)不同板厚，其正反 兩面填充埋弧焊道數(shù)有所不同；
步驟八、蓋面埋弧焊采用中電流、大電壓進(jìn)行焊接，其正反兩面埋弧焊蓋 面焊一般分兩道進(jìn)行；
步驟九、增強(qiáng)施工區(qū)域照明強(qiáng)度，避免操作人員視覺誤差影響焊接，在焊 機(jī)小車前部設(shè)置一安全照明燈，同時(shí)在焊嘴處增設(shè)與工作焊絲同步的鋼絲，并 將光線垂直投向鋼絲，鋼絲正投影于焊接部位，便于操作人員對(duì)工作焊絲的即 時(shí)調(diào)整，為焊接熔透消除了未熔合缺陷。
本方法實(shí)施應(yīng)注意如下各點(diǎn)；
61、 由于工件下料精度直接影響到坡口切割精度，工件下料時(shí)必須注意其 切割邊緣的直線度、切割面垂直度及光潔度。
直線度控制在± lmm范圍之內(nèi)。
切割面無缺豁、割紋深度控制在士0.2mm范圍之內(nèi)。
2、 工件坡口切割是T、 L型厚板熔透焊的重要一環(huán)，坡口面角度、鈍邊的 均勻性對(duì)T、 L型厚板接頭熔透焊有重要影響，角度不均勻，在焊接過程中焊 絲極易熔化在坡口接觸點(diǎn)上，為根部未熔合埋下隱患，鈍邊不均勻，影響首道 焊接的電流，容易出現(xiàn)夾渣。通常坡口切割之前必須對(duì)一次切割邊緣進(jìn)行檢査， 一旦發(fā)現(xiàn)大于lmm缺豁，必須補(bǔ)焊打磨。本方法的坡口切割采用靠輪式坡口切 割技術(shù)，從根本上解決了坡口角度大小不一、鈍邊薄厚不一的缺陷，為T、 L 型厚板熔透焊創(chuàng)造了必要條件。
3、 工件放置角度是T、 L型厚板熔透焊的決定性因素，傳統(tǒng)焊接工是以工 件與地面呈45。傾斜放置，工作焊絲中心偏向翼板，未穿越翼腹板接合中心， 導(dǎo)致根部未熔合。經(jīng)過多次試驗(yàn)及電腦模擬，工件25 30°放置角度較適宜， 這樣焊接熔池在腹翼板接合中心處熔合，確保根部熔透問題。
4、 由氣保焊封底焊縫取代鈍邊作為焊接熔池墊，焊縫厚度均勻，為首道 埋弧焊大電流使用奠定了基礎(chǔ)，充分保證了根部焊接的熔合性。
5、 根部缺陷清理不徹底，易導(dǎo)致焊縫根部間隔性點(diǎn)狀未熔透。傳統(tǒng)上采 用反面全焊縫長度范圍內(nèi)碳弧氣刨清除法，清除面大點(diǎn)多，且深度有限， 一旦 正面焊點(diǎn)缺陷存在，只采用反面清理是很難徹底清除的。本方法采用正反雙面 碳弧氣刨清除法，能夠徹底清除有影響的定位焊點(diǎn)。正面氣保焊封底焊過程中， 以碳弧氣刨清除定位焊點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上反面再以碳弧氣刨清除定位焊點(diǎn)，這樣 能較徹底清除定位焊點(diǎn)，消除焊接根部未熔合的隱患。
6、 正反兩面首道自動(dòng)埋弧焊，其電流電壓熔合比均要求較大，正面電流 控制在680 720A，電壓控制在30 32V;反面電流控制在700 750A，電壓控 制在28 31V，這樣避免電壓過大在接口母材兩側(cè)產(chǎn)生咬合性夾渣，又可以在 大電流的情況下將氣保焊封底焊縫熔合。
7、 填充焊采用中電流、中電壓進(jìn)行焊接，根據(jù)不同的板厚，其正反兩面 填充埋弧焊道數(shù)有所不同，其電流控制在650 700A，電壓控制在31 33V，這樣根據(jù)坡口面的寬度適時(shí)調(diào)整電壓，可避免因電壓過大在接口母材兩側(cè)產(chǎn)生 咬合性夾渣。
8、蓋面埋弧焊采用中電流、大電壓進(jìn)行焊接，其正反兩面埋弧焊蓋面焊 一般分兩道進(jìn)行，其電流控制在630 650A，電壓控制在33 38V，這樣根據(jù) 坡口面的寬度適時(shí)調(diào)整電壓，可使蓋面焊縫與邊緣母材有較好的熔合性，且焊 縫整體美觀流暢。
權(quán)利要求
1、一種T、L型厚板接頭熔透焊接的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟，步驟一、采用靠輪式坡口切割機(jī)進(jìn)行工件的坡口切割，以使坡口面角度均勻，角度偏差控制在0～2°范圍內(nèi)；坡口鈍邊按2mm進(jìn)行控制，其切割偏差控制在±1mm；使其均勻，直線或弧線流暢；步驟二、工件裝配時(shí)需使工件的接合處密貼，一旦存在裝配間隙必須以氣體保護(hù)焊補(bǔ)焊修磨；步驟三、檢查工件的定位焊點(diǎn)，在工件正面焊縫氣保焊之前將有影響的定位焊點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在進(jìn)行氣保焊封底過程中，將經(jīng)標(biāo)定的定位焊點(diǎn)采用碳弧氣刨清除，在工件反面埋弧焊之前將所有定位焊點(diǎn)全部清除，并采用砂輪將碳刨處打磨修正；步驟四、采用氣體保護(hù)焊縫為焊接熔池墊，削減工件坡口鈍邊厚度，采用氣體保護(hù)焊封底，其熔池墊較為均勻，為首道埋弧焊大電流的正常使用創(chuàng)造條件；步驟五、利用電腦模擬工件焊接實(shí)況，調(diào)整工件放置角度，修正實(shí)際的焊接角度，將工件傾斜于地面25～30°角放置，焊接時(shí)使焊絲延長線位于工件接合中心；步驟六、根據(jù)鈍邊小及采用氣保焊封底，使工件的接合部位有較強(qiáng)的熔池支托，調(diào)整焊機(jī)的參數(shù)匹配，在工件正反面首道埋弧焊采用大電流、中電壓進(jìn)行焊接；步驟七、工件接合部填充焊采用中電流、中電壓進(jìn)行焊接，根據(jù)不同板厚，其正反兩面填充埋弧焊道數(shù)有所不同；步驟八、工件接合部蓋面埋弧焊采用中電流、大電壓進(jìn)行焊接，其正反兩面埋弧焊蓋面焊一般分兩道進(jìn)行；步驟九、增強(qiáng)施工區(qū)域照明強(qiáng)度，避免操作人員視覺誤差影響焊接，在焊機(jī)小車前部設(shè)置一安全照明燈，同時(shí)在焊嘴處增設(shè)與工作焊絲同步的鋼絲，并將光線垂直投向鋼絲，鋼絲正投影于焊接部位，便于操作人員對(duì)工作焊絲的即時(shí)調(diào)整，為焊接熔透消除了未熔合缺陷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種T、L型厚板接頭熔透焊接的方法，首先采用靠輪式坡口切割機(jī)進(jìn)行工件的坡口切割，以使坡口面角度均勻，控制坡口鈍邊和切割偏差；調(diào)整工件放置角度，將工件傾斜于地面25～30°角放置，焊接時(shí)使焊絲延長線位于工件接合中心；檢查定位焊點(diǎn)，將正面有影響的定位焊點(diǎn)采用碳弧氣刨清除，反面埋弧焊之前將所有定位焊點(diǎn)全部清除，并采用砂輪將碳刨處打磨修正；采用削減鈍邊厚度、氣體保護(hù)焊封底的方法，消除傳統(tǒng)焊接工藝接合處隱患，以氣保焊縫為埋弧焊熔池墊；調(diào)整焊機(jī)的參數(shù)匹配，正反面首道焊縫采用大電流、中電壓進(jìn)行焊接；增強(qiáng)施工區(qū)域照明強(qiáng)度，改善操作環(huán)境。運(yùn)用本方法提高了焊縫的一次檢測合格率，改善了焊縫外觀質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23K9/00GK101491855SQ20081003751
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者寧偉勝, 寧淑娟, 董興華 申請(qǐng)人:中冶天工上海十三冶建設(shè)有限公司