CN101081460A - 大型t型接头全熔透组合焊接工艺 - Google Patents

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CN101081460A CNA2007100384321A CN200710038432A CN101081460A CN 101081460 A CN101081460 A CN 101081460A CN A2007100384321 A CNA2007100384321 A CN A2007100384321A CN 200710038432 A CN200710038432 A CN 200710038432A CN 101081460 A CN101081460 A CN 101081460A
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梁晓宇
张勇
王文尔
李春明
赵旭平
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Abstract

本发明涉及一种大型T型接头全熔透组合焊接工艺。具有以下工艺步骤：(1)腹板焊接边加工K型坡口，不留钝边；(2)沿腹板长度方向每间隔1～5m，在腹板K型坡口和翼板之间放置厚度为1～3mm钢板垫块定位；(3)沿腹板长度方向每间隔0.8～2m，在翼板的一侧面与腹板之间点焊定位块；(4)进行打底焊接；(5)对K型坡口进行填充焊接及盖面焊接。本发明腹板坡口和翼板之间放置钢板垫块定位，可保证腹板和翼板之间有一定组合间隙，从而保证焊缝的全熔透焊接；在翼板与腹板之间点焊定位块，可防止在焊接过程中因焊缝收缩而引起焊缝前端的组合间隙变小造成焊缝根部未焊透缺陷，采用强度和韧性与母材相匹配的焊材，能保证焊缝力学性能不低于母材。

Description

大型T型接头全熔透组合焊接工艺
技术领域
本发明属于金属焊接技术领域，涉及一种大型T型接头全熔透组合焊接工艺。
背景技术
T型接头焊接指两个被焊接件之间组成T型形状焊接，其中竖立被接焊件称腹板，平放被焊接件称为翼板。大型T型接头焊接应用十分广泛，如焊接T型梁和H型钢。在海上石油钻井平台及海洋修井机中作为重要的受力部件T型导轨或H型钢导轨的焊接即为大型T型接头焊接在海上石油设施中的具体应用，该T型导轨或H型钢导轨的翼、腹板厚度一般25～30厘米，长度10～16米，材质多为Q345低合金钢。目前，海上石油钻井平台导轨及海洋修井机中导轨均为无坡口角焊缝焊接结构，作为大型焊接结构件，采用这种焊接方法，具有生产成本低、工效高、焊接变形小等优点，但这种焊接方法不能实现全熔透焊接，根部易产生焊接缺陷，这些焊接缺陷在构件处于受力状态下极易成为裂纹源，降低构件的疲劳强度，严重时会造成构件的整体失效。因此，作为重要承载部件的导轨，客观上对其焊缝有着较高的焊接质量要求，特别是对焊缝力学性能冲击吸收功Akv(J)有较高要求，显然，这种焊接方法很难达到这种要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型T型接头全熔透组合焊接工艺，能实现全熔透焊接，确保焊缝力学性能不低于母材，从而获得优质焊缝。
实现本发明目的采取的方案是：一种大型T型接头全熔透组合焊接工艺，具有以下工艺步骤：
(1)腹板焊接边开K型坡口，不留钝边；
(2)沿腹板长度方向每间隔1～5m，在腹板K型坡口和翼板之间放置厚度为1～3mm钢板垫块定位；
(3)沿腹板长度方向每间隔0.8～2m，在翼板的一侧面与腹板之间点焊定位块；
(4)进行打底焊接；
(5)对K型坡口进行填充焊接及盖面焊接。
所述K型坡口用机床加工，坡口角度为45～55°。
所述打底焊接后在焊道背面进行清根。
所述打底焊接采用CO2气体保护自动焊接小车焊接，其工艺参数是：焊接位置为平角焊，直流弧焊电源反接，预热温度允许最低值：5℃，层间温度允许最高值≤180℃，焊接电流：200～220A，电弧电压：28～30V，焊接速度：200～250mm/min。
所述K型坡口填充焊接及盖面焊接采用埋弧焊，其工艺参数是：焊接位置为船形焊，直流弧焊电源反接，焊接电流：600～700A，电弧电压：30～38V，焊接速度：20～25m/h。
采用本工艺方法进行大型T型接头组合焊接，焊接前由于在腹板坡口和翼板之间放置有钢板垫块定位，保证腹板和翼板之间有一定组合间隙，从而可实现全熔透焊接，在腹板的一侧面与翼板之间点焊定位块，可防止焊接过程中因焊缝收缩而引起焊缝前端的组合间隙变小造成焊缝根部未焊透缺陷；采用强度和韧性与母材相匹配的焊材，能保证焊缝力学性能不低于母材，从而获得优质焊缝。
附图说明
图1是海上石油钻井平台T型导轨焊接结构简图
图2是图1侧视图
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
如图1所示，海上石油钻井平台T型导轨由腹板1、翼板2焊接而成，腹板外形尺寸(长×宽×厚mm)/材质为：16000×170×25/Q345A，翼板外形尺寸(长×宽×厚mm)/材质为：16000×350×30/Q345A，作为大型T型接头构件其全熔透组合焊接工艺如下：
(1)腹板焊接边通过X2012型龙门铣床加工出K型坡口，不留钝边，坡口角度为45°。
(2)沿腹板长度方向，每间隔2m，在腹板K型坡口和翼板之间放置外形尺寸为100×50×3mm的钢板垫块定位；以保证腹板焊边和翼板之间有3mm的间隙。
(3)沿腹板长度方向，每间隔1m，在腹板的一侧面与翼板之间点焊□50×50×6mm/Q345A、长度为200mm的矩形管定位块；防止焊接过程中因焊缝收缩而引起焊缝前端的组合间隙变小而造成焊缝根部未焊透缺陷。
(4)采用CO2气体保护自动焊接小车进行打底焊接，其工艺参数是：焊接位置为平角焊，直流弧焊电源反接，预热温度允许最低值：5℃，层间温度允许最高值≤180℃，焊丝牌号：ER50-6，焊丝直径：φ1.2mm，焊接电流：200～220A，电弧电压：28～30V，焊接速度：200～250mm/min；打底焊接后在焊道背面进行清根。
(5)K型坡口填充焊接及盖面焊接采用埋弧焊焊接，其工艺参数是：焊接位置为船形焊，弧焊电源为直流反接，焊丝牌号：H10Mn2，焊丝直径：φ4mm，焊接电流：600～620A，电弧电压：30～32V，焊接速度：20～25m/h。
本发明实施例力学性能试验记录见表1
表1
力学性能检验记录表 焊评编号
107
 冲击试验试验标准号：AWS D1.1-2000  试验报告编号：2005-10-7
试样号  试验温度(℃) 试样 缺口 冲击吸收功Akv(J) 备注
尺寸 方向 位置 形式 尺寸 位置
 107-1  20℃ 10×10 侧面 焊缝 V型 45°±2° 焊缝 48.0
 107-1  20℃ 10×10 侧面 焊缝 V型 45°±2° 焊缝 44.0
 107-1  20℃ 10×10 侧面 焊缝 V型 45°±2° 焊缝 38.0
 107-3  20℃ 10×10 侧面 热影响区 V型 45°±2° 热影响区 76.0
 107-3  20℃ 10×10 侧面 热影响区 V型 45°±2° 热影响区 76.0
 107-3  20℃ 10×10 侧面 热影响区 V型 45°±2° 热影响区 68.0
本发明实施例外观和无损检测记录见表2
表2
外观和无损检测记录     焊评编号
    107#
焊缝外观检查
表面裂纹 无 单面焊根部未焊透 无
表面气孔 无 单面焊根部未溶合 无
弧坑 无 单面焊根部凹陷 无
咬边 无 角变形 10
焊缝余高(正面) 15×16mm 焊缝余高(反面) //
焊缝宽(正面) // 焊缝宽(反面) //
错边量 //
检验员：检17    2005年10月11日
    □MT    □PT    ★UT    检测报告编号：2005-386
检测标准 检测部位 结果 检测标准 检测部位   结果
AWS D1.1 焊缝根部 合格
检测者：探01    2005年10月12    审核人：探04
从表1看出，冲击试验结果也远远超过美国钢结构焊接规范AWS D1.1-2000规定的27J。
从表2看出，经焊缝外观检测和超声波探伤，焊缝外观质量和内部质量完全达到美国钢结构焊接规范AWS D1.1-2000标准的合格要求。

Claims (5)

1、一种大型T型接头全熔透组合焊接工艺，该T型接头组合焊接指竖立的称为腹板的被焊件与平放的称为翼板的被焊接件进行焊接，具有以下工艺步骤：
①腹板焊接边开K型坡口，不留钝边；
②沿腹板长度方向每间隔1～5m，在腹板K型坡口和翼板之间放置厚度为1～3mm钢板垫块定位；
③沿腹板长度方向每间隔0.8～2m，在翼板的一侧面与腹板之间点焊定位块；
④进行打底焊接；
⑤对K型坡口进行填充焊接及盖面焊接。
2、如权利要求1所述大型T型接头全熔透组合焊接工艺，其特征在于：所述K型坡口用机床加工，坡口角度为45～55°。
3、如权利要求1所述大型T型接头全熔透组合焊接工艺，其特征在于：所述打底焊接后在焊道背面进行清根。
4、如权利要求1所述大型T型接头全熔透组合焊接工艺，其特征在于：所述打底焊接采用CO2气体保护自动焊接小车焊接，其工艺参数是：焊接位置为平角焊，直流弧焊电源反接，预热温度允许最低值：5℃，层间温度允许最高值≤180℃，焊接电流：200～220A，电弧电压：28～30V，焊接速度：200～250mm/min。
5、如权利要求1所述大型T型接头全熔透组合焊接工艺，其特征在于：所述K型坡口填充焊接及盖面焊接采用埋弧焊，其工艺参数是：焊接位置为船形焊，直流弧焊电源反接，焊接电流：600～700A，电弧电压：30～38V，焊接速度：20～25m/h。
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