CN101491855A - T、l型厚板接头熔透焊接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种T、L型厚板接头熔透焊接的方法，首先采用靠轮式坡口切割机进行工件的坡口切割，以使坡口面角度均匀，控制坡口钝边和切割偏差；调整工件放置角度，将工件倾斜于地面25～30°角放置，焊接时使焊丝延长线位于工件接合中心；检查定位焊点，将正面有影响的定位焊点采用碳弧气刨清除，反面埋弧焊之前将所有定位焊点全部清除，并采用砂轮将碳刨处打磨修正；采用削减钝边厚度、气体保护焊封底的方法，消除传统焊接工艺接合处隐患，以气保焊缝为埋弧焊熔池垫；调整焊机的参数匹配，正反面首道焊缝采用大电流、中电压进行焊接；增强施工区域照明强度，改善操作环境。运用本方法提高了焊缝的一次检测合格率，改善了焊缝外观质量。

Description

T、L型厚板接头熔透焊接的方法

技术领域

本发明涉及一种T型和L型厚板接头熔透焊接的方法。

背景技术

由厚板焊接的工字或箱型实腹结构件越来越广泛应用于桥梁、大型场馆、高楼、电厂等大型工程，T、L型厚板接头熔透焊接成为厚板钢结构加工的最大技术障碍。早期，厚板焊接多数应用于非熔透焊的受压构件。近年来钢结构的发展突飞猛进，应用范围越来越广泛，厚板熔透焊也随之得到发展。由于此方面知识、经验积累有限，人们沿用同类薄板熔透焊(以较大的坡口钝边作为焊接熔池垫)及厚板非熔透焊(将工件倾斜于地面45°放置的方法)，人为地加大电流、电压，预想能够熔透，但实际结果不理想，具体情况如下：

1.坡口切割角度不均匀，焊接时易出现焊丝端部与坡口面间隔接触，触点处熔液虚盖坡口处，埋下了未熔合隐患；坡口边缘不均匀，工件接合处盖面焊接时，为完全盖住坡口边缘，只能增加盖面焊道数来弥补其缺陷，这样，既增加焊接工作量，又使焊缝过烧，还影响焊缝观感质量。焊缝质量不理想，焊材使用量大，焊接人工增大。

2.以较大的坡口钝边作为熔池垫，此方法沿用了薄板同类焊接的方法，针对薄腹板厚度小于14mm，其T型接头腹板可不开坡口，即均匀的板厚作为熔池垫；其匹配的翼板厚度相对较小，易矫直一般不存在装配间隙，焊接时可以较稳定地使用大电流，即可以完全熔透，又可使接合处的夹杂在大电流作用下进入药皮；厚板工件接合处不可避免存在装配间隙(由于厚板难矫直的特性所决定)、坡口切割精度不佳(钝边偏差较大)、设定的大钝边与翼板较大接触面易残留杂物等三方面原因导致不稳定的熔池垫，其薄厚不均、不确定间隙的存在，使其焊接支托性能极差。实际操作中，按设定大电流焊接易击穿，为了不被击穿，实际操作不得不减小电流，这样焊缝整体熔深达不到工艺要求，反面碳刨清根面大点多，焊接质量不易控制，也就在接合处根部埋下了夹渣、未熔合的隐患。

3.沿用厚板非熔透焊的方法，将工件倾斜于地面45°角度放置，人为想通过大电流电压完全熔透，并将接合处夹渣完全熔合后进入药皮。实际工作中，人们无论如何控制，实际结果与预想大相径庭，无损检测一次合格率极低，主要表现为焊缝根部未熔合、接头根部夹渣、接头侧面母材咬合性夹渣，焊缝表面边缘咬肉和焊缝外观明显不佳。真正的原因是电弧熔池最佳熔合范围未在厚板工件接合处中心区域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种T、L型厚板接头熔透焊接的方法，其克服了传统焊接方法的缺陷，提高焊缝检测的合格率，改善焊缝外观质量。

为解决上述技术问题，本发明T、L型厚板接头熔透焊接的方法包括如下步骤：

步骤一、采用靠轮式坡口切割机进行工件的坡口切割，以使坡口面角度均匀，角度偏差控制在0～2°范围内，坡口钝边按2mm进行控制，其切割偏差控制在±1mm；使其均匀，直线或弧线流畅；

步骤二、工件装配，其方法与传统基本相同，注意接合处密贴，一旦存在装配间隙必须以气体保护焊补焊修磨；

步骤三、检查定位焊点，正面焊缝气保焊之前将有影响的定位焊点进行标识，在进行气保焊封底过程中，将有影响的定位焊点采用碳弧气刨清除，反面埋弧焊之前将所有定位焊点全部清除，并采用砂轮将碳刨处打磨修正；

步骤四、采用气体保护焊缝为焊接熔池垫，削减工件坡口钝边厚度，采用气体保护焊封底，其熔池垫较为均匀，为首道埋弧焊大电流的正常使用创造条件；

步骤五、利用电脑模拟工件焊接实况，调整工件放置角度，修正实际的焊接角度，将工件倾斜于地面25～30°角放置，焊接时使焊丝延长线位于工件接合中心；

步骤六、根据钝边小及采用气保焊封底，使接合部位有较强的熔池支托，调整焊机的参数匹配，正反面首道埋弧焊采用大电流、中电压进行焊接；

步骤七、填充焊焊采用中电流、中电压进行焊接，根据不同板厚，其正反两面填充埋弧焊道数有所不同；

步骤八、盖面埋弧焊采用中电流、大电压进行焊接，其正反两面埋弧焊盖面焊一般分两道进行；

步骤九、增强施工区域照明强度，避免操作人员视觉误差影响焊接，在焊机小车前部设置一安全照明灯，同时在焊嘴处增设与工作焊丝同步的钢丝，并将光线垂直投向钢丝，钢丝正投影于焊接部位，便于操作人员对工作焊丝的即时调整，为焊接熔透消除了未熔合缺陷。

由于本发明T、L型厚板接头熔透焊接的方法采用了上述技术方案，即首先采用靠轮式坡口切割机进行厚板的坡口切割。传统工艺由于因钝边、坡口不均易产生根部未熔合缺陷；钝边较大，工件接触面积增大，易残留杂物，其是导致厚板焊接根部夹渣的重要原因。靠轮式坡口切割从根源上解决坡口切割精度问题，并重新设定钝边参数，为厚板熔透焊接存在根部夹渣、根部未熔合的缺陷扫除了障碍；同时工件放置角度直接决定了焊接角度的大小，其是焊接熔透的关键点，因此调整工件与地面的倾斜角使焊丝处于工件连接中心以达到熔透的目的；焊接根部缺陷是厚板焊接中的致命缺陷，且厚钝边、单面清除根部焊接缺陷，其清除面大点多易在根部留下隐患，故将钝边设置为2mm，其未熔合只发生在定位焊点处，故采用双面清定位焊点方法，彻底消除根部焊接隐患，其碳弧气刨量极小，既节省碳棒，又减少此方面人工，还大幅压缩传统工艺时间，双面清除根部焊接缺陷比单面清除较为彻底，不易残留隐患；采用气体保护焊封底，焊缝厚度均匀为大电流焊接正常稳定运行提供了较好的熔池垫；调整焊机参数匹配，首道埋弧焊为大电流、中电压，其大电流首焊可以使根部支托熔合处于临界状态，反面焊接可适当加大电流电压熔合比，根部焊缝经二次熔合，彻底扫除了根部未熔合缺陷；填充焊采用中电流、中电压进行焊接；盖面埋弧焊采用中电流、大电压进行焊接，这样从根源上彻底消除了根部缺陷及两侧母材咬合性夹渣，同时也从根源上解决了焊缝观感质量问题；改善操作环境，借助于安全照明灯对同步钢丝的正投影，来判断工作焊丝对坡口的位置，并适时进行调整，使工作焊丝始终处于工件接口中心部位，从根源上彻底消除了因视线不佳对焊接的影响，减少操作人员视疲劳，增强操作性。如此，克服了传统焊接方法的缺陷，提高焊缝一次检测合格率，改善焊缝外观质量。

具体实施方式

本发明T、L型厚板接头熔透焊接的方法包括如下步骤：

步骤一、采用靠轮式坡口切割机进行工件的坡口切割，以使坡口面角度均匀，角度偏差控制在0～2°范围内，坡口钝边按2mm进行控制，其切割偏差控制在±1mm；使其均匀，直线或弧线流畅；

步骤二、工件装配，其方法与传统基本相同，注意接合处密贴，一旦存在装配间隙必须以气体保护焊补焊修磨；

步骤三、检查定位焊点，正面焊缝气保焊之前将有影响的定位焊点进行标识，在进行气保焊封底过程中，将有影响的定位焊点采用碳弧气刨清除，反面埋弧焊之前将所有定位焊点全部清除，并采用砂轮将碳刨处打磨修正；

步骤四、采用气体保护焊缝为焊接熔池垫，削减工件坡口钝边厚度，采用气体保护焊封底，其熔池垫较为均匀，为首道埋弧焊大电流的正常使用创造条件；

步骤五、利用电脑模拟工件焊接实况，调整工件放置角度，修正实际的焊接角度，将工件倾斜于地面25～30°角放置，焊接时使焊丝延长线位于工件接合中心；

步骤六、根据钝边小及采用气保焊封底，使接合部位有较强的熔池支托，调整焊机的参数匹配，正反面首道埋弧焊采用大电流、中电压进行焊接；

步骤七、填充焊焊采用中电流、中电压进行焊接，根据不同板厚，其正反两面填充埋弧焊道数有所不同；

步骤八、盖面埋弧焊采用中电流、大电压进行焊接，其正反两面埋弧焊盖面焊一般分两道进行；

步骤九、增强施工区域照明强度，避免操作人员视觉误差影响焊接，在焊机小车前部设置一安全照明灯，同时在焊嘴处增设与工作焊丝同步的钢丝，并将光线垂直投向钢丝，钢丝正投影于焊接部位，便于操作人员对工作焊丝的即时调整，为焊接熔透消除了未熔合缺陷。

本方法实施应注意如下各点；

1、由于工件下料精度直接影响到坡口切割精度，工件下料时必须注意其切割边缘的直线度、切割面垂直度及光洁度。

直线度控制在±1mm范围之内。

切割面无缺豁、割纹深度控制在±0.2mm范围之内。

2、工件坡口切割是T、L型厚板熔透焊的重要一环，坡口面角度、钝边的均匀性对T、L型厚板接头熔透焊有重要影响，角度不均匀，在焊接过程中焊丝极易熔化在坡口接触点上，为根部未熔合埋下隐患，钝边不均匀，影响首道焊接的电流，容易出现夹渣。通常坡口切割之前必须对一次切割边缘进行检查，一旦发现大于1mm缺豁，必须补焊打磨。本方法的坡口切割采用靠轮式坡口切割技术，从根本上解决了坡口角度大小不一、钝边薄厚不一的缺陷，为T、L型厚板熔透焊创造了必要条件。

3、工件放置角度是T、L型厚板熔透焊的决定性因素，传统焊接工是以工件与地面呈45°倾斜放置，工作焊丝中心偏向翼板，未穿越翼腹板接合中心，导致根部未熔合。经过多次试验及电脑模拟，工件25～30°放置角度较适宜，这样焊接熔池在腹翼板接合中心处熔合，确保根部熔透问题。

4、由气保焊封底焊缝取代钝边作为焊接熔池垫，焊缝厚度均匀，为首道埋弧焊大电流使用奠定了基础，充分保证了根部焊接的熔合性。

5、根部缺陷清理不彻底，易导致焊缝根部间隔性点状未熔透。传统上采用反面全焊缝长度范围内碳弧气刨清除法，清除面大点多，且深度有限，一旦正面焊点缺陷存在，只采用反面清理是很难彻底清除的。本方法采用正反双面碳弧气刨清除法，能够彻底清除有影响的定位焊点。正面气保焊封底焊过程中，以碳弧气刨清除定位焊点，在此基础上反面再以碳弧气刨清除定位焊点，这样能较彻底清除定位焊点，消除焊接根部未熔合的隐患。

6、正反两面首道自动埋弧焊，其电流电压熔合比均要求较大，正面电流控制在680～720A，电压控制在30～32V；反面电流控制在700～750A，电压控制在28～31V，这样避免电压过大在接口母材两侧产生咬合性夹渣，又可以在大电流的情况下将气保焊封底焊缝熔合。

7、填充焊采用中电流、中电压进行焊接，根据不同的板厚，其正反两面填充埋弧焊道数有所不同，其电流控制在650～700A，电压控制在31～33V，这样根据坡口面的宽度适时调整电压，可避免因电压过大在接口母材两侧产生咬合性夹渣。

8、盖面埋弧焊采用中电流、大电压进行焊接，其正反两面埋弧焊盖面焊一般分两道进行，其电流控制在630～650A，电压控制在33～38V，这样根据坡口面的宽度适时调整电压，可使盖面焊缝与边缘母材有较好的熔合性，且焊缝整体美观流畅。

Claims (1)

1、一种T、L型厚板接头熔透焊接的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤，

步骤一、采用靠轮式坡口切割机进行工件的坡口切割，以使坡口面角度均匀，角度偏差控制在0～2°范围内；坡口钝边按2mm进行控制，其切割偏差控制在±1mm；使其均匀，直线或弧线流畅；

步骤二、工件装配时需使工件的接合处密贴，一旦存在装配间隙必须以气体保护焊补焊修磨；

步骤三、检查工件的定位焊点，在工件正面焊缝气保焊之前将有影响的定位焊点进行标识，在进行气保焊封底过程中，将经标定的定位焊点采用碳弧气刨清除，在工件反面埋弧焊之前将所有定位焊点全部清除，并采用砂轮将碳刨处打磨修正；

步骤四、采用气体保护焊缝为焊接熔池垫，削减工件坡口钝边厚度，采用气体保护焊封底，其熔池垫较为均匀，为首道埋弧焊大电流的正常使用创造条件；

步骤五、利用电脑模拟工件焊接实况，调整工件放置角度，修正实际的焊接角度，将工件倾斜于地面25～30°角放置，焊接时使焊丝延长线位于工件接合中心；

步骤六、根据钝边小及采用气保焊封底，使工件的接合部位有较强的熔池支托，调整焊机的参数匹配，在工件正反面首道埋弧焊采用大电流、中电压进行焊接；

步骤七、工件接合部填充焊采用中电流、中电压进行焊接，根据不同板厚，其正反两面填充埋弧焊道数有所不同；

步骤八、工件接合部盖面埋弧焊采用中电流、大电压进行焊接，其正反两面埋弧焊盖面焊一般分两道进行；

步骤九、增强施工区域照明强度，避免操作人员视觉误差影响焊接，在焊机小车前部设置一安全照明灯，同时在焊嘴处增设与工作焊丝同步的钢丝，并将光线垂直投向钢丝，钢丝正投影于焊接部位，便于操作人员对工作焊丝的即时调整，为焊接熔透消除了未熔合缺陷。