CN102500890B - 一种碳钢薄板箱体的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
一种碳钢薄板箱体的焊接方法，首先在待焊接薄板上加工出合理的坡口结构，采用埋弧自动焊接方式焊接，焊接参数为：焊接电流I：38～48A，焊接速度v：80～100mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1；将箱体各面板组合焊接后，进行箱体四面和底面的拼对，焊接前先进行间断点焊接，间隔点间距100mm，然后在箱体内加X形支撑杆，保持焊接过程的刚性。本发明适于批量加工碳钢薄板箱体，采用自动焊接方式，坡口制作方便，工艺参数合理，工艺稳定性良好，焊接质量能够满足批量生产，达到产品设计的技术指标。
Description
技术领域：
本发明涉及大型碳钢薄板箱体的自动焊接方法。
背景技术：
冶金领域大型钢结构件炉喉炉壳，属于封闭式箱体大型焊接钢结构。这些大型结构件是由薄钢板焊接而成的大型钢结构件。钢板厚度一般为6mm，最大长度可达9128mm，最大宽度为2928mm，材质是Q235A。箱体侧板、顶板及底板及整个壳体制作均采用组合焊接和装配。
Q235A是最普遍采用碳素结构钢，焊接上述超大型的箱体，要达到几何尺寸和形位公差的要求十分困难。由于板宽不够需要对板进行对接，焊缝可达9米之长；大长焊缝大截面熔敷必然造成较大的焊接变形。此外，箱体四面板组合焊接也会带来整个箱体的变形问题。有关变形情形参见图4～图8。这些焊缝如果采用手工焊，不仅延长了工时，而且由于人工操作误差较大产生不必要的修复甚至报废。因此，有必要采用自动焊的方法提高劳动效率和节省时间成本。因此，自动焊工艺的开发是本领域亟待解决的课题之一。
发明内容：
本发明的目的是提供一种碳钢薄板箱体的焊接方法，它适于批量加工碳钢薄板箱体，采用自动焊接方式，坡口制作方便，工艺参数合理，工艺稳定性良好，焊接质量能够满足批量生产，达到产品设计的技术指标。
本发明的目的是这样实现的：一种碳钢薄板箱体的焊接方法，其特征在于：采用以下步骤和工艺参数制作：
1)在待焊接一薄板上加工出坡口，坡口切角α为15°～30°，未切厚度d为1/3t～1/2t，待焊接另一薄板保持与其之间的间隙h为1/3t～1/2t，其中t为焊接薄板的厚度；
2)用焊接酮擦拭待焊接薄板加工表面，将表面的油污去除；
3)将待两焊接薄板拼接后每间隔100mm进行点焊接连接，保持两焊接薄板位置固定，保持二者之间的间隙均匀；
4)采用埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：38～48A，焊接速度v：80～100mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1；
5)将一面焊接后，翻转过来将背面产生焊渣等打磨清理；然后在焊缝处加工坡口，坡口参数为：背面坡口切角α1为15°～30°，切缝深度d1为1/6t～1/3t，切缝宽度h1为1/4t～1/3t，其中t为焊接薄板的厚度；
6)按照上述第4)步工艺参数对背面进行焊接；
7)将箱体各面板组合焊接后，进行箱体四面和底面的拼对，焊接前先进行间断点焊接，间隔点间距100mm，然后在箱体内加X形支撑杆，保持焊接过程的刚性；
8)按上述第4)步工艺参数对四角缝和底面进行焊接，焊接后，在箱体宽度方向增加横向支撑杆，防止箱体横向变形的产生；
9)箱体焊接后用激振器进行整体振动去应力；激振器转速700-800r/min，激振应力50-60Mpa，振动处理时间：45-60min。
本发明的目的还可以这样实现：所述的埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：38A，焊接速度v：80mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1。
所述的埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：48A，焊接速度v：100mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1。
所述的埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：43A，焊接速度v：90mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1。
箱体各面板组合焊接时采用压板将四角固定，并使用引弧板。
本发明的有益效果是：本发明焊接方法坡口尺寸与焊接工艺参数选择合理，坡口制作方便，工艺稳定性良好，焊接质量能够满足批量生产，达到产品设定的技术要求。目测和工具检测结果，箱体面板直焊缝在同一表面3m内目测焊缝，无明显高度差、宽度差、S弯和明显的搭接痕，进一步工具检测，焊缝宽度差不大于3mm，箱体对角线差大于3mm。
附图说明
图1薄板对焊正面坡口加工示意图
图2薄板对焊背面坡口加工示意图
图3箱体焊接后激振器去应力装置示意图
图4薄板对焊焊缝示意图
图5薄板焊接后纵向收缩和横向收缩示意图
图6焊接失稳翘曲变形示意图
图7四角角接焊缝示意图
图8四角角接焊缝收缩变形示意图
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进一步说明。图示标号部件名称为：
箱体1；弹性支撑2；激振器3；传感器4；调速装置5；功率显示器6；放大器7；频幅显示器8；记录仪器9。
实施例1
薄板材质Q235A，厚度为6mm，焊接长度为6m。
采用以下步骤和工艺参数制作：
1)在待焊接一薄板上加工出坡口，坡口切角α为15°，未切厚度d为1/3t，待焊接另一薄板保持与其之间的间隙h为1/3t，其中t为焊接薄板的厚度；
2)用焊接酮擦拭待焊接薄板加工表面，将表面的油污去除；
3)将待两焊接薄板拼接后每间隔100mm进行点焊接连接，保持两焊接薄板位置固定，保持二者之间的间隙均匀；
4)采用埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：38A，焊接速度v：80mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1；
5)将一面焊接后，翻转过来将背面产生焊渣等打磨清理；然后在焊缝处加工坡口，坡口参数为：背面坡口切角α1为15°，切缝深度d1为1/6t，切缝宽度h1为1/4t，其中t为焊接薄板的厚度；
6)按照上述第4)步工艺参数对背面进行焊接；
7)将箱体各面板组合焊接后，进行箱体四面和底面的拼对，焊接前先进行间断点焊接，间隔点间距100mm，然后在箱体内加X形支撑杆，保持焊接过程的刚性；
8)按上述第4)步工艺参数对四角缝和底面进行焊接，焊接后，在箱体宽度方向增加横向支撑杆，防止箱体横向变形的产生；
9)箱体焊接后用激振器进行整体振动去应力；激振器转速700-800r/min，激振应力50-60Mpa，振动处理时间：45-60min。
箱体各面板组合焊接时采用压板将四角固定，并使用引弧板。
焊后检测结果：
(1)焊缝高度：5mm，焊缝咬边深度≤0.5mm，焊缝咬边长度≤15％；焊缝高度偏差：-0.5～+0.1mm。
(2)薄板局部不平度≤1.5mm/m，平面度：大弯曲≤4mm，四角不平度≤4mm。
实施例2
薄板材质Q235A，厚度为6mm，焊接长度为8m。
采用以下步骤和工艺参数制作：
1)在待焊接一薄板上加工出坡口，坡口切角α为30°，未切厚度d为1/2t，待焊接另一薄板保持与其之间的间隙h为1/2t，其中t为焊接薄板的厚度；
2)用焊接酮擦拭待焊接薄板加工表面，将表面的油污去除；
3)将待两焊接薄板拼接后每间隔100mm进行点焊接连接，保持两焊接薄板位置固定，保持二者之间的间隙均匀；
4)采用埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：48A，焊接速度v：100mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1；
5)将一面焊接后，翻转过来将背面产生焊渣等打磨清理；然后在焊缝处加工坡口，坡口参数为：背面坡口切角α1为30°，切缝深度d1为1/3t，切缝宽度h1为1/3t，其中t为焊接薄板的厚度；
6)按照上述第4)步工艺参数对背面进行焊接；
7)将箱体各面板组合焊接后，进行箱体四面和底面的拼对，焊接前先进行间断点焊接，间隔点间距100mm，然后在箱体内加X形支撑杆，保持焊接过程的刚性；
8)按上述第4)步工艺参数对四角缝和底面进行焊接，焊接后，在箱体宽度方向增加横向支撑杆，防止箱体横向变形的产生；
9)箱体焊接后用激振器进行整体振动去应力；激振器转速700-800r/min，激振应力50-60Mpa，振动处理时间：45-60min。
箱体各面板组合焊接时采用压板将四角固定，并使用引弧板。
焊后检测结果：
(1)焊缝高度：5mm，焊缝咬边深度≤0.5mm，焊缝咬边长度≤15％；焊缝高度偏差：-0.5～+0.1mm。
(2)薄板局部不平度≤1.5mm/m，平面度：大弯曲≤4mm，四角不平度≤4mm。
实施例3
薄板材质Q235A，厚度为6mm，焊接长度为6m。
采用以下步骤和工艺参数制作：
1)在待焊接一薄板上加工出坡口，坡口切角α为25°，未切厚度d为1/3t，待焊接另一薄板保持与其之间的间隙h为1/3t，其中t为焊接薄板的厚度；
2)用焊接酮擦拭待焊接薄板加工表面，将表面的油污去除；
3)将待两焊接薄板拼接后每间隔100mm进行点焊接连接，保持两焊接薄板位置固定，保持二者之间的间隙均匀；
4)采用埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：43A，焊接速度v：90mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1；
5)将一面焊接后，翻转过来将背面产生焊渣等打磨清理；然后在焊缝处加工坡口，坡口参数为：背面坡口切角α1为25°，切缝深度d1为1/6t，切缝宽度h1为1/4t，其中t为焊接薄板的厚度；
6)按照上述第4)步工艺参数对背面进行焊接；
7)将箱体各面板组合焊接后，进行箱体四面和底面的拼对，焊接前先进行间断点焊接，间隔点间距100mm，然后在箱体内加X形支撑杆，保持焊接过程的刚性；
8)按上述第4)步工艺参数对四角缝和底面进行焊接，焊接后，在箱体宽度方向增加横向支撑杆，防止箱体横向变形的产生；
9)箱体焊接后用激振器进行整体振动去应力；激振器转速700-800r/min，激振应力50-60Mpa，振动处理时间：45-60min。
箱体各面板组合焊接时采用压板将四角固定，并使用引弧板。
焊后检测结果：
(1)焊缝高度：5mm，焊缝咬边深度≤0.5mm，焊缝咬边长度≤15％；焊缝高度偏差：-0.5～+0.1mm。
(2)薄板局部不平度≤1.5mm/m，平面度：大弯曲≤4mm，四角不平度≤4mm。
Claims (5)
1.一种碳钢薄板箱体的焊接方法，其特征在于：采用以下步骤和工艺参数制作：
1）在待焊接一薄板上加工出坡口，坡口切角α为15°～30°，未切厚度d为1/3t～1/2t，待焊接另一薄板保持与其之间的间隙h为1/3t～1/2t,其中t为焊接薄板的厚度；
2）用焊接酮擦拭待焊接薄板加工表面，将表面的油污去除；
3）将两待焊接薄板拼接后每间隔100mm进行点焊接连接，保持两焊接薄板位置固定，保持二者之间的间隙均匀；
4）采用埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：38～48A，焊接速度v：80～100mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1；
5）将一面焊接后，翻转过来将背面产生焊渣打磨清理；然后在焊缝处加工坡口，坡口参数为：背面坡口切角α1为15°～30°，切缝深度d1为1/6t～1/3t,切缝宽度h1为1/4t～1/3t,其中t为焊接薄板的厚度；
6）按照上述第4）步工艺参数对背面进行焊接；
7）将箱体各面板组合焊接后，进行箱体四面和底面的拼对，焊接前先进行间断点焊接，间隔点间距100mm，然后在箱体内加X形支撑杆，保持焊接过程的刚性；
8）按上述第4）步工艺参数对四角缝和底面进行焊接，焊接后，在箱体宽度方向增加横向支撑杆，防止箱体横向变形的产生；
9）箱体焊接后用激振器进行整体振动去应力；激振器转速700-800r/min，激振应力50-60Mpa，振动处理时间：45-60min。
2.根据权利要求1所述的碳钢薄板箱体的焊接方法，其特征在于：所述的埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：38A，焊接速度v：80mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1。
3.根据权利要求1所述的碳钢薄板箱体的焊接方法，其特征在于：所述的埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：48A，焊接速度v：100mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1。
4.根据权利要求1所述的碳钢薄板箱体的焊接方法，其特征在于：所述的埋弧自动焊接方式焊接，选择焊接参数为：焊接电流I：43A，焊接速度v：90mm.min-1，CO2气体流量Q：13L.min-1。
5.根据权利要求1所述的碳钢薄板箱体的焊接方法，其特征在于：箱体各面板组合焊接时采用压板将四角固定，并使用引弧板。
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