CN102717172B - 一种焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于焊接技术领域，涉及一种焊接方法，为了解决焊接后，焊缝表面的余高难以降低，余高较高的焊缝容易造成应力集中切表面的凹陷处容易积累水分等杂质，有利于外界对焊缝的腐蚀的问题，本发明提供了一种焊接方法，包括焊接板的点装步骤以及焊接板进行对称焊接的焊接步骤，该方法还包括在点装步骤与焊接步骤之间，使焊枪与焊接方向成93°-95°，使用上述技术方案后，可有效的解决上述技术问题。

Description

一种焊接方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种焊接方法，具体涉及一种铁塔塔脚的焊接方法。

背景技术

焊接是焊接工件，通过加热的方式，使用填充材料（一般为焊丝），使焊接工件的材质达到原子间的结合，而形成永久性连接的工艺过程。最常见的焊接方法是由焊接工人拿着焊枪直接手动焊接，在焊接工件之间形成焊缝，但由于焊接工人的操作技能不同，焊接工人手握焊枪时间长久后会疲劳性的抖动，使得焊接的成型质量不稳定，焊接强度整体不同。

目前，已经有相应的焊接设备（例如焊接机器人等）代替人工焊接，使上述焊接成型质量不稳定等技术问题在很大程度得以解决，然而，即便如此，焊接的整体质量并不高，整体质量不高的一个表现是焊接后，焊缝表面的平整度、直线度难以控制，平整度体现在焊缝余高凹凸不平，有弧坑夹渣等。余高较高的焊缝容易造成应力集中，焊接弧坑夹渣容易积累水分等杂质，容易被外界对焊缝的腐蚀。

发明内容

本发明期望至少得到一种减少焊缝表面余高的方法，以提高焊缝表面的平整度，本发明所采用的技术方案是：

一种焊接方法，包括焊接板的点装步骤以及焊接板进行对称焊接的焊接步骤，其特征在于该方法还包括在点装步骤与焊接步骤之间，使焊枪与焊接方向成93°~95°。

由于本发明所述焊接步骤对焊接板进行对称焊接，可以极大的减少焊接变形的大小，而改变焊枪在焊接时与焊接方向的角度，可以改变焊缝的余高，衡量余高大小的两个因素是余高中凸出焊缝表面的突起部分的高度以及凹陷于焊缝表面的凹陷部分的凹陷程度，这两个因素一般不会同时出现，本发明发现当焊枪与焊接方向的角度大于95°时，焊缝表面出现凹陷的几率较凸起大，而在焊枪与焊接方向的角度小于93°时，焊缝表面出现凹陷的几率较凸起小。而在93°~95°之间，基本不会出现余高，能够使所得到的余高控制在-0.5mm~1mm（负号代表凹陷于焊缝表面之下）。

焊接的牢固度（也即强度）至少与焊接的结构有关，目前一般倾向于使焊缝为二层以上结构（也即多层结构，以下用多层结构代替），因为多层结构较单层结构的强度更大，然而这导致了成本的激增，在焊缝的厚度为16mm以内，多层焊接的强度比单层焊接的焊缝强度并没有相当的提高，而焊接工序则相当的复杂化了。

焊接的过程是焊枪熔化焊丝，并形成焊缝，刚熔化不久的焊丝具有相当高的温度，而使焊缝周边的焊接板也发生熔化，形成一定的用于容纳熔化焊丝的凹陷，凹陷的深度也即熔深，较深的熔深也能确保焊接的强度，至少决定熔深大小的两个参数是焊接电压及焊接电流的大小，电流太大容易造成焊接板被烧穿，而焊接电流太小则焊接效率低且不容易被熔透（也即较低的熔深），而合适的焊接电压在焊接电流的配合下至少可以提高焊接的外观，同时可以在焊接时做到没有飞溅。

本发明一般采用气体保护焊，所用的气体可以是氩气和二氧化碳的混合气，两种气体的比例可以采用现有技术认为最有利于确保焊接效果的比例。

从熔深的深度、焊接的效率、焊接的表面质量方面考虑，对不同的焊接方式，本发明给出了如下焊接参数设定表。

焊接参数设定表

 上述焊接参数设定表中的焊接速度确保了一定的焊接熔敷量（焊接熔敷量为熔深部分的熔敷量及焊缝的熔敷量之和），使焊缝的厚度处于焊接板厚度±2mm这一范围，增强了焊接的强度，提高了焊接强度与焊接成本之间的比值，保护气的气体流量随着焊接敷熔量的增加而相应增加，通常可以选用的保护气气体流量为15L/min~25L/min，对焊接过程保护到位。

综上，在确保焊枪姿势的情况下，本发明所述焊接方法能够得到具有以下质量的焊缝：

弯曲试验和拉伸试验结果都符合JGJ81-2002标准；从外观上看，焊缝的余高在-0.5mm~1mm之间，直线度为±1.0mm之内，无表面夹渣，无表面气孔；从焊接的过程看，焊接时没有飞溅现象出现。

焊接可以通过自动焊接设备进行，相较于人工直接焊接，无论是效率还是焊接质量的稳定性方面都有大幅的提升。但用于焊接的焊接板的尺寸各式各样，如果采用统一的焊接操作，那么会降低焊接的精确度，因此在对不同的焊接板进行焊接时，需要操作人员及时的对自动焊接设备进行适应性的调整，这项工作往往占据较多的时间，并且占用了大量的人力资源。本发明所述焊接方法在位于点装步骤和焊接步骤之间设置了焊接起始点确定步骤，焊接起始点精确确定后，从焊接起始点沿着焊接缝进行焊接即可确保焊接的精确度。

所述焊接起始点确定步骤可以这样进行：焊枪与焊接板距离的测定以及焊枪与焊接起始点距离的计算，为方便说明起见，焊接板分为第一焊接板及第二焊接板，焊枪与焊接板距离的测定包括焊枪从焊枪起始点沿着第一焊接板平行的方向移动焊枪直至伸出焊枪的焊丝与第二焊接板接触，此距离为焊枪的第一移动距离；然后沿原路返回焊枪起始点，再沿着与第二焊接板平行的方向移动焊枪直至伸出焊枪的焊丝与第一焊接板接触，此距离为第二移动距离，从而通过计算可以精准的确定焊枪起始点与焊接起始点的距离，达到精确确定焊接起始点的目的。

在焊接起始点确定步骤之前的点装步骤是将焊接板预先进行点焊固定，防止在焊接时，焊接板之间出现松动，先定位第一焊接板与第二焊接板，并使第一焊接板与第二焊接板之间留有间隙，使焊液能够通过间隙通透，增加焊接及焊点的强度，进一步的，所述间隙的宽度安排在2mm以下。

然后，进行点焊以形成焊疤，焊疤的长度控制在10~15mm，相邻两个焊疤的距离不超过25cm，这样安排，能够在确保点焊强度的前提下，降低点焊的成本并提高点焊的效率。

第一焊接板与第二焊接板最好设置焊接坡口，以至少有利于焊液通过间隙通透。

附图说明

图1是实施例所述一种焊接方法中起始点检测步骤的工作示意图；

图2是实施例所述一种焊接方法中焊枪与焊接方向的演示图。

具体实施方式

实施例

 一种焊接方法，该方法采用焊接机器人在0℃以上环境下对输电线路塔塔脚进行由氩气及二氧化碳充当保护气的保护焊（氩气和二氧化碳的体积比为85：15），包括以下操作步骤：

1、塔脚下料步骤

数控切割钢板，得到构成塔脚的焊接板，以保证焊接板达到精度要求，当然操作人员也可以采用火焰切割或者剪板机切割下料，但操作后必须用矫正机矫正，以保证焊接板达到精度要求。

2、点装步骤 

采用数控切割的手段对焊接板进行进一步的加工，以形成焊接坡口4，然后对坡口及其内外壁两侧用抛光机进行清理，直至裸露出金属光泽；

然后将焊接板定位，开始点装，点装要严格按照图纸尺寸进行，从焊缝5端5cm处开始点，焊疤的长度控制在10~15mm，焊疤间隔为25cm，如果焊缝长度不到25cm时，点焊缝两端即可，点焊焊疤应均匀，不得出现焊接缺陷。

3、焊接起始点确定步骤

设定焊接机器人中焊枪3的焊丝干伸长度为20mm，将焊枪3移至离焊缝5起始端15mm处，如图1所示，两块相互垂直点焊固定的焊接板（为方便说明，分别称为第一焊接板2及第二焊接板1），先选定焊枪起始位置A点，然后沿着平行于第二焊接板1的方向移动焊枪3，直到焊枪3中的焊丝碰触到第一焊接板2的表面，该碰触点为B点，记录AB之间的距离，然后返回A点，再沿着平行于第一焊接板2的方向移动焊枪3，直到焊枪3中的焊丝碰触到第二焊接板1的表面，该碰触点为C点，记录AC之间的距离，通过计算可以得到A点与焊接起始点之间的距离。

4、焊接前的准备步骤

调整焊枪3的位置，使焊枪3与准备焊接的焊接方向之间的夹角呈94°（图2所反映的角为所述夹角的互补角），并且焊枪3处于焊接起始点。

5、焊接步骤 

启动焊枪3，进行焊接，焊接参数如表1，该表反映第一焊接板2及第二焊接板1的两种连接关系：对接及角接。所述第一焊接板2及与其对应的第二焊接板1的厚度均相等。

表1

本实施例还对用表1所述焊接参数进行焊接后的焊接质量进行了检测，检测结果见表2，检测及检测结果依照JGJ81-2002标准。

表2

所得到的焊缝，无表面夹渣，无表面气孔；从焊接的过程看，焊接时飞溅现象没有出现。

Claims (7)

1.一种焊接方法，包括焊接板的点装步骤以及焊接板进行对称焊接的焊接步骤，其特征在于该方法还包括在点装步骤与焊接步骤之间，使焊枪与焊接方向成93°～95°，使所得到的余高控制在-0.5mm-1mm，所述焊接步骤采用的焊接方式为用保护气进行保护焊的对接焊接或用保护气进行保护焊的角接焊接，所述对接焊接及角接焊接的参数设定如下表：

，该方法还包括位于点装步骤和焊接步骤之间的焊接起始点确定步骤，所述焊接起始点确定步骤包括：焊枪与焊接板距离的测定以及焊枪与焊接起始点距离的计算，所述焊接板分为第一焊接板及第二焊接板，所述焊枪与焊接板距离的测定包括焊枪从焊枪起始点沿着第一焊接板平行的方向移动焊枪直至伸出焊枪的焊丝与第二焊接板接触，记录焊枪的第一移动距离，然后沿原路返回焊枪起始点，再沿着与第二焊接板平行的方向移动焊枪直至伸出焊枪的焊丝与第一焊接板接触，记录焊枪的第二移动距离。

2.根据权利要求1所述的一种焊接方法，其特征在于当焊接板的厚度不超过16mm时，焊缝为单层结构，当焊接板的厚度大于16mm时，所述焊缝为二层以上结构。

3.根据权利要求1所述的一种焊接方法，其特征在于所述焊接板分为第一焊接板及第二焊接板，所述点装步骤包括定位第一焊接板与第二焊接板，使第一焊接板与第二焊接板之间留有间隙。

4.根据权利要求3所述的一种焊接方法，其特征在于所述间隙的宽度为2mm以下。

5.根据权利要求3所述的一种焊接方法，其特征在于所述点装步骤还包括在定位第一焊接板及第二焊接板之前，在第一焊接板或第二焊接板设置焊接坡口。

6.根据权利要求3所述的一种焊接方法，其特征在于所述点装步骤还包括在定位第一焊接板及第二焊接板之后，进行点焊以形成焊疤，所述焊疤长度控制在10～15mm。

7.根据权利要求6所述的一种焊接方法，其特征在于相邻两个焊疤的距离不超过25cm。