CN103192168A - 宽厚板立向对称焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽厚板立向对称焊接方法，能保证立板的平面度不超过0.2mm。其包括以下步骤：a.焊接形成左刀头、中板与右刀头；b.热处理；c.精加工；d.采用立向上对称熔化极气体保护焊将左刀头、中板与右刀头进行焊接；所述立向上对称熔化极气体保护焊采用氩气加二氧化碳作为保护气体，其中氩气的质量百分比含量为80％，二氧化碳的质量百分比含量为20％；第一组合焊缝以及第二组合焊缝采用相同的坡口尺寸，其中坡口宽度为18mm≤H1≤22mm，坡口根部圆角R=4mm，坡口钝边尺寸2.5mm≤H2≤2.6mm，坡口钝边角度α=35°。能使平面度严格控制在0.2mm以内，保证焊接接头探伤合格。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，具体涉及一种宽厚板立向对称焊接方法。
背景技术
目前，在800MN模锻压机中，立板是其重要部件之一，其中每块立板共有9块钢板拼焊组成，而多块立板拼装在一起构成了整套设备的支撑结构。立板总长近36m，板厚最大350mm，且材料强度很高。因板件超长超厚，工艺要求拼焊成型，焊接质量及变形控制的要求严格（焊接成型后整个工件的平面度不能超过0.2mm）。因此，必须采用合理的焊接工艺，才能保证立板的高精度控制要求。经过发明人内部讨论，采用了以下几种方案：
1、九块钢板先组焊在一起形成立板，再进行热处理，合格后再进行精加工。该方式可大大降低了焊接变形控制的要求，容易实现焊缝的合格，若采用此方案，选用一般的埋弧焊就可以达到相关要求，不必引入新的焊接设备和焊后热处理设备；但该方案对于焊缝返修的要求很严格，如果出现缺陷，将会面临整个产品反复进炉消应的压力，且组焊成型后再精加工，对于机加工设备的要求很高，目前没有如此大的设备满足其加工要求。
2、分两段进行组焊，两段热处理合格后，分别进行精加工，最后再进行一接一的最终组焊。即将第一钢板1、第二钢板2、第三钢板3、第四钢板4组焊在一起，将第五钢板5、第六钢板6、第七钢板7、第八钢板8、第九钢板9组焊在一起，然后进行精加工，精加工完成后再将第四钢板4对接组焊在第五钢板5上。该方式解决了方案一中整体精加工的难题，通过前期焊接控制实现很好的组装，解决了一旦出现返修而产品反复进炉的压力；但该方案对生产安排的限制较大，不宜全面铺开组焊，容易造成生产周期紧张；最终组焊缝不在整个立板的中心位置，焊接过程中的焊接变形不好控制；还需要引入新的焊接设备和热处理设备以满足最终组焊缝的焊接及变形要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种宽厚板立向对称焊接方法，在立板成型后，既能保证UT探伤合格，又能保证其平面度不超过0.2mm。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：宽厚板立向对称焊接方法，包括以下步骤：
a、将立板左端的第一钢板、第二钢板与第三钢板顺序焊接为一体形成左刀头，将立板中部的第四钢板、第五钢板与第六钢板顺序焊接为一体形成中板，将立板右端的第七钢板、第八钢板与第九钢板顺序焊接为一体形成右刀头，所述左刀头与右刀头长度相等；
b、分别热处理左刀头、右刀头与中板；
c、分别精加工左刀头、中板与右刀头；
d、将左刀头、中板与右刀头分别固定，采用立向上对称熔化极气体保护焊将左刀头与中板在第一组合焊缝处焊接为一体，将中板与右刀头在第二组合焊缝处焊接为一体；所述立向上对称熔化极气体保护焊采用氩气加二氧化碳作为保护气体，其中氩气的质量百分比含量为80％，二氧化碳的质量百分比含量为20％；第一组合焊缝以及第二组合焊缝采用相同的坡口尺寸与结构，且每个组合焊缝处的坡口均为对称布置的两个坡口，在对称布置的两个坡口中间为坡口钝边，所述坡口钝边将对称布置的两个坡口分隔开，其中坡口宽度为18mm≤H1≤22mm，坡口根部圆角R=4mm，坡口钝边尺寸2.5mm≤H2≤2.6mm，坡口钝边角度α=35°。
进一步的是，所述步骤a中采用埋弧焊、手弧焊或电渣焊进行焊接。
本发明的有益效果是：通过在对称位置的第一组合焊缝与第二组合焊缝处采用立向上对称熔化极气体保护焊进行焊接，且设定氩气的质量百分比含量为80％，二氧化碳的质量百分比含量为20％，控制坡口宽度为18mm≤H1≤22mm，坡口根部圆角R=4mm，坡口钝边尺寸2.5mm≤H2≤2.6mm，可以保证立板成型后其平面度小于或等于0.2mm，还能保证UT探伤合格，尤其适合在大型板件的焊接工艺中推广应用。
附图说明
图1为本发明的立板焊接拼装结构示意图；
图2为在第一组合焊缝或第二组合焊缝处的坡口结构示意图。
图中标记为：左刀头A1、中板B、右刀头A2、第一钢板1、第二钢板2、第三钢板3、第四钢板4、第五钢板5、第六钢板6、第七钢板7、第八钢板8、第九钢板9、第一组合焊缝10、第二组合焊缝11。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1、图2所示，本发明的宽厚板立向对称焊接方法，包括以下步骤：
a、将立板左端的第一钢板1、第二钢板2与第三钢板3顺序焊接为一体形成左刀头A1，将立板中部的第四钢板4、第五钢板5与第六钢板6顺序焊接为一体形成中板B，将立板右端的第七钢板7、第八钢板8与第九钢板9顺序焊接为一体形成右刀头A2，所述左刀头A1与右刀头A2长度相等；通过该步骤首先形成了独立的左刀头A1、中板B与右刀头A2。其中本步骤中的立板即宽厚板。
b、分别热处理左刀头A1、右刀头A2与中板B；
c、分别精加工左刀头A1、中板B与右刀头A2；精加工后，应保证左刀头A1、中板B与右刀头A2的平面度均小于或等于0.2mm。
d、将左刀头A1、中板B与右刀头A2分别固定，采用立向上对称熔化极气体保护焊将左刀头A1与中板B在第一组合焊缝10处焊接为一体，将中板B与右刀头A2在第二组合焊缝11处焊接为一体；所述立向上对称熔化极气体保护焊采用氩气加二氧化碳作为保护气体，其中氩气的质量百分比含量为80％，二氧化碳的质量百分比含量为20％；第一组合焊缝10以及第二组合焊缝11采用相同的坡口尺寸与结构，且每个组合焊缝处的坡口均为对称布置的两个坡口，在对称布置的两个坡口中间为坡口钝边，所述坡口钝边将对称布置的两个坡口分隔开，其中坡口宽度为18mm≤H1≤22mm，坡口根部圆角R=4mm，坡口钝边尺寸2.5mm≤H2≤2.6mm，坡口钝边角度α=35°。通过在对称位置的第一组合焊缝10与第二组合焊缝11处采用立向上对称熔化极气体保护焊进行焊接，且设定氩气的质量百分比含量为80％，二氧化碳的质量百分比含量为20％，控制坡口宽度为18mm≤H1≤22mm，坡口根部圆角R=4mm，坡口钝边尺寸2.5mm≤H2≤2.6mm，坡口钝边角度α=35°，可以保证立板成型后其平面度小于或等于0.2mm，并且能够保证UT探伤（超声波无损探伤）合格。其中立向上对称熔化极气体保护焊是指在焊缝的正面与背面同时从下往上进行对称焊接，也就是说，在焊接第一组合焊缝10时，在第一组合焊缝10的正面与背面同时从下往上进行对称焊接，而在焊接第二组合焊缝11时，也是在第二组合焊缝11的正面与背面同时从下往上进行对称焊接，采用该焊接方法利于控制焊接变形量。另外，在对称位置的第一组合焊缝10与第二组合焊缝11处进行焊接，其相对于背景技术中的第二种方案而言，在对称位置进行焊接也是为了更利于焊接变形量的控制。坡口钝边将对称布置的两个坡口分隔开（即每个组合焊缝处对称的两个坡口没有连通），且设定坡口钝边尺寸2.5mm≤H2≤2.6mm，可避免在进行立向上对称熔化极气体保护焊时在坡口钝边处焊穿；而坡口宽度H1、坡口根部圆角R、坡口钝边尺寸H2与坡口钝边角度α的坡口各参数值的设置，是为了保证焊接完成后焊缝的UT探伤（超声波无损探伤）合格。
在上述实施方式的步骤a中，左刀头A1、右刀头A2与中板B的焊接可采用立向上对称熔化极气体保护焊进行焊接，但是，由于左刀头A1、右刀头A2与中板B成型后，还需要通过步骤c进行精加工，故所述步骤a中采用埋弧焊、手弧焊或电渣焊进行焊接即可。
实施例：
采用上述的a、b、c、d四个步骤进行立板的焊接，进行到步骤d时，采用下述表格中的参数进行焊接，经焊接完成后进行平面度的检验和UT探伤，得到下述试验结果：
在上表的7个实施例中，可以看出：当氩气的质量百分比含量为80％，二氧化碳的质量百分比含量为20％，坡口宽度为18mm≤H1≤22mm，坡口根部圆角为R=4mm，坡口钝边尺寸为2.5mm≤H2≤2.6mm，坡口钝边角度α为35°时，立板焊接接头质量良好，经无损检测合格，平面度能很好地控制在0.2mm内；而当坡口宽度、坡口根部圆角R、坡口钝边尺寸、坡口钝边角度α没有在上述范围内时，立板焊接接头质量经无损检测不合格，但是平面度可以控制在0.2mm以内。
Claims (2)
1.宽厚板立向对称焊接方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将立板左端的第一钢板（1）、第二钢板（2）与第三钢板（3）顺序焊接为一体形成左刀头（A1），将立板中部的第四钢板（4）、第五钢板（5）与第六钢板（6）顺序焊接为一体形成中板（B），将立板右端的第七钢板（7）、第八钢板（8）与第九钢板（9）顺序焊接为一体形成右刀头（A2），所述左刀头（A1）与右刀头（A2）长度相等；
b、分别热处理左刀头（A1）、右刀头（A2）与中板（B）；
c、分别精加工左刀头（A1）、中板（B）与右刀头（A2）；
d、将左刀头（A1）、中板（B）与右刀头（A2）分别固定，采用立向上对称熔化极气体保护焊将左刀头（A1）与中板（B）在第一组合焊缝（10）处焊接为一体，将中板（B）与右刀头（A2）在第二组合焊缝（11）处焊接为一体；所述立向上对称熔化极气体保护焊采用氩气加二氧化碳作为保护气体，其中氩气的质量百分比含量为80％，二氧化碳的质量百分比含量为20％；第一组合焊缝（10）以及第二组合焊缝（11）采用相同的坡口尺寸与结构，且每个组合焊缝处的坡口均为对称布置的两个坡口，在对称布置的两个坡口中间为坡口钝边，所述坡口钝边将对称布置的两个坡口分隔开，其中坡口宽度为18mm≤H1≤22mm，坡口根部圆角R=4mm，坡口钝边尺寸2.5mm≤H2≤2.6mm，坡口钝边角度α=35°。
2.如权利要求1所述的宽厚板立向对称焊接方法，其特征在于：所述步骤a中采用埋弧焊、手弧焊或电渣焊进行焊接。
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