CN103286415B - 用于大间隙接头焊接的装置及其焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于大间隙接头焊接的装置及其焊接工艺，其装置包括：焊缝成形机构、支撑机构。其中，焊缝成形机构置于焊接接头坡口区域背面；支撑机构置于焊缝成形机构外侧，使其贴合于接头背面。本发明在实际工作过程中，首先利用支撑机构在焊接接头坡口背面固定焊缝成形机构，接着用手工电弧焊或气体保护焊打底层焊缝，通过多道焊接工艺保证焊缝力学性能。然后使用手工电弧焊、气体保护焊或者埋弧自动焊完成剩余焊道的焊接，采用多层多道焊接工艺，焊接完毕后拆卸支撑机构，用碳弧气刨方式刨除焊缝成形机构，对焊缝背面进行机械打磨，实现高质量焊接，保证焊缝外观成形与内部性能，同时能简化大间隙接头焊接的操作程序，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种用于大间隙接头焊接的装置及其焊接工艺。
背景技术
在钢桥梁段安装过程中，由于构件加工精度及安装定位精度的影响，在工地现场的梁段拼接环焊缝局部位置难免出现大间隙焊接接头的情况，针对这种情况，目前有三种处理方式，但均存在不足，一是“长肉”焊接，长肉至对接缝正常坡口间隙后完成接头焊接，存在操作程序复杂以及焊缝单侧散热而焊缝组织不良的问题;二是背面贴加“宽陶质衬垫”焊接，由于陶质材料的性质，其不和金属相熔，打底焊道仅能一次成形，无法进行多道焊接，存在打底焊道热输入量过大与焊缝组织不良的问题，尤其是立焊位焊接时，焊缝几乎难以成形；三是，背面贴加钢质衬垫，打底焊道虽能进行多道焊接，但由于钢质衬垫直接贴合与接头钢板，在清除背面钢质衬垫时，不可避免地伤及母材，从而增加焊缝修补的繁琐程序，也不利于焊缝质量的保证。
以上技术问题在面对工地现场的梁段拼接环焊缝局部位置出现的大间隙焊接接头情况时，均会对焊缝的外观成形、内部性能、工艺操作程序及生产效率造成重大影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于大间隙接头焊接的装置及其焊接工艺，能够实现在工地现场的梁段拼接环焊缝局部位置出现的大间隙焊接接头情况时，高质量保证焊缝的外观成形与内部性能，同时还能简化操作程序，提高生产效率。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于大间隙接头焊接的装置及其焊接工艺，包括：用于辅助接头焊缝成形的焊缝成形机构、用于支撑所述焊缝成形机构及所述接头的支撑机构；其中，所述焊缝成形机构置于所述接头坡口区域背面，所述支撑机构置于所述焊缝成形机构外侧，对所述焊缝成形机构起支撑紧固作用，使所述焊缝成形机构贴合于所述接头坡口区域背面。
进一步地，所述焊缝成形机构包括：第一垫片、第二垫片及第三垫片；其中，所述第一垫片粘接在所述第三垫片上表面一侧；所述第二垫片粘接在所述第三垫片上表面另一侧；所述第三垫片置于所述支撑机构中间部位；所述第一垫片、所述第二垫片贴合于所述接头坡口区域背面。
进一步地，所述支撑机构包括：第一支撑台、第二支撑台、第三支撑台及连接架；其中，所述第一支撑台置于所述连接架一端，所述第二支撑台置于所述连接架另一端；所述第三支撑台置于所述连接架中间部位，且所述第三垫片置于所述第三支撑台上；所述接头置于所述第一支撑台、所述第二支撑台上。
进一步地，所述第一垫片、所述第二垫片是由陶质材料制成；所述第三垫片是由钢质材料制成。
进一步地，所述第一支撑台、所述第二支撑台是磁力码。
进一步地，所述第三支撑台是楔形块。
本发明还提供了一种基于上述用于大间隙接头焊接的装置的焊接工艺，包括：对所述接头待焊区域进行坡口清磨，并通过所述支撑机构在所述接头坡口背面固定所述焊缝成形机构；对所述接头待焊区域进行打底焊缝的焊接；对所述接头待焊区域进行剩余焊道的焊接；拆卸所述支撑机构，清除所述焊缝成形机构；对所述接头焊缝背面机械打磨。
进一步地，通过采用手工电弧焊或气体保护焊以多道焊接的方式对所述接头待焊区域进行打底焊缝的焊接。
进一步地，
通过采用手工电弧焊、气体保护焊或埋弧自动焊以多层多道焊的方式完成剩余焊道的焊接。
进一步地，通过采用碳弧气刨清除所述辅助焊缝成形机构。
本发明提供了一种用于大间隙接头焊接的装置及其焊接工艺，通过在接头坡口背面装配焊缝成形机构，使得焊缝成形机构与接头贴合紧密，接着用手工电弧焊或气体保护焊焊接打底层焊缝，通过多道焊接保证焊缝力学性能。然后使用手工电弧焊或气体保护焊或者埋弧自动焊完成剩余焊道的焊接，焊接完毕后拆卸支撑机构，用碳弧气刨方式刨除焊缝成形机构，因焊缝成形机构中陶质垫片的保护作用，避免了传统方式中清除钢质衬垫时不可避免伤及接头母材的技术难题。最终对焊缝背面进行机械打磨，实现了在工地现场的梁段拼接环焊缝局部位置出现的大间隙焊接接头情况时，高质量保证焊缝的外观成形与内部性能，同时还能简化操作程序，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于大间隙接头焊接的装置整体结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种用于大间隙接头焊接的装置在实际焊接作业过程中，对接头待焊区域进行打底焊缝的焊接时的工作状态示意图。
图3为本发明实施例提供的一种用于大间隙接头焊接的装置在实际焊接作业过程中，对接头待焊区域进行剩余焊道的焊接时的工作状态示意图。
图4为本发明实施例提供的一种用于大间隙接头焊接的装置在实际焊接作业过程中，拆卸支撑机构，清除焊缝成形机构时的工作状态示意图。
图5为本发明实施例提供的一种用于大间隙接头焊接的装置中焊缝成形机构的结构示意图。
图6为本发明实施例提供的一种基于大间隙接头焊接装置的焊接工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提供的具体实施方式作进一步详细说明。
参见图1-5，本发明实施例提供的一种用于大间隙接头焊接的装置，包括：用于辅助接头1焊缝成形的焊缝成形机构、用于支撑焊缝成形机构及接头1的支撑机构；其中，焊缝成形机构置于接头1坡口区域背面，支撑机构置于焊缝成形机构外侧，对焊缝成形机构起支撑紧固作用，使辅助焊缝成形机构贴合于接头1坡口区域背面。
本实施例中，焊缝成形机构包括：第一垫片201、第二垫片202及第三垫片203。其中，第一垫片201粘接在第三垫片203上表面一侧；第二垫片202粘接在第三垫片203上表面另一侧。同时，第三垫片203置于支撑机构中间部位；第一垫片201、第二垫片202贴合于接头1坡口区域背面。
本实施例中，支撑机构包括：第一支撑台101、第二支撑台102、第三支撑台103及连接架2。其中，第一支撑台101置于连接架2一端，第二支撑台102置于连接架2另一端。第三支撑台103置于连接架2中间部位，且第三垫片203置于第三支撑台103上。接头1置于第一支撑台101、第二支撑台102上。实际焊接作业过程中，接头1分别与第一支撑台101上表面、第二支撑台102上表面、第一垫片201上表面及第二垫片202上表面紧密接触。
优选地，第一垫片201、第二垫片202是由陶质材料制成，可避免焊接作业过程中垫片201-202与接头1金属材质互溶；第三垫片203是由钢质材料制成，可于焊接作业过程中增加第三垫片203对垫片201-202的支撑力度。且在实际焊接作业过程中，可将第一垫片201、第二垫片202厚度设置为3～5mm，第三垫片203厚度设置为4～6mm。同时，第一垫片201与第二垫片202之间可预留大于25mm的焊接间隙（待焊区域），以便对坡口间隙大于25mm的大间隙接头1进行焊接作业。其中，接头焊接坡口角度为40°～60°。
优选地，第一支撑台101、第二支撑台102是磁力码，用于磁力支撑接头1。同时，第三支撑台103是楔形块，用于普通支撑第三垫片203。
同时，参见图6，为支持本发明实施例所要解决的技术问题，本发明实施例还提供的一种基于上述用于大间隙接头焊接的装置的焊接工艺，具体包括：
步骤S301：对接头1待焊区域进行坡口清磨，并通过支撑机构在接头坡口背面固定焊缝成形机构；
步骤S302：对接头1待焊区域进行打底焊缝的焊接；
步骤S303：对接头1待焊区域进行剩余焊道的焊接；
步骤S304：拆卸支撑机构，清除焊缝成形机构；
步骤S305：对接头1焊缝背面机械打磨。
优选地，步骤S301中对（大间隙）接头1待焊区域开制V形坡口清磨，去除有害杂质。
优选地，步骤S302中通过采用手工电弧焊或气体保护焊以多道焊接的方式对接头1待焊区域进行打底焊缝的焊接。
优选地，步骤S303中通过采用多层多道焊的方式完成剩余焊道的焊接。
优选地，步骤S304中通过采用碳弧气刨清除焊缝成形机构。
本发明实施例提供的一种用于大间隙接头焊接的装置及其焊接工艺，在实际焊接作业过程中，对于在工地梁段安装时出现坡口间隙大于25mm的大间隙接头1，可先对接头1待焊区域进行坡口清磨，去除有害杂质，然后在坡口背面通过磁力码（支撑台101-102）与楔形块装配焊缝成形机构，使得垫片201-202与接头1贴合紧密，接着用手工电弧焊或气体保护焊焊接打底层焊缝，通过多道焊接保证焊缝力学性能。然后使用手工电弧焊、气体保护焊或者埋弧自动焊完成剩余焊道的焊接，焊接参数与过程控制严格按照工艺要求执行，焊接完毕后拆卸磁力玛与楔形块，用碳弧气刨方式刨除焊缝成形机构，最终对焊缝背面进行机械打磨，实现了在工地现场的梁段拼接环焊缝局部位置出现的大间隙焊接接头情况时，高质量保证焊缝的外观成形与内部性能，同时还能简化操作程序，提高生产效率。其有益效果如下所述：
1、通过采用焊缝成形机构辅助接头焊接作业，解决了传统技术中陶质衬垫“长肉焊”操作程序复杂及焊缝单侧散热而造成焊缝组织不良的问题。
2、通过将陶质衬垫宽间隙焊变正常间隙焊，解决了宽间隙衬垫打底焊时，热输入量过大及焊缝过宽引起的焊缝性能恶化问题，同时能现实全位置焊接。
3、通过采用焊缝成形机构机构中陶质垫片的保护作用，避免了清除钢质衬垫时伤及接头母材的技术难题。
4、通过采用以多道焊接的方式对接头待焊区域进行打底焊缝的焊接，然后采用多层多道焊的方式完成剩余焊道的焊接，充分保证了焊缝的力学性能。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种用于大间隙接头焊接的装置，其特征在于，包括：
用于辅助接头焊缝成形的焊缝成形机构、用于支撑所述焊缝成形机构及所述接头的支撑机构；其中，
所述焊缝成形机构置于所述接头坡口区域背面，所述支撑机构置于所述焊缝成形机构外侧，对所述焊缝成形机构起支撑紧固作用，使所述焊缝成形机构贴合于所述接头坡口区域背面；
所述焊缝成形机构包括：第一垫片、第二垫片及第三垫片；其中，所述第一垫片粘接在所述第三垫片上表面一侧；所述第二垫片粘接在所述第三垫片上表面另一侧；所述第三垫片置于所述支撑机构中间部位；所述第一垫片、所述第二垫片贴合于所述接头坡口区域背面；
所述第一垫片、所述第二垫片是由陶质材料制成；所述第三垫片是由钢质材料制成；所述第一垫片与所述第二垫片之间预留有焊接间隙。
2.根据权利要求1所述的用于大间隙接头焊接的装置，其特征在于：
所述支撑机构包括：第一支撑台、第二支撑台、第三支撑台及连接架；其中，
所述第一支撑台置于所述连接架一端，所述第二支撑台置于所述连接架另一端；
所述第三支撑台置于所述连接架中间部位，且所述第三垫片置于所述第三支撑台上；
所述接头置于所述第一支撑台、所述第二支撑台上。
3.根据权利要求2所述的用于大间隙接头焊接的装置，其特征在于：
所述第一支撑台、所述第二支撑台是磁力码。
4.根据权利要求3所述的用于大间隙接头焊接的装置，其特征在于：
所述第三支撑台是楔形块。
5.一种基于权利要求1所述用于大间隙接头焊接的装置的焊接工艺，其特征在于，包括：
对接头待焊区域进行坡口清磨，并通过所述支撑机构在所述接头坡口背面固定所述焊缝成形机构；
对所述接头待焊区域进行打底焊缝的焊接；
对所述接头待焊区域进行剩余焊道的焊接；
拆卸所述支撑机构，清除所述焊缝成形机构；
对所述接头焊缝背面机械打磨。
6.根据权利要求5所述的焊接工艺，其特征在于：
通过采用手工电弧焊或气体保护焊以多道焊接的方式对所述接头待焊区域进行打底焊缝的焊接。
7.根据权利要求6所述的焊接工艺，其特征在于：
通过采用手工电弧焊或气体保护焊或埋弧自动焊以多层多道焊的方式完成剩余焊道的焊接。
8.根据权利要求7所述的焊接工艺，其特征在于：
通过采用碳弧气刨清除所述焊缝成形机构。
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