CN103331504A - 陶质衬垫单面焊双面成型的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了陶质衬垫单面焊双面成型的焊接方法，属于材料加工工程的焊接领域。本发明包括以下步骤：（1）对接板坡口处理，（2）板安装和点焊固定，（3）加装陶质衬垫；（4）烘烤去潮；（5）坡口焊接。本发明不需要把结构返身后对背面焊缝进行清洁处理及焊接工作，而是正面焊缝焊接完成后，直接达到双面成型的效果，可减少结构返身时所需的起重设备配合及结构返身时所需的工时；减少焊缝数量，避免仰焊位置的操作。因而可降低工人的劳动强度及焊接操作难度，大大提高生产效率，降低生产所需的成本。
Description
技术领域
本发明属于材料加工工程的焊接技术领域，具体是涉及陶质衬垫单面焊双面成型的焊接方法。
背景技术
对小于6mm板厚的薄板结构的焊接，如果整体采用单面焊双面成型的焊接工艺方法理论上会造成较大的焊接变形，而且火工校正困难。目前，在小于6mm板厚的结构中，其对接焊缝全部都是采用V型坡口双面对称焊接的方式进行施工。根据实际焊接效果来看，这种工艺方法主要存在如下问题：
1、有些产品不得不需要在野外施工作业时，生产条件较差，没有大型的起重设备配合其结构的返身，背面焊缝的焊接工作较难实现；
2、有些产品不得不需要在野外施工作业时，由于受施工条件及场地的限制，造成仰焊位置空间狭窄，仰焊操作困难，对焊缝质量难以保证；
3、存在繁重的仰焊位置焊缝，大大增加了工人的劳动强度及操作难度；
4、正面焊缝焊完后，背面焊缝还需要采用碳弧气刨进行清根，砂轮机打磨清洁后才能实施焊接，增加了多个工种的工时，还增加了一倍多的焊接工作量，生产效率低。
而常规工艺上一直没有提供薄钢板陶质衬垫单面焊双面成型的技术支持，也没有明确此工艺方法的使用指导。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术方案中的不足，而提供一种陶质衬垫单面焊双面成型的焊接方法，避免了薄钢板结构的焊接制造中由于结构返身及背面焊缝焊接时带来的繁重工作，从而降低工人的劳动强度及操作难度，提高生产效率；同时又保证了整体焊接质量。
本发明的技术方案如下：
陶质衬垫单面焊双面成型的焊接方法，它包括以下步骤：
（1）对接板坡口处理：在厚度小于6mm的对接板上采用机械刨边方式加工焊接坡口，坡口角度为30゜～40゜，直接形成坡角，不留钝边；然后进行认真细致地打磨，焊接坡口内部及其两侧各30～50mm范围内，要严格清除氧化皮、铁锈、熔渣、油漆、油污、泥灰、水渍等脏物，直至坡口及其两侧表面露出金属光泽。
（2）板安装和点焊固定：将板采用V型坡口平对接安装，坡口间隙3～5mm，然后将中间开孔的加强肋安装坡口背面，再对坡口内进行点焊固定；加强肋可以采用厚度为6mm，宽度为80mm，长度为300mm的CCSB钢板。
（3）加装陶质衬垫：在坡口背面粘贴陶质衬垫，陶质衬垫的中心线对准坡口的中心处。
（4）烘烤去潮：对坡口及其两侧30-～50mm范围内烘烤去潮，来提高焊接质量。
（5）坡口焊接：包括第一层打底焊和第二层盖面焊，所述的第一层打底焊和第二层盖面焊均是以CO2为保护气体，控制其流量18～20L/min，采用80～120A的焊接电流，19～22V的焊接电压，焊丝干伸长度为8～10mm，18～35m/h的焊接速度对坡口进行焊接。保护气体二氧化碳气（CO2），纯度应不小于99.50%。
所述打底焊和盖面焊采用的焊丝为药芯焊丝或实芯焊丝，药芯焊丝或实芯焊丝直径为1.0mm；可以选用KR350型CO2焊机。
所述加强肋上的开孔为半径50～60mm的半圆孔。加强肋上开孔的目的是便于陶质衬垫粘贴时能顺利通过焊缝坡口背面。
所述打底焊和盖面焊均采用右向焊法。
所述打底焊和盖面焊形成的焊缝倾角为-5～5°，焊缝转角为80～100°。
所述陶质衬垫采用JN-404型。
本发明根据实际情况可以调整工艺参数，焊接参数如下：
本发明的有益效果：
1、采用本发明后，对薄钢板的焊接，只需正面2层焊缝就能很好的完成了结构的对接焊缝，无需返身背面焊接，可减少结构返身时所需的起重设备配合及结构返身时所需的工时，有效的减少了焊接的工作量，大大降低了工人的劳动强度及施工难度，降低了成本，提高了生产效率。
2、采用本发明的方法焊缝的正面及背面成型良好，通过对焊接工艺参数的控制，焊缝变形量也得到了有效控制，焊缝的力学性能优良，完全满足相关标准及规范的要求。
3、采用本发明的方法能既减少了焊缝数量，又避免仰焊位置的操作，有效的解决了繁重的仰焊工作任务，只需在平焊位置施焊就能达到双面成型的效果，焊接操作简单，焊工容易掌握。
4、本发明主要用于造船、车箱制造、容器制造、建筑加固等领域的薄钢板结构的焊接工作中。
附图说明
图1是采用本发明焊接部位的结构示意图。
附图标记：陶瓷衬垫1，坡口2，板3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
实施例1：CCSB钢板（厚度=4mm）实芯焊丝陶质衬垫单面焊双面成型平对接焊。
焊接条件：
（1）平对接的焊接要求：焊缝倾角为0°，偏差±5°，焊缝转角为90°，偏差±10°；
（2）焊接设备为：KR350型二氧化碳焊机；
（3）焊丝为：四川大西洋焊业的实芯焊丝CHW-50C6SM，Ф1.0mm；
（4）陶质衬垫为：浙江象山牌JN-404-2型衬垫；
（5）保护气体为：纯CO2气，纯度为不小于99.50%；
（6）焊接参数为：
焊接步骤：
（1）对接板坡口处理：在两张对接CCSB薄钢板（厚度=4mm）上采用机械刨边方式加工焊接坡口，坡口角度为30゜～40゜，不留钝边；然后进行认真细致地打磨，焊接坡口内部及其两侧各30～50mm范围内，要严格清除氧化皮、铁锈、熔渣、油漆、油污、泥灰、水渍等脏物，直至坡口及其两侧表面露出金属光泽。
（2）板安装和点焊固定：将两张CCSB薄钢板板采用V型坡口平对接安装，坡口间隙3～5mm，然后将中间开孔的加强肋横向安装坡口背面，再对坡口内进行点焊固定；加强肋可以采用厚度为6mm，宽度为80mm，长度为300mm的CCSB钢板，开孔为半径50mm的半圆孔。
（3）加装陶质衬垫：在坡口背面粘贴陶质衬垫JN-404-2衬垫，陶质衬垫的中心线对准坡口的中心处；
（4）烘烤去潮：用割炬对焊接坡口及其两侧30-～50mm范围内烘烤去潮；
（5）第一层打底焊：以CO2为保护气体，按上述第1层打底焊的焊接工艺参数进行调整，采用右向焊法进行第1层打底焊施工，形成第一层焊缝，打底焊完成后，要严格清理焊缝表面的熔渣及其他焊接缺陷；
（6）第二层盖面焊：也是以CO2为保护气体，按上述第2层盖面焊调整好焊接工艺参数，采用右向焊法，作适当的横向摆动完成第2层盖面焊道的焊接，形成第二层焊缝即可完成焊接。
实施例2：CCSB钢（厚度=4mm）药芯焊丝陶质衬垫单面焊双面成型平对接焊。
焊接条件：
（1）平对接的焊接要求：焊缝倾角为0°，偏差±5°，焊缝转角为90°，偏差±10°；
（2）焊接设备为：KR350型二氧化碳焊机；
（3）焊丝为：天津三英焊业的药芯焊丝SQJ501，Ф1.0mm；
（4）陶质衬垫为：浙江象山牌JN-404-2型衬垫；
（5）保护气体为：纯CO2气，纯度为不小于99.50%；
（6）焊接参数为：
焊接步骤：
（1）对接板坡口处理：在两张对接CCSB薄钢板（厚度=4mm）上采用机械刨边方式加工焊接坡口，坡口角度为30゜～40゜，不留钝边；然后进行认真细致地打磨，焊接坡口内部及其两侧各30～50mm范围内，要严格清除氧化皮、铁锈、熔渣、油漆、油污、泥灰、水渍等脏物，直至坡口及其两侧表面露出金属光泽。
（2）板安装和点焊固定；将两张CCSB薄钢板板采用V型坡口平对接安装，坡口间隙3～5mm，然后将中间开孔的加强肋横向安装坡口背面，再对坡口内进行点焊固定；加强肋可以采用厚度为6mm，宽度为80mm，长度为300mm的CCSB钢板，开孔为半径50mm的半圆孔。
（3）加装陶质衬垫：在坡口背面粘贴陶质衬垫JN-404-2衬垫，陶质衬垫的中心线对准坡口的中心处；
（4）烘烤去潮；用割炬对焊接坡口及其两侧30-～50mm范围内烘烤去潮；
（5）第一层打底焊；以CO2为保护气体，按上述第1层打底焊的焊接工艺参数进行调整，采用右向焊法进行第1层打底焊施工，形成第一层焊缝，打底焊完成后，要严格清理焊缝表面的熔渣及其他焊接缺陷；
（6）第二层盖面焊；也是以CO2为保护气体，按上述第2层盖面焊调整好焊接工艺参数，采用右向焊法，作适当的横向摆动完成第2层盖面焊道的焊接，形成第二层焊缝即可完成焊接。
对上述实施例1、2的焊接效果进行外观检查、X射线拍片、力学性能测试结果：
1.外观检查(评定标准：GB/T3802-1997)
2.X射线拍片（评定标准：CB/T3558-94)
经X射线拍片检查，焊缝内部无裂纹及夹渣、气孔等超标缺陷，焊缝内部质量评定合格。
3.力学性能检测（评定标准：中国船级社材料与焊接规范2009):
从以上结果判定，焊接接头的外观及内部质量、力学性能均满足相关标准要求。
采用本发明，对薄钢板厚度为4mm的结构焊接施工，操作简便、生产效率高、焊缝成型均匀美观、焊接变形小、焊接接头力学性能优良。
Claims (4)
1.陶质衬垫单面焊双面成型的焊接方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）对接板坡口处理：在厚度小于6mm的对接板上采用机械刨边方式加工焊接坡口，坡口角度为30゜~40゜，直接形成坡角，不留钝边；
（2）板安装和点焊固定：将板采用V型坡口平对接安装，坡口间隙3~5mm，然后将中间开孔的加强肋安装坡口背面，再对坡口内进行点焊固定；
（3）加装陶质衬垫：在坡口背面粘贴陶质衬垫，陶质衬垫的中心线对准坡口的中心处；
（4）烘烤去潮：对坡口及其两侧30-~50mm范围内烘烤去潮；
（5）坡口焊接：包括第一层打底焊和第二层盖面焊，所述的第一层打底焊和第二层盖面焊均是以CO2为保护气体，控制其流量18~20L/min，采用80~120A的焊接电流，19~22V的焊接电压，焊丝干伸长度为8~10mm，18~35m/h的焊接速度对坡口进行焊接。
2.根据权利要求1所述的陶质衬垫单面焊双面成型的焊接方法，其特征在于：所述加强肋上的开孔为半径50~60mm的半圆孔；
所述打底焊和盖面焊采用的焊丝为药芯焊丝或实芯焊丝；
所述打底焊和盖面焊形成的焊缝倾角为-5~5°，焊缝转角为80~100°。
3.根据权利要求2所述的陶质衬垫单面焊双面成型的焊接方法，其特征在于：所述药芯焊丝或实芯焊丝直径为1.0mm。
4.根据权利要求1或3所述的陶质衬垫单面焊双面成型的焊接方法，其特征在于：所述打底焊和盖面焊均采用右向焊法。
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