CN104259624B - 中厚板不清根对接全熔透i级构件的成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺,涉及一种中厚板对拼焊接的成型工艺。它包括准备板材，切割板材以形成工艺坡口，板材对拼焊接，加放陶瓷衬垫、衬铁、卡马和工艺三角板，对卡马、工艺三角劲板进行单侧焊以形成单侧焊道，加装引入弧板、引出弧板，对所述两块中厚板进行焊接，拆除陶瓷衬垫、衬铁、卡马、工艺三角板、引入弧板和引出弧板，对所述单侧焊道进行磨光修复，对拼接板焊道进行超声波检查，对合格品进行编码标注并送入下一工序。本发明所焊接的焊缝质量有保障，对接板块不易变形，生产效率高，现场对接操作快，操作容易，能大量节省人力资源，能降低工人劳动强度，能减少生产成本。

Description

中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺
技术领域
本发明涉及一种中厚板对拼焊接的成型工艺，具体的说是一种中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺。
背景技术
中厚板结构在船舶船板和壳体、港口机械箱梁、跨海大桥面板等领域已经被广泛应用，中厚板对拼焊接在钢结构制作中占重要的组成部分，直接影响产品质量和生产效率。
现有技术在对拼焊接中厚板时，先在中厚板的单面开V型的工艺坡口或双面开K型的工艺坡口，并在中厚板上留一定的坡口钝边和装配间隙，然后通过适当的反变形控制，在中厚板上对拼接板焊道进行正面焊接，并在正面焊接完成后再对所述两块中厚板进行翻板，接着对经过翻板后拼接板焊道依次进行清根、打底、填充和盖面操作，上述现有技术是通过碳弧气刨对中厚板进行清根处理，通过CO2焊对完成反面焊接的中厚板依次进行打底焊、填充焊，通过埋弧焊对中厚板进行盖面焊。
上述现有技术方案在对中厚板进行对拼焊接时，首先需要对中厚板进行翻板操作，在翻版完成后还需要对拼接板焊道依次进行进行清根、打底、填充和盖面操作，上述操作方案较为复杂，耗时较长，成本投入较高，工人劳动强度大，生产效率低，板块变形不易控制，产品合格率不高，只限于板块对接，应用范围较窄，因此有必要进行改进。
发明内容
本发明的目的是为了克服背景技术的不足之处，而提供一种操作简单、焊接效率高、板块在焊接时不易变形、焊缝成型美观、焊迹整齐，不需要进行翻板和清根操作的中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺，其特征在于：它包括如下工艺步骤，步骤1：准备若干用于对拼焊接的中厚板，和若干用于平面焊接且中部带有U形槽口的陶瓷衬垫；步骤2：对中厚板的其中一端进行单边切割，使中厚板端部形成V型的工艺坡口；步骤3：将两个带有工艺坡口的中厚板呈间隔放置，并使所述两个工艺坡口呈相邻布置，两个中厚板之间的间隙为拼接板焊道，所述两个中厚板分别为第一拼接板和第二拼接板；步骤4：将陶瓷衬垫放置于所述两个中厚板的下端，并使陶瓷衬垫上的U形槽口位于所述拼接板焊道的正下方，在陶瓷衬垫的两端放置有位于中厚板下端并与陶瓷衬垫等厚的衬铁；步骤5：在所述两个中厚板的拼接结合处上端放置卡马，使卡马的一端下部与第一拼接板上端接触，卡马的另一端下部与第二拼接板上端接触，在卡马的前侧两端和卡马的后侧两端均放置工艺三角板，并使工艺三角板的其中一个长边与卡马接触，使工艺三角板另一个长边与中厚板接触；步骤6：在中厚板上对卡马和工艺三角板进行单侧焊以形成单侧焊道，使中厚板、卡马和工艺三角板连接成一个整体，在所述拼接板焊道的一端加设引入弧板，使引入弧板两端分别与第一拼接板和第二拼接板接触，在所述拼接板焊道的另一端加设引出弧板，使引出弧板两端分别与第一拼接板和第二拼接板接触；步骤7：在中厚板完成上述操作并经检查验收无误后，先通过手工电弧焊或药芯CO2焊对拼接板焊道进行打底，然后通过手工电弧焊或药芯CO2焊对拼接板焊道进行填充，接着通过手工电弧焊或药芯CO2焊或埋弧焊对拼接板焊道进行盖面；步骤8：对完成打底、填充和盖面三个步骤的拼接板焊道进行表面探伤和超声波UT探伤，选出其中的合格品；步骤9：将中厚板上方的卡马和工艺三角板拆除，并将中厚板上用于加固卡马和工艺三角板的单侧焊道进行磨光修复；步骤10：采用火焰切割的方式将引入弧板、引出弧板拆除；步骤11：将中厚板进行翻板操作，并折除中厚板上的焊接陶瓷衬垫和衬铁；步骤12：将拼装呈一个整体的两个中厚板进行编号放大标注转序，并送入下一道工序。
在上述技术方案中，所述工艺坡口的坡角α为15～20°，坡口边距L为5～15mm，坡口钝边的长度n为1～2.5mm；
在上述技术方案中，步骤6和步骤9所述的单侧焊道的长度为100～150mm。
在上述技术方案中，步骤3所述两个中厚板之间的距离为8～14mm。
在上述技术方案中，所述引入弧板或为第一平板,或由两块拼装成V字形的第二平板组成，所述两个第二平板之间的V字形过道与拼接板焊道匹配；所述引出弧板或为第一平板,或由两块拼装成V字形的第二平板组成，所述两个第二平板之间的V字形过道与拼接板焊道匹配。
工艺三角板、卡马和中厚板之间通过单侧焊道连接在一起不仅能对中厚板进行限位，而且使操作人员更加方便的拆卸卡马和工艺三角板。单侧焊道在紧固工艺三角板、卡马和中厚板时，能够防止中厚板在焊接时因应力变化而产生蠕变变形。
本发明在高层建筑钢结构、船舶结构、压力容器和桥梁结构以及大型设备制造等领域中均有被广泛运用的前景。
在焊接所述两块中厚板时，焊接时的焊接行走速度以拼接板焊道上的焊缝呈亮红色中等为准，成型规律以焊接时焊道溢出杂质气体均匀为度，焊接所述两块中厚板时总的施焊掌控原则是：提高电弧电压，成型系数增加(电流、焊速恒定的情况下)。
本发明所述的拼接板焊道可一次成型，在中厚板上完成正面焊接后不仅不需要进行翻板操作，而且不需要进行翻板后的反面碳弧气刨清根、打底、填充、盖面操作。
焊接陶瓷衬垫成型速度快、效果好，能提高工人的工作效率，把衬垫放在钢板和工件所规定的坡口背面，从正面焊接即能双面一次成型、背面焊缝成型饱满、焊迹又整齐。同时，本发明改善了焊接条件，节省了翻板时间和背面清根工序，降低了工人的劳动强度，从而大大地提高了生产效率。
本发明通过在板块的其中一端开V形坡口、预留一定钝边，并在对拼焊接时两块中厚板之间预留一定焊接间隙，在拼接板焊道下端加设陶瓷衬垫，在焊接陶瓷衬垫的两端加设与焊接陶瓷衬垫等厚的衬铁，预留一定的反变形量进行预控，从而使本发明所焊接的焊缝质量有保障，对接板块不易变形，生产效率高，现场对接操作快，操作容易，能大量节省人力资源，能降低工人劳动强度，能减少生产成本，通过超声波UT探伤、力学性能检验，微观组织观察和分析，都证明了该工艺的可行性都符合国家规范要求，应大力推广应用。
附图说明
图1为两个间隔布置且未开设工艺坡口的中厚板的结构示意图。
图2为带有U形槽口的陶瓷衬垫的结构示意图。
图3为工艺三角板的结构示意图。
图4为卡马的结构示意图。
图5为单个的中厚板上开设有工艺坡口时的结构示意图。
图6为两个开设有工艺坡口的中厚板在间隔布置时的主视图。
图7为将陶瓷衬垫、衬铁放置于中厚板下端时的结构示意图。
图8为本发明在预留一定的反变形量进行预控时，陶瓷衬垫、衬铁、卡马、工艺三角板和中厚板的连接结构示意图。
图9为卡马、工艺三角板、引入弧板、引出弧板和中厚板的连接结构示意图。
图中1-中厚板,11-第一拼接板,12-第二拼接板,2-U形槽口,3-陶瓷衬垫,5-拼接板焊道,52-单侧焊道，6-衬铁，7-卡马，8-工艺三角板，91-引入弧板，92-引出弧板。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺，其特征在于：它包括如下工艺步骤，步骤1：准备若干用于对拼焊接的中厚板1，和若干用于平面焊接且中部带有U形槽口2的陶瓷衬垫3；步骤2：对中厚板1的其中一端进行单边切割，使中厚板端部形成V型的工艺坡口；步骤3：将两个带有工艺坡口的中厚板1呈间隔放置，并使所述两个工艺坡口呈相邻布置，两个中厚板1之间的间隙为拼接板焊道5，所述两个中厚板1分别为第一拼接板11和第二拼接板12；步骤4：将陶瓷衬垫3放置于所述两个中厚板1的下端，并使陶瓷衬垫3上的U形槽口2位于所述拼接板焊道5的正下方，在陶瓷衬垫3的两端放置有位于中厚板1下端并与陶瓷衬垫3等厚的衬铁6；步骤5：在所述两个中厚板1的拼接结合处上端放置卡马7，使卡马7的一端下部与第一拼接板11上端接触，卡马7的另一端下部与第二拼接板12上端接触，在卡马7的前侧两端和卡马7的后侧两端均放置工艺三角板8，，并使工艺三角板8的其中一个长边与卡马7接触，使工艺三角板8另一个长边与中厚板1接触；步骤6：在中厚板1上对卡马7和工艺三角板8进行单侧焊以形成单侧焊道52，使中厚板1、卡马7和工艺三角板8连接成一个整体，在所述拼接板焊道5的一端加设引入弧板91，使引入弧板91两端分别与第一拼接板11和第二拼接板12接触，在所述拼接板焊道5的另一端加设引出弧板92，使引出弧板92两端分别与第一拼接板11和第二拼接板12接触；步骤7：在中厚板1完成上述操作并经检查验收无误后，先通过手工电弧焊或药芯CO2焊对拼接板焊道5进行打底，然后通过手工电弧焊或药芯CO2焊对拼接板焊道5进行填充，接着通过手工电弧焊或药芯CO2焊或埋弧焊对拼接板焊道5进行盖面；步骤8：对完成打底、填充和盖面三个步骤的拼接板焊道5进行表面探伤和超声波UT探伤，选出其中的合格品；步骤9：将中厚板1上方的卡马7和工艺三角板8拆除，并将中厚板1上用于加固卡马7和工艺三角板8的单侧焊道52进行磨光修复；步骤10：采用火焰切割的方式将引入弧板91、引出弧板92拆除；步骤11：将中厚板1进行翻板操作，并折除中厚板上的焊接陶瓷衬垫3和衬铁6；步骤12：将拼装呈一个整体的两个中厚板1进行编号放大标注转序，并送入下一道工序。
所述工艺坡口的坡角α为15～20°，坡口边距L为5～15mm，坡口钝边的长度n为1～2.5mm；
步骤6和步骤9所述的单侧焊道52的长度为100～150mm。
步骤3所述两个中厚板1之间的距离为8～14mm。
所述引入弧板91或为第一平板,或由两块拼装成V字形的第二平板组成，所述两个第二平板之间的V字形过道与拼接板焊道5匹配；所述引出弧板92或为第一平板,或由两块拼装成V字形的第二平板组成，所述两个第二平板之间的V字形过道与拼接板焊道5匹配。
在焊接所述两块中厚板时，焊接时的焊接行走速度拼接板焊道处的焊缝呈亮红色中等为准，成型规律以焊接时焊道溢出杂质气体均匀为度，焊接所述两块中厚板时总的施焊掌控原则是：提高电弧电压，成型系数增加(电流、焊速恒定的情况下)。
在对接板块的正面接口两端加以板块卡马和工艺三角板紧固定位并施以单侧焊道加以紧固，以防焊接时产生应力变化的复杂蠕变变形。
本发明所述的拼接板焊道可一次成型，在中厚板上完成正面焊接后不仅不需要进行翻板操作，而且不需要进行翻板后的反面碳弧气刨清根、打底、填充、盖面操作。
本发明通过在板块的其中一端开V形坡口、预留一定钝边，并在对拼焊接时两块中厚板之间预留一定焊接间隙，在拼接板焊道下端加设陶瓷衬垫，在焊接陶瓷衬垫的两端加设与焊接陶瓷衬垫等厚的衬铁，预留一定的反变形量进行预控，从而使本发明所述的焊接焊缝焊道质量有保障，对接板块不易变形，生产效率高，现场对接操作快，操作容易，能大量节省人力资源，降低工人劳动轻度减少生产投资投入成本，通过超声波UT探伤、力学性能检验，微观组织观察和分析，都证明了该工艺的可行性都符合国家规范要求，应大力推广应用。
在加装陶瓷衬垫后，本发明成型速度快、效果好，能提高工人的工作效率，把衬垫放在钢板和工件所规定的坡口背面，从正面焊接即能双面一次成型、背面焊缝成型饱满、焊迹又整齐。同时，本发明改善了焊接条件，节省了翻版时间和背面清根工序，降低了工人的劳动强度，从而大大地提高了生产效率。
本发明在高层建筑钢结构、船舶结构、压力容器和桥梁结构以及大型设备制造等领域有被广泛运用的前景。
实际工作时，本发明在中厚板正面完成打底、填充和盖面操作后，不用依次进行翻板、碳弧气刨清根、打底、填充、盖面操作，整个操作过程仅仅只有一次，因此，板块不易变形，焊缝焊道焊接质量有保障，容易操作，生产效率高，生产投资投入成本少，能节省大量的人力资源。特别是现场操作快，工人劳动强度降低。
本发明除了适用于板块对接外，还特别适用船体结构的夹板和外板焊接，箱型结构施工现场对接焊接施工，和长直焊缝的对接施工以及隐蔽焊缝的焊接施工。
本发明是在钢板和工件所规定的坡口背面，加放陶瓷衬垫，配以适宜的焊接参数，采用手工电弧焊打底焊、填充焊和盖面焊的方式，可以进行平焊、立焊、横焊焊接操作，比传统拼接焊法(对接焊)外延有很大扩宽，可以应用于船舶领域的船体、夹板和外板的拼接焊缝，高层建筑领域拼接焊缝，长直焊缝的拼接、机械、设备、承受结构的拼接等领域。
实际工作时，本发明需要通过操作人员肉眼观察及拼接(或两工件)的水平度或直线度并进行调整，人为操作有一定影响存在一定的误差。另外，在拼接板块上焊口连接处需用卡马和工艺三角板固定紧固并施于单侧焊道紧固连接固定，单面焊双面成型工艺完成后，需切割卡马、磨平紧固焊道、对拼板美观有一定影响，费一定时间，但与传统拼板方法相比，优越性、适用性、性价比等传统拼板工艺有明显改善。
其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (5)

1.中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺，其特征在于：它包括如下工艺步骤，
步骤1：准备若干用于对拼焊接的中厚板(1)，和若干用于平面焊接且中部带有U形槽口(2)的陶瓷衬垫(3)；
步骤2：对中厚板(1)的其中一端进行单边切割，使中厚板端部形成V型的工艺坡口；
步骤3：将两个带有工艺坡口的中厚板(1)呈间隔放置，并使所述两个工艺坡口呈相邻布置，两个中厚板(1)之间的间隙为拼接板焊道(5)，所述两个中厚板(1)分别为第一拼接板(11)和第二拼接板(12)；
步骤4：将陶瓷衬垫(3)放置于所述两个中厚板(1)的下端，并使陶瓷衬垫(3)上的U形槽口(2)位于所述拼接板焊道(5)的正下方，在陶瓷衬垫(3)的两端放置有位于中厚板(1)下端并与陶瓷衬垫(3)等厚的衬铁(6)；
步骤5：在所述两个中厚板(1)的拼接结合处上端放置卡马(7)，使卡马(7)的一端下部与第一拼接板(11)上端接触，卡马(7)的另一端下部与第二拼接板(12)上端接触，在卡马(7)的前侧两端和卡马(7)的后侧两端均放置工艺三角板(8)，并使工艺三角板(8)的其中一个长边与卡马(7)接触，使工艺三角板(8)另一个长边与中厚板(1)接触；
步骤6：在中厚板(1)上对卡马(7)和工艺三角板(8)进行单侧焊以形成单侧焊道(52)，使中厚板(1)、卡马(7)和工艺三角板(8)连接成一个整体，在所述拼接板焊道(5)的一端加设引入弧板(91)，使引入弧板(91)两端分别与第一拼接板(11)和第二拼接板(12)接触，在所述拼接板焊道(5)的另一端加设引出弧板(92)，使引出弧板(92)两端分别与第一拼接板(11)和第二拼接板(12)接触；
步骤7：在中厚板(1)完成上述操作并经检查验收无误后，先通过手工电弧焊或药芯CO2焊对拼接板焊道(5)进行打底，然后通过手工电弧焊或药芯CO2焊对拼接板焊道(5)进行填充，接着通过手工电弧焊或药芯CO2焊或埋弧焊对拼接板焊道(5)进行盖面；
步骤8：对完成打底、填充和盖面三个步骤的拼接板焊道(5)进行表面探伤和超声波UT探伤，选出其中的合格品；
步骤9：将中厚板(1)上方的卡马(7)和工艺三角板(8)拆除，并将中厚板(1)上用于加固卡马(7)和工艺三角板(8)的单侧焊道(52)进行磨光修复；
步骤10：采用火焰切割的方式将引入弧板(91)、引出弧板(92)拆除；
步骤11：将中厚板(1)进行翻板操作，并折除中厚板上的焊接陶瓷衬垫(3)和衬铁(6)；
步骤12：将拼装呈一个整体的两个中厚板(1)进行编号放大标注转序，并送入下一道工序。
2.根据权利要求1所述的中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺，其特征在于：所述工艺坡口的坡角α为15～20°，坡口边距L为5～15mm，坡口钝边的长度n为1～2.5mm。
3.根据权利要求1所述的中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺，其特征在于：步骤6和步骤9所述的单侧焊道(52)的长度为100～150mm。
4.根据权利要求1所述的中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺，其特征在于：步骤3所述两个中厚板(1)之间的距离为8～14mm。
5.根据权利要求1所述的中厚板不清根对接全熔透I级构件的成型工艺，其特征在于：所述引入弧板(91)或为第一平板,或由两块拼装成V字形的第二平板组成，所述两个第二平板之间的V字形过道与拼接板焊道(5)匹配；所述引出弧板(92)或为第一平板,或由两块拼装成V字形的第二平板组成，所述两个第二平板之间的V字形过道与拼接板焊道(5)匹配。
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