CN104339066A - 基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件及焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，包括可固定在对接缝两端的两个结构相同的陶瓷引弧衬垫单元，所述陶瓷引弧衬垫单元还包括陶瓷衬垫、紧贴在陶瓷衬垫上的导电衬板以及陶瓷挡块，所述陶瓷挡块设在对接缝的两端并抵压导电衬板，本发明还提供了一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接方法。与现有技术相比，本发明在进行中厚板焊接时，完全舍弃了现有技术中用于起弧、收弧以及支撑焊缝的熔池金属的钢质引弧板，消除了现行钢质引弧板气刨作业所带来了的较大工作量，避免了没有及时消除的钢质引弧板对其他部位焊缝的焊接造成干涉，同时，提高了焊接质量稳定性。

Description

基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件及焊接方法
技术领域
本发明涉及中厚钢板对接缝焊接技术领域，特别涉及一种新型中厚板对接缝焊接方法以及实施该焊接方法的焊接组件。
背景技术
目前，工程机械领域箱体结构应用较多，为保证焊接质量，箱体结构盖板间的对接缝在焊接时均要求焊缝的起、收弧点位于距离焊缝两端30mm以上的厚度约为8mm的钢质引弧板上，避免由于起、收弧点不稳定产生的缺陷影响该对接缝的质量。但该种钢质引弧板在完成焊接后与焊缝焊接在一起，需要采用气刨的方式进行割除，然后对该部位进行修磨，不仅增加了人工作业量，而且气刨产生的渗碳层如果清理不彻底，还会影响该处接头的焊接质量。同时，在焊接箱型构件其他焊缝的时候，该钢质引弧板由于不能及时去除，还会对其他部位焊缝的焊接造成干涉，影响着箱型构件机器人焊接的可达性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，以解决现行中厚板焊接时采用钢质引弧板在焊接结束时气刨等作业所带来了的较大工作量，以及避免没有及时消除的钢质引弧板对其他部位焊缝的焊接造成干涉，增大箱型构件机器人焊接的可达性。
为实现上述目的，本发明一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，包括可固定在对接缝两端的两个结构相同的陶瓷引弧衬垫单元，所述陶瓷引弧衬垫单元包括将该陶瓷引弧衬垫单元固定在对接缝两端的夹具，所述陶瓷引弧衬垫单元还包括陶瓷衬垫、紧贴在陶瓷衬垫上的导电衬板以及陶瓷挡块，所述陶瓷挡块设在对接缝的两端并抵压导电衬板，所述陶瓷衬垫固定在夹具的托板上，所述导电衬板(103)厚度为3mm以下。
进一步地，所述对接缝两端的陶瓷引弧衬垫单元包含的陶瓷衬垫为同一块陶瓷衬垫，所述对接缝两端的陶瓷引弧衬垫单元包含的导电衬板为同一块导电衬板，以适用两块常规的焊接板对接时，对接缝下部腾空无支撑。
优选地，所述陶瓷衬垫中部的轴线上设有与对接缝平行的成型槽。
优选地，所述夹具中间开设固定槽，所述陶瓷衬垫设在固定槽内。
优选地，所述陶瓷衬垫及导电衬板宽度大于对接缝底部间隙宽度的两倍。
对于上述的一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，本发明还提供了一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、陶瓷引弧衬垫单元的安装：将陶瓷衬垫放入夹具的托板上，将导电衬板平放于陶瓷衬垫上面，将陶瓷挡块放置并固定在导电衬板之上，拧紧夹具上的法兰螺栓，然后将该引弧衬垫单元固定于对接缝的一端，紧固前确认陶瓷衬垫及陶瓷挡块的成型槽中心线与焊缝中心重合，重复以上工作，将对接缝的另一端安装陶瓷引弧衬垫单元；
步骤二、确定起弧端与收弧端，任意指定对接缝的两端部为第一端部或第二端部，确定第一端部为起弧端，第二端部为收弧端，起弧位置在第一端部的焊道内且距第一端部端点有一段距离，收弧位置在第二端部的焊道内且距第二端部端点有一段距离；
步骤三、确定起弧位置与收弧位置后进行焊接，起弧时焊枪与对接缝表面垂直，在起弧位置起弧后向第一端部端点方向的导电衬板移动焊枪，到达该端部端点后，焊接方向反转180°，向对接缝第二端部进行对接缝焊接，到达第二端部收弧端的收弧位置后，继续焊接至第二端部端点，然后焊接方向反转180°，向收弧位置移动焊接，到达收弧位置收弧，收弧后熄弧，完成焊接过程。
优选地，所述起弧位置距第一端部端点30mm，所述收弧位置距第二端部端点30mm。
优选地，所述导电衬板厚度为2mm，通过实践，2mm厚的导电衬板在实施中效果最佳。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件及焊接方法，在进行中厚板焊接时，完全舍弃了现有技术中用于起弧、收弧以及支撑焊缝的熔池金属的钢质引弧板，焊接完成时，只需拆下夹具、陶瓷衬垫、陶瓷挡块后，其中起到引弧作用的超薄导电衬板与对接缝很好的熔合在一起，形成与陶瓷衬垫上的成型槽形状一致的焊缝余高，只需用角磨机对焊缝背面起弧收弧处进行少量修磨即可，消除了现行钢质引弧板气刨作业所带来了的较大工作量，避免了没有及时消除的钢质引弧板对其他部位焊缝的焊接造成干涉，同时，提高了焊接质量稳定性；
2、本发明提供的一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件及焊接方法，可以用在箱型构件盖板对接缝(对接缝下部含有板面)焊接，也可用于常规对接板焊接，常规对接板焊接时，只需将导电衬板和带有成型槽的陶瓷衬垫的长度延长并覆盖整个对接缝的长度(此时对接缝两端的导电衬板和陶瓷衬垫均为同一块导电衬板和陶瓷衬垫)，然后采用同样方式进行固定即可，焊接后拆下夹具和陶瓷衬垫，实现对接缝单面焊接双面成型；
3、拆卸的夹具、陶瓷衬垫以及陶瓷挡块可重复多次应用。
附图说明
图1为本发明基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件的结构示意图；
图2为本发明陶瓷引弧衬垫单元结构示意图；
图3为本发明陶瓷衬垫结构示意图；
图4为本发明陶瓷挡块结构示意图。
图中：100、陶瓷引弧衬垫单元，101、夹具，102、陶瓷衬垫，103、导电衬板，104、陶瓷挡块，105、托板，106、成型槽，107、固定槽，108、法兰螺栓，200、起弧位置，300、收弧位置，400、长虚线箭头，500、第一端部虚线箭头，600、第二端部虚线箭头，700、盖板，800、侧板。
具体实施方式
如图1-4，本发明的技术方案是这样实现的：一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，包括可固定在对接缝两端的两个结构相同的陶瓷引弧衬垫单元100，所述陶瓷引弧衬垫单元100包括将该陶瓷引弧衬垫单元100固定在对接缝两端的夹具101，所述陶瓷引弧衬垫单元100还包括陶瓷衬垫102、紧贴在陶瓷衬垫102上的导电衬板103以及陶瓷挡块104，所述陶瓷挡块104设在对接缝的两端并抵压导电衬板103，所述陶瓷衬垫102固定在夹具101的托板105上，所述导电衬板(103)厚度为3mm以下；
当为两块常规的焊接板对接时，所述对接缝两端的陶瓷引弧衬垫单元100包含的陶瓷衬垫102为同一块陶瓷衬垫102，所述对接缝两端的陶瓷引弧衬垫单元100包含的导电衬板103为同一块导电衬板103；所述陶瓷衬垫102中部的轴线上设有与对接缝平行的成型槽106，所述成型槽106在焊接后会形成焊缝余高，焊缝余高的作用是将外层焊接质量较低的部分转至其上，在焊接完成时将焊缝余高消去即可，确保焊接质量；所述夹具101中间开设固定槽107，所述陶瓷衬垫102设在固定槽107内，固定槽107用于保持陶瓷衬垫102的稳固性，避免在焊接时，陶瓷衬垫102以及其上的导电衬板103滑动，影响焊接效果；所述陶瓷衬垫102及导电衬板103宽度大于对接缝底部间隙宽度的两倍，避免对接缝间隙超过导电衬板103的边缘，造成电弧熄灭。
对于上述的一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，本发明还提供了一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、陶瓷引弧衬垫单元100的安装：将陶瓷衬垫102放入夹具的托板105上，将导电衬板103平放于陶瓷衬垫102上面，将陶瓷挡块104放置并固定在导电衬板103之上，拧紧夹具101上的法兰螺栓108，然后将该引弧衬垫单元1固定于对接缝的一端，紧固前确认陶瓷衬垫102的成型槽106及陶瓷挡块103的中心线与焊缝中心重合，重复以上工作，将对接缝的另一端安装陶瓷引弧衬垫单元100；
步骤二、确定起弧端与收弧端，任意指定对接缝的两端部为第一端部或第二端部，确定第一端部为起弧端，第二端部为收弧端，起弧位置200在第一端部的焊道内且距第一端部端点有一段距离，收弧位置300在第二端部的焊道内且距第二端部端点有一段距离；
步骤三、确定起弧位置200与收弧位置300后进行焊接，起弧时焊枪与对接缝表面垂直，在起弧位置200起弧后向第一端部端点方向移动焊枪，到达该端部端点后，焊接方向反转180°，向对接缝第二端部进行对接缝焊接，到达第二端部收弧端的收弧位置300后，继续焊接至第二端部端点，然后焊接方向反转180°，向收弧位置300移动焊接，到达收弧位置300收弧，收弧后熄弧，完成焊接过程。
其中，所述起弧位置200距第一端部端点30mm，所述收弧位置300距第二端部端点30mm，30mm长度的起弧、熄弧长度在实施时焊接效果最好。所述导电衬板103厚度为2mm，导电衬板103主要起到引弧与收弧的作用。
实施例
对接缝焊接时，为更直观的将本发明的基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接方法进行表述以便于本领域技术人员能够更好的理解，假设箱型盖板对接缝的焊接方向为如图1长虚线箭头400所示，由第一端部起弧向第二端部焊接并在第二端部收弧，由于对接缝下部含有支撑熔池金属的顶板支撑，对于箱型盖板对接缝的焊接起弧位置200和收弧位置300可以在陶瓷衬垫102的导电衬板103(陶瓷衬垫102的导电衬板103的长度至少为30mm)上也可以在焊道内的顶板上，本实施例介绍的起弧位置200和收弧位置300位于焊道内的顶板上。
起弧位置200在对接缝第一端部的焊道内，距对接缝第一端部端点30mm处对接缝根部起弧，即图1中第一端部虚线箭头500始端处，焊枪与对接缝表面角度为90°；起弧后沿第一端部虚线箭头500方向向第一端部端点移动焊枪，到达第一端部端点后，焊接方向反转180°，向对接缝第二端部进行对接缝焊接，即图1中长虚线箭头400所示，到达第二端部的与起弧点对称的位置后继续焊接至第二端部端点，反转180°后到达收弧位置300收弧，收弧位置300在对接缝第二端部距对接缝第二端部端点30mm处，即图1中第二端部虚线箭头600末端处，从而在焊道内的顶板上起弧、收弧或是在支撑有陶瓷衬垫102的导电衬板103上实现焊接起弧、收弧，而不会由于参数过大击穿超薄的导电衬板103造成电弧熄灭。
对接缝焊接完成焊接后拆下夹具101和陶瓷衬垫102，可以直接焊接箱型构件盖板700与侧板800间的角焊缝，而不会对该角焊缝焊接产生干涉，避免了角焊缝在该处产生接头，实现该处角焊缝的连续焊接，提高了焊接效率和质量。
其中，本发明所用的陶瓷衬垫102及夹具101不仅可以用在上述实施例中箱型构件盖板对接缝焊接，也可用于常规对接板焊接，常规对接板焊接时，只需将导电衬板103和带有成型槽106的陶瓷衬垫102的长度延长并覆盖整个对接缝的长度(即所述对接缝两端的陶瓷引弧衬垫单元100包含的陶瓷衬垫102为同一块陶瓷衬垫102，所述对接缝两端的陶瓷引弧衬垫单元100包含的导电衬板103为同一块导电衬板103)，继而采用同样方式进行夹具101固定，然后焊接完成即可，焊接后拆下夹具101和陶瓷衬垫102，实现对接缝单面焊接双面成型；拆卸的夹具101和陶瓷衬垫102可重复多次应用。对接缝焊接起弧、收弧方法与上述实施例一致，此处不在赘述。
综上本发明的基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件的结构以及基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接方法的实施可知，在进行中厚板焊接时，完全舍弃了现有技术中用于起弧、收弧以及支撑焊缝的熔池金属的钢质引弧板，焊接完成时，只需拆下夹具、陶瓷衬垫、陶瓷挡块后，其中起到引弧作用的超薄导电衬板与对接缝很好的熔合在一起，形成与陶瓷衬垫上的成型槽形状一致的焊缝余高，只需用角磨机对焊缝背面起弧收弧处进行少量修磨即可，消除了现行钢质引弧板气刨作业所带来了的较大工作量，避免了没有及时消除的钢质引弧板对其他部位焊缝的焊接造成干涉，同时，提高了焊接质量稳定性；同时，可以用在箱型构件盖板对接缝(对接缝下部含有板面)焊接，也可用于常规对接板焊接，常规对接板焊接时，只需将导电衬板和带有成型槽的陶瓷衬垫的长度延长并覆盖整个对接缝的长度(此时对接缝两端的导电衬板和陶瓷衬垫均为同一块导电衬板和陶瓷衬垫)，然后采用同样方式进行固定即可，焊接后拆下夹具和陶瓷衬垫，实现对接缝单面焊接双面成型；拆卸的夹具、陶瓷衬垫以及陶瓷挡块可重复多次应用。

Claims (8)

1.一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，其特征在于，包括可固定在对接缝两端的两个结构相同的陶瓷引弧衬垫单元(100)，所述陶瓷引弧衬垫单元(100)包括将该陶瓷引弧衬垫单元(100)固定在对接缝两端的夹具(101)，所述陶瓷引弧衬垫单元(100)还包括陶瓷衬垫(102)、紧贴在陶瓷衬垫(102)上的导电衬板(103)以及陶瓷挡块(104)，所述陶瓷挡块(104)设在对接缝的两端并抵压导电衬板(103)，所述陶瓷衬垫(102)固定在夹具(101)的托板(105)上，所述导电衬板(103)厚度为3mm以下。
2.如权利要求1所述的基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，其特征在于，所述对接缝两端的陶瓷引弧衬垫单元(100)包含的陶瓷衬垫(102)为同一块陶瓷衬垫(102)，所述对接缝两端的陶瓷引弧衬垫单元(100)包含的导电衬板(103)为同一块导电衬板(103)。
3.如权利要求1或2所述的基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，其特征在于，所述陶瓷衬垫(102)中部的轴线上设有与对接缝平行的成型槽(106)。
4.如权利要求3所述的基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，其特征在于，所述夹具(101)中间开设固定槽(107)，所述陶瓷衬垫(102)设在固定槽(107)内。
5.如权利要求1所述的基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，其特征在于，所述陶瓷衬垫(102)及导电衬板(103)宽度大于对接缝底部间隙宽度的两倍。
6.一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接方法，采用权利要求1-5中所述的任意一种基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接组件，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、陶瓷引弧衬垫单元(100)的安装：将陶瓷衬垫(102)放入夹具(101)的托板(105)上，将导电衬板(103)平放于陶瓷衬垫(102)上面，将陶瓷挡块(104)放置并固定在导电衬板(103)之上，拧紧夹具(101)上的法兰螺栓(108)，然后将该引弧衬垫单元(100)固定于对接缝的一端，紧固前确认陶瓷衬垫(102)的成型槽(106)及导电衬板(103)的中心线与焊缝中心重合，重复以上工作，将对接缝的另一端安装陶瓷引弧衬垫单元(100)；
步骤二、确定起弧端与收弧端，任意指定对接缝的两端部为第一端部或第二端部，确定第一端部为起弧端，第二端部为收弧端，起弧位置(200)在第一端部的焊道内且距第一端部端点有一段距离，收弧位置(300)在第二端部的焊道内且距第二端部端点有一段距离；
步骤三、确定起弧位置(200)与收弧位置(300)后进行焊接，起弧时焊枪与对接缝表面垂直，在起弧位置(200)起弧后向第一端部端点方向移动焊枪，到达该端部端点后，焊接方向反转180°，向对接缝第二端部进行对接缝焊接，到达第二端部收弧端的收弧位置(300)后，继续焊接至第二端部端点，然后焊接方向反转180°，向收弧位置(200)移动焊接，到达收弧位置(300)收弧，收弧后熄弧，完成焊接过程。
7.如权利要求6所述的基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接方法，其特征在于，所述起弧位置(200)距第一端部端点30mm，所述收弧位置(300)距第二端部端点30mm。
8.如权利要求6或7所述的基于陶瓷引弧衬垫的中厚板对接缝焊接方法，其特征在于，所述导电衬板(103)厚度为2mm。
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