CN104722887A - 角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺,具体的说是一种箱型钢构件主焊缝全熔透的成型工艺。它包括铺设钢平台并找平,使角钢的两个长边形成相等的工艺坡口,在角钢上增加钢衬垫,在钢平台铺设箱型钢限位板、箱体和楔形块,并通过楔形块对箱体进行预紧紧固,在箱体两端加放封装板,将箱体放置在箱型钢定位工装上,采用船形斜横焊的方式对箱体主焊缝进行焊接,焊接完成后,检验箱体的各种指标是否符合验收要求。本发明可以使箱体一次成型,并可以将产品扭曲度、直线度一次性控制在公差范围内,同时,避免了尺寸超差后需要矫正、焊缝返修等繁琐的工艺过程,既有效的保证了焊接质量,又有效的控制了变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种箱型钢构件主焊缝全熔透的成型工艺,具体的说是一种角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺。
背景技术
随着现代社会的快速发展,钢结构产业也随之快速发展,人们对钢结构建筑物的主体质量和功能多样性提出了更高的要求,这就使得人们对钢结构构件的结构合理性、结构多样性、外观艺术性以及制造精度也有了更高的要求。
箱型钢是一种常用的钢结构构件,现有技术中,有两种设计制作箱型钢的方式,第一种方式是采用四块钢板拼装成型,第二种方式是采用角钢对扣成型。
目前,由于采用角钢对扣成型的箱型钢构件(箱体)的制作难度较大,尺寸精度难以保证,成品合格率较低,故现有的箱型钢构件(箱体)基本上采用四块钢板拼装焊接成型,而不采用角钢对扣焊接成型,现有技术不采用角钢对扣的方式制作箱型钢的原因如下:
a、由于采用角钢对扣方式成型的箱型钢构件(箱体)的厚度一般较厚,且所述箱型钢构件(箱体)的主焊缝通常要求为完全熔透焊(即全熔透I级),所以根据角钢对扣成型的箱型钢构件(箱体)的设计制作规范,人们不仅无法采用平焊的方式对角钢的主焊缝进行焊接,而且角钢的两个长边必须增开V形的工艺坡口,并在坡口上增设钢衬垫(条),这就使得人们必须采用更加优化的尺寸参数设置、更加优化的焊接顺序,以及更加优化的焊接方法才能保证主焊缝的焊接质量,但是由于现有的钢结构工程很少采用角钢对扣的方式设计制作箱型钢构件(箱体),因此,采用角钢对扣的方式制作箱型钢构件是一个技术难题。
b、角钢对扣成型的箱型钢构件(箱体)的尺寸精度要求很高(其扭曲度不得超过0.8mm、拱曲度不得超过5mm、直线度不得超过3mm、主焊缝通常须为完全熔透焊I级),故采用角钢对扣成型的箱型钢的制作难度更大,箱型钢的成品率较低,因此现有技术基本上不采用角钢对扣的方式制作箱型钢。
c、采用角钢对扣焊接成型的角钢箱型钢的主焊缝具有焊缝厚度厚、焊缝长度尺寸大(通常为长直焊缝)、焊缝布置位置极不对称且不在同一个平面内的特点,相对于采用四块钢板拼装焊接成型的箱型钢而言,采用角钢对扣成型的箱型钢的制作难度更大,其箱体尺寸精度,和焊接过程难以控制。
发明内容
本发明的目的是为了克服背景技术的不足之处,而提供一种角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺,不仅解决现有的角钢对扣箱型钢构件(箱体)的主焊缝难以达到完全熔透焊I级的技术难题,而且还能够保证箱型钢构件(箱体)的几何尺寸精度满足验收要求。
为了实现上述目的,本发明的技术方案为:角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺,其特征在于:它包括如下工艺步骤,步骤1:将钢平台铺设在工作台上,并在工作台上对钢平台进行找平;步骤2:准备若干角钢、若干箱型钢限位板和若干角钢限位板,所述角钢由两个相互垂直连接的长边组成,两个长边分别为第一长边和第二长边,若干角钢包括第一角钢、第二角钢和第三角钢;步骤3:对第一角钢的两个长边均进行切割或剪切校平,使第一角钢的两个长边的端部均形成V型的工艺坡口,所述第一角钢上的两个工艺坡口相等;步骤4:在钢平台上安装两组间隔平行布置的角钢限位板,两组角钢限位板之间的距离为第二角钢的横截面宽度减去第二角钢的厚度,两组角钢限位板分别为第一组角钢限位板和第二组角钢限位板;步骤5:将第一角钢的第一长边水平的放置在钢平台上,并使第一角钢的第二长边与第一组角钢限位板接触,在第一角钢的第一长边上端放置与第一角钢等长的第一钢衬垫,使第一钢衬垫一端与第一角钢 的第一长边搭接焊接,第一钢衬垫另一端与第二组角钢限位板接触;步骤6:将第一角钢的第二长边水平的放置在钢平台上,并使第一角钢的第一长边与第一组角钢限位板接触,在第一角钢的第二长边上端放置与第一角等长的第二钢衬垫,使第二钢衬垫的一端与第一角钢的第二长边搭接焊接,第二钢衬垫另一端与第二组角钢限位板接触;步骤7:在钢平台上安装两组间隔布置的箱型钢限位板,将由第一角钢和第二角钢对扣而成的箱体置于所述两组箱型钢限位板之间,并使第一角钢的第一长边或第一角钢的第二长边呈水平的搁置在钢平台上,两组箱型钢限位板分别为与第一角钢的脊骨线距离较近的第一组箱型钢限位板,以及与第二角钢的脊骨线距离较近的第二组箱型钢限位板,第一角钢和第二角钢的连接处为箱体主焊缝,第一角钢的脊骨线与第一组箱型钢限位板之间的距离为50-150mm,第二角钢的脊骨线与第二组箱型钢限位板之间的距离为焊接第一角钢和第二角钢时的焊接收缩余量;步骤8:将楔形块置于第一角钢和第一组箱型钢限位板之间,并通过楔形块对由第一角钢和第二角钢对扣而成的箱体进行预紧紧固,在箱体两端加放封装板,并对封装板与箱体的连接处施以满焊焊接;步骤9:在完成步骤7和步骤8后,在钢平台上安装多个间隔布置的箱型钢定位工装,箱型钢定位工装包括安装在钢平台上的第一底板,以及与第一底板上端垂直连接的箱体支撑板,箱体支撑板顶端设有与第二角钢外壁匹配的V型槽,将第二角钢放置在V型槽上,并使V型槽的中心线与第一角钢的脊骨线垂直相交,对第二角钢底部与V型槽底部的接触处进行点焊焊接,对第二角钢的两个长边与V型槽的两侧边的接触处进行点焊焊接;步骤10:检查箱体主焊缝处的间隙是否超过3mm,若间隙没有超过3mm,则可直接进入下一步操作,若间隙超过了3mm,则应先对第一角钢和第二角钢的接触处进行加固矫正,使第一角钢和第二角钢在接触处的间隙不超过3mm,接着对第一角钢和第二角钢的接触处进行点焊焊接,然后才能进入下一步操作;步骤11:采用船形斜横焊的方式对箱体主焊缝依次进行打底焊、填充焊和盖面焊,焊接方向为由两名焊工从中部向两边对称焊接,焊接顺序为先采用花焊对箱体主焊缝进行焊接,花焊完成后,再对箱体主焊缝进行满焊焊接;步骤12:在完成步骤11后,将箱型钢构件(箱体)风冷至 常温,打开箱体与箱型钢定位工装之间的定位焊点,并清除箱型钢主焊缝处的焊渣和氧化物;步骤13:对箱体进行超声波探伤和目视几何尺寸精度检查,各种指标都符合验收和规范要求后,对箱体进行编码标注,并转入下一道工序。
在上述技术方案中,步骤4中,在钢平台上布置角钢限位板的步骤为,在钢平台上用标识线画出角钢在钢平台上的角钢大样基准线,所述角钢大样基准线包括与角钢的横截面方向平行的第一基准线、与第一基准线垂直相交的第二基准线、与第一基准线垂直相交的第三基准线,第二基准线位于第三基准线左侧,第二基准线与第三基准线之间的距离为第二角钢的横截面长度减去第二角钢的厚度,在第二基准线左侧安装与第二基准线垂直相交的第一组角钢限位板,在第三基准线右侧安装与第三基准线垂直相交的第二组角钢限位板。
在上述技术方案中,步骤7中,在钢平台上布置箱体和箱型钢限位板的步骤为:在钢平台上用标识线画出箱型钢的箱型钢大样基准线,箱型钢大样基准线包括与箱体的横截面平行的第四基准线、与第四基准线垂直相交的第五基准线、与第四基准线垂直相交的第六基准线,第五基准线位于第六基准线左侧,第五基准线与第六基准线之间的距离为箱体的横截面宽度,接着在第五基准线的左侧加画收缩余量线,所述收缩余量线与第五基准线之间的距离为0.5~2mm,在第六基准线右侧加画第七基准线,第六基准线与第七基准线之间的距离为100-150mm,然后在第七基准线右侧安装与第七基准线垂直相交的第一组箱型钢限位板,在收缩余量线左侧安装与所述收缩余量线垂直相交的第二组箱型钢限位板,并使第一角钢的第一长边或第一角钢的第二长边呈水平的搁置在钢平台上,将第二角钢放置在第一角钢上,使第一角钢和第二角钢拼装成箱体。
在上述技术方案中,步骤3中所述工艺坡口的坡角а为20~30°,坡口边距L为3~6mm。
在上述技术方案中,步骤3中对角钢端部进行切割的步骤为:步骤a:在钢平台上安装多个间隔布置的角钢切割工装,所述角钢切割工装包括安装在钢平台上的第二底板和与第二底板垂直连接的角钢支撑板,角钢支撑 板上设有切割槽,所述切割槽的宽度略大于第一角钢厚度与第三角钢厚度之和,切割槽的深度不小于第二角钢的横截面宽度减去第二角钢厚度;步骤b:将第一角钢的第一长边和第三角钢第一长边背对背紧贴并点焊在一起,将第一角钢与第三角钢的紧贴部位放入所述切割槽中,对第一角钢的第二长边与角钢支撑板的接触处进行点焊焊接,对第三角钢的第二长边与角钢支撑板的接触处进行点焊焊接;步骤c:采用半自动切割机双枪两侧对称切割第一角钢的第二长边端部和第三角钢第二长边端部,以形成V型的第一工艺坡口;步骤d:在完成步骤c后,将第一角钢和第三角钢冷却至常温,并对第一角钢和第三角钢进行翻转,使第一角钢的第二长边和第三角钢的第二长边背靠背紧贴,并将第一角钢与第三角钢的紧贴部位放入所述切割槽中,对第一角钢的第一长边与角钢支撑板的接触处进行点焊焊接,对第三角钢的第一长边与角钢支撑板的接触处进行点焊焊接;步骤e:采用半自动切割机双枪两侧对称切割第一角钢的第一长边端部和第三角钢第二长边端部,以形成V型的第二工艺坡口,所述第一工艺坡口和第二工艺坡口相等;步骤f:在完成步骤c和步骤e后,对第一角钢和第三角钢需要矫形的部位进行矫正,检测第一角钢的尺寸参数和第三角钢的尺寸参数是否超差,若尺寸参数没有超差,则可直接进入下一步工序,若尺寸参数超差,则必须用火焰对进行校正调直,使第一角钢和第三角钢的所有尺寸参数都控制在允许的公差范围内,所述尺寸参数包括直线度、扭曲度、角钢垂直度和切割面质量。
在上述技术方案中,步骤11中,打底焊采用实心CO2焊,焊接速度为350-450mm/min,保护气体流量为40-60L/min,焊接电流为290-310A,焊接电压为36-38;填充焊采用实心CO2焊,焊接速度为350-450mm/min,保护气体流量为40-60L/min,焊接电流为310-330A,焊接电压为36-38;盖面焊采用实心CO2焊,焊接速度为350-450mm/min,保护气体流量为40-60L/min,焊接电流为280-300A,焊接电压为36-38。
本发明通过专用的角钢切割工装,并在布置钢衬垫时,采用专用的角钢限位板,从而提高切割出来的工艺坡口的控制精度,使角钢在对扣时,角钢上的工艺坡口变形小,甚至是不变形,从而使后续工序的装焊误 差较小、质量较高。
本发明为了提高箱体的装配精度,通过专用的箱型钢定位工装,并将箱体放置在箱型钢定位工装上经点焊加固后才开始焊接。同时,鉴于箱体主焊缝布置位置(斜横向)极不对称的特点,本发明采用船型斜横焊的方式对箱体主焊缝进行焊接,并专门制定了船型斜横焊的焊接工艺参数以及焊接顺序,从而保证了本发明可以一次焊接成型,并符合验收要求,提高了生产效率。
角钢限位板、箱型钢限位板、角钢切割工装和箱型钢定位工装可利用车间呆滞余料进行制作,投入成本较少,通过上述专用装置控制制作出来的构件变形极少,焊接质量有保证,生产效率高,投入成本少,减轻了工人的劳动强度。
本发明可以在焊接箱型钢构件(箱体)时一次成型,并可以一次性的将产品扭曲度、直线度和拱曲度控制在允许的公差范围内,同时,本发明避免了尺寸超差后需要矫正、焊缝返修等繁琐的工艺过程,既有效的保证了焊接质量,又有效的控制了变形。本发明生产箱型钢,其焊接后基本无变形,其扭曲度、直线度、拱曲度、焊缝质量都在国家规范、标准和业主要求的范围内。
附图说明
图1为延左视方向时,箱型钢构件(箱体)装焊完成后的结构示意图。
图2为单个的角钢切割工装的结构示意图。
图3为第一角钢、第三角钢和多个间隔布置的角钢切割工装的连接结构示意图。
图4为延左视方向时,将箱型钢构件(箱体)安装在箱型钢定位工装上时结构示意图。
图5为带有工艺坡口的第一角钢、带有工艺坡口的第三角钢和单个的角钢切割工装的连接结构示意图。
图6为箱型钢定位工装的结构示意图。
图7为箱型钢构件(箱体)、箱型钢限位板和楔形块布置在钢平台上时 的结构示意图。
图8为延主视方向时,将箱型钢构件(箱体)安装在箱型钢定位工装上的结构示意图。
图9为在角钢大样基准线上布置第一角钢和角钢限位板时的结构示意图。
图10为在箱型钢大样基准线上布置收缩余量线、箱型钢构件(箱体)、第一箱型钢限位板和第二箱型钢限位板时的结构示意图。
图11为第一角钢、第一钢衬垫、第二钢衬垫和角钢限位板布置在钢平台上时的结构示意图。
图12为将箱型钢构件(箱体)布置在箱型钢定位工装上,并对箱型钢构件(箱体)进行花焊时的结构示意图。
图中1-钢平台,2-角钢,21-第一长边,22-第二长边,23-第一角钢,24-第二角钢,25-箱体,26-脊骨线,27-箱体主焊缝,28-第三角钢,3-箱型钢限位板,31-第一组箱型钢限位板,32-第二组箱型钢限位板,4-角钢限位板,41-第一组角钢限位板,42-第二组角钢限位板,5-工艺坡口,51-第一工艺坡口,52-第二工艺坡口,61-第一钢衬垫,62-第二钢衬垫,7-楔形块,71-封装板,72-V型槽,73-箱型钢定位工装,74-第一底板,75-箱体支撑板8-角钢大样基准线,81-第一基准线,82-第二基准线,83-第三基准线,84-第四基准线,85-第五基准线,86-第六基准线,87-第七基准线,88-收缩余量线,89-箱型钢大样基准线,9-角钢切割工装,91-第二底板,92-角钢支撑板,93-切割槽。
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:一、为了控制角钢在控制切割过程中变形的程度,使切割过程中变形尽量较小,本发明通过在工作台上铺设钢平台,并在钢平台上布置多个间隔的角钢切割工装来实现,其中,角钢切割工装为非必要 的结构,具体为:
1、将钢平台1铺设在工作台上,并在工作台上对钢平台1进行找平,优选的,用精伟仪和水准仪对钢平台进行找平,使钢平台的平面公差度控制在±2mm范围内。
2、根据箱型钢构件的箱体主焊缝为全熔透I级,且鉴于角钢为特大特厚型(如L250*250*35),其自身焊缝布置位置不对称(斜向横缝)特点,本发明提供了自制的角钢切割工装,角钢切割工装包括安装在钢平台上的第二底板和与第二底板垂直连接的角钢支撑板,角钢支撑板上设有切割槽,所述切割槽的宽度略大于第一角钢厚度与第三角钢厚度之和,切割槽的深度不小于第二角钢的横截面宽度减去第二角钢厚度。
对第一角钢23的两个长边均进行切割或剪切校平,使第一角钢23的两个长边的端部均形成V型的工艺坡口5,所述第一角钢23上的两个工艺坡口5相等。优选的,所述工艺坡口5的坡角а为20~30°,坡口边距L为3~6mm。
对角钢端部进行切割的步骤为:步骤a:在钢平台1上安装多个间隔布置的角钢切割工装9,所述角钢切割工装9包括安装在钢平台1上的第二底板91和与第二底板91垂直连接的角钢支撑板92,角钢支撑板92上设有切割槽93,所述切割槽93的宽度略大于第一角钢23厚度与第三角钢28厚度之和,切割槽93的深度不小于第二角钢24的横截面宽度减去第二角钢24厚度;
步骤b:将第一角钢23的第一长边21和第三角钢28第一长边21背对背紧贴并点焊在一起,将第一角钢23与第三角钢28的紧贴部位放入所述切割槽93中,对第一角钢23的第二长边22与角钢支撑板92的接触处进行点焊焊接,对第三角钢28的第二长边22与角钢支撑板92的接触处进行点焊焊接;
步骤c:采用半自动切割机双枪两侧对称切割第一角钢23的第二长边22端部和第三角钢28第二长边22端部,以形成V型的第一工艺坡口51;
步骤d:在完成步骤c后,将第一角钢23和第三角钢28冷却至常温,并对第一角钢23和第三角钢28进行翻转,使第一角钢23的第二长边22 和第三角钢28的第二长边22背靠背紧贴,并将第一角钢23与第三角钢28的紧贴部位放入所述切割槽93中,对第一角钢23的第一长边21与角钢支撑板92的接触处进行点焊焊接,对第三角钢28的第一长边21与角钢支撑板92的接触处进行点焊焊接;
步骤e:采用半自动切割机双枪两侧对称切割第一角钢23的第一长边21端部和第三角钢28第二长边22端部,以形成V型的第二工艺坡口52,所述第一工艺坡口51和第二工艺坡口52相等;
步骤f:在完成步骤c和步骤e后,对第一角钢23和第三角钢28需要矫形的部位进行矫正,检测第一角钢23的尺寸参数和第三角钢28的尺寸参数是否超差,若尺寸参数没有超差,则可直接进入下一步工序,若尺寸参数超差,则必须用火焰对进行校正调直,使第一角钢23和第三角钢28的所有尺寸参数都控制在允许的公差范围内,所述尺寸参数包括直线度、扭曲度、角钢垂直度和切割面质量。
二、鉴于角钢在对扣时尺寸精度难以控制的特点,本发明提供了一系列提高箱型钢构件(箱体)尺寸精度的方式,具体为:
1、在角钢上装配钢衬垫,具体为:
(1)在钢平台1上安装两组间隔平行布置的角钢限位板4,两组角钢限位板4之间的距离为第二角钢24的横截面宽度减去第二角钢24的厚度,两组角钢限位板4分别为第一组角钢限位板41和第二组角钢限位板42;
(2)将第一角钢23的第一长边21水平的放置在钢平台1上,并使第一角钢23的第二长边22与第一组角钢限位板41接触,在第一角钢23的第一长边21上端放置与第一角钢23等长的第一钢衬垫61,使第一钢衬垫61一端与第一角钢23的第一长边21搭接焊接,第一钢衬垫61另一端与第二组角钢限位板42接触;
(3)将第一角钢23的第二长边22水平的放置在钢平台1上,并使第一角钢23的第一长边21与第一组角钢限位板41接触,在第一角钢23的第二长边22上端放置与第一角钢23等长的第二钢衬垫62,使第二钢衬垫62的一端与第一角钢23的第二长边22搭接焊接,第二钢衬垫62另一端与第 二组角钢限位板42接触。
进一步的,为了保证角钢限位板4的装配精度,并提高生产效率,本发明通过放大样来实现,具体为:如图9所示,在钢平台1上用标识线画出角钢2在钢平台1上的角钢大样基准线8,所述角钢大样基准线8包括与角钢2的横截面方向平行的第一基准线81、与第一基准线81垂直相交的第二基准线82、与第一基准线81垂直相交的第三基准线83,第二基准线82位于第三基准线83左侧,第二基准线82与第三基准线83之间的距离为第二角钢24的横截面长度减去第二角钢24的厚度,在第二基准线82左侧安装与第二基准线82垂直相交的第一组角钢限位板41,在第三基准线83右侧安装与第三基准线83垂直相交的第二组角钢限位板42。
2、将由第一角钢和第二角钢对扣成型的箱型钢构件(箱体)布置在钢平台上,并保证其装配精度的方式为:在钢平台1上安装两组间隔布置的箱型钢限位板3,将由第一角钢23和第二角钢24对扣而成的箱体25置于所述两组箱型钢限位板3之间,并使第一角钢23的第一长边21或第一角钢23的第二长边22呈水平的搁置在钢平台1上,两组箱型钢限位板3分别为与第一角钢23的脊骨线26距离较近的第一组箱型钢限位板31,以及与第二角钢24的脊骨线26距离较近的第二组箱型钢限位板32,第一角钢23和第二角钢24的连接处为箱体主焊缝27,第一角钢23的脊骨线26与第一组箱型钢限位板31之间的距离为50-150mm,第二角钢24的脊骨线26与第二组箱型钢限位板3之间的距离为焊接第一角钢23和第二角钢24时的焊接收缩余量,优选的所述焊接收缩余量为1.2mm;
步骤8:将楔形块7置于第一角钢23和第一组箱型钢限位板31之间,并通过楔形块7对由第一角钢23和第二角钢24对扣而成的箱体25进行预紧紧固,在箱体25两端加放封装板71,并对封装板71与箱体25的连接处施以满焊焊接;
进一步的,为了保证箱型钢限位板3的装配精度,并提高生产效率,本发明通过放大样来实现,具体为:如图10所示,在钢平台1上用标识线画出箱型钢的箱型钢大样基准线89,箱型钢大样基准线89包括与箱体25 的横截面平行的第四基准线84、与第四基准线84垂直相交的第五基准线85、与第四基准线84垂直相交的第六基准线86,第五基准线85位于第六基准线86左侧,第五基准线85与第六基准线86之间的距离为箱体25的横截面宽度,接着在第五基准线85的左侧加画收缩余量线88,所述收缩余量线88与第五基准线85之间的距离为0.5~2mm,在第六基准线86右侧加画第七基准线87,第六基准线86与第七基准线87之间的距离为100-150mm,然后在第七基准线87右侧安装与第七基准线87垂直相交的第一组箱型钢限位板31,在收缩余量线88左侧安装与所述收缩余量线88垂直相交的第二组箱型钢限位板32,并使第一角钢23的第一长边21或第一角钢23的第二长边22呈水平的搁置在钢平台1上,将第二角钢24放置在第一角钢23上,使第一角钢23和第二角钢24拼装成箱体25。
三、鉴于角钢在对扣时,角钢的长度方向上要求开坡口且为全熔透满焊连接,焊缝长度为长直焊缝(通长焊缝),焊缝在母材位置及结构形式如图8和图12所示。同时,鉴于角钢两侧的焊缝上下布置极不对称的特点,其在(主)焊缝两侧母材上会产生大面积焊接残余蠕变压应力,焊接后必须会产生弯曲。但是由于现有的箱型钢的横截面尺寸一般较小,肢板厚度较薄,而且焊缝质量要求为全熔透,故在焊接箱型钢构件(箱体)时,箱体很容易出现受压失稳产生偏弯、扭曲变形的现象,本发明通过合理的工艺装备改造可以达到控制上述现象的目的,具体为:
在钢平台1上安装多个间隔布置的箱型钢定位工装73,相邻两个箱型钢定位工装73之间的距离为0.8~1.2m,箱型钢定位工装73包括安装在钢平台上的第一底板74,以及与第一底板74上端垂直连接的箱体支撑板75,箱体支撑板75顶端设有与第二角钢24外壁匹配的V型槽72。
在对箱型钢进行焊接之前,应先将第二角钢24放置在V型槽72上,并使V型槽72的中心线与第一角钢23的脊骨线26垂直相交,对第二角钢24底部与V型槽72底部的接触处进行点焊焊接,对第二角钢24的两个长边与V型槽72的两侧边的接触处进行点焊焊接。
同时,还应当检查箱体主焊缝27处的间隙是否超过3mm,若间隙没有超过3mm,则可直接进入下一步操作,若间隙超过了3mm,则应先对第一角钢23和第二角钢24的接触处进行加固矫正,使第一角钢23和第二角钢24在接触处的间隙不超过3mm,接着对第一角钢23和第二角钢24的接触处进行点焊焊接,然后才能进入下一步操作。
四、鉴于由角钢对扣而成的箱型钢构件(箱体)难以焊接的特点,本发明对现有的箱型钢焊接工艺进行了改进,具体为:采用船形斜横焊的方式对箱体主焊缝27依次进行打底焊、填充焊和盖面焊,焊接方向为由两名焊工从中部向两边对称焊接,焊接顺序为先采用花焊对箱体主焊缝27进行焊接,花焊完成后,再对箱体主焊缝27进行满焊焊接。
在完成主焊缝的焊接后,将箱型钢构件(箱体25)风冷至常温,打开箱体25与箱型钢定位工装73之间的定位焊点,并清除箱型钢主焊缝处的焊渣和氧化物。
对箱体25进行超声波探伤和目视几何尺寸精度检查,各种指标都符合验收和规范要求后,对箱体25进行编码标注,并转入下一道工序。
五、鉴于箱体主焊缝27要求为全熔透I级焊缝,且主焊缝27尺寸精度要求很高,其尺寸精度难以控制的特点,本发明采用船型斜横焊的方式对箱体主焊缝进行焊接,对船型斜横焊的焊接工艺参数进行了优化,具体如下表所示:
船型斜横焊工艺参数表
注:焊接时的焊枪角度及焊速为,在焊接过程中,焊工焊枪角度与角钢②顶端部表面水平方向及垂直方向的夹角控制在85°~90°之间,并保持中速焊接。
综上,本发明顺利解决现有的由角钢对扣成型的箱型钢构件(箱体)成型难、尺寸精度难以保证、效率低的问题,完全满足了箱型钢构件(箱体)的验收要求,一次交验合格率达到99.85%,各项技术指标都符合现行国家规范、标准要求,使客户很满意,填补了业内角钢(至特大特厚型—L250*250*35)对扣箱型钢构件(箱体)主焊缝全熔透一次成功的空白。同时,本发明投入少,操作简单,易于掌握,生产效益高,制作进度快,用工成本低,焊缝质量和构件几何尺寸精度均有保证,有节能、增效、降耗、投入成本低、制作进度快等特点。
其它未说明的部分均属于现有技术。
Claims (6)
1.角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺,其特征在于:它包括如下工艺步骤,
步骤1:将钢平台(1)铺设在工作台上,并在工作台上对钢平台(1)进行找平;
步骤2:准备若干角钢(2)、若干箱型钢限位板(3)和若干角钢限位板(4),所述角钢(2)由两个相互垂直连接的长边组成,两个长边分别为第一长边(21)和第二长边(22),若干角钢(2)包括第一角钢(23)、第二角钢(24)和第三角钢(28);
步骤3:对第一角钢(23)的两个长边均进行切割或剪切校平,使第一角钢(23)的两个长边的端部均形成V型的工艺坡口(5),所述第一角钢(23)上的两个工艺坡口(5)相等;
步骤4:在钢平台(1)上安装两组间隔平行布置的角钢限位板(4),两组角钢限位板(4)之间的距离为第二角钢(24)的横截面宽度减去第二角钢(24)的厚度,两组角钢限位板(4)分别为第一组角钢限位板(41)和第二组角钢限位板(42);
步骤5:将第一角钢(23)的第一长边(21)水平的放置在钢平台(1)上,并使第一角钢(23)的第二长边(22)与第一组角钢限位板(41)接触,在第一角钢(23)的第一长边(21)上端放置与第一角钢(23)等长的第一钢衬垫(61),使第一钢衬垫(61)一端与第一角钢(23)的第一长边(21)搭接焊接,第一钢衬垫(61)另一端与第二组角钢限位板(42)接触;
步骤6:将第一角钢(23)的第二长边(22)水平的放置在钢平台(1)上,并使第一角钢(23)的第一长边(21)与第一组角钢限位板(41)接触,在第一角钢(23)的第二长边(22)上端放置与第一角钢(23)等长的第二钢衬垫(62),使第二钢衬垫(62)的一端与第一角钢(23)的第二长边(22)搭接焊接,第二钢衬垫(62)另一端与第二组角钢限位板(42)接触;
步骤7:在钢平台(1)上安装两组间隔布置的箱型钢限位板(3),将由第一角钢(23)和第二角钢(24)对扣而成的箱体(25)置于所述两组箱型钢限位板(3)之间,并使第一角钢(23)的第一长边(21)或第一角钢(23)的第二长边(22)呈水平的搁置在钢平台(1)上,两组箱型钢限位板(3)分别为与第一角钢(23)的脊骨线(26)距离较近的第一组箱型钢限位板(31),以及与第二角钢(24)的脊骨线(26)距离较近的第二组箱型钢限位板(32),第一角钢(23)和第二角钢(24)的连接处为箱体主焊缝(27),第一角钢(23)的脊骨线(26)与第一组箱型钢限位板(31)之间的距离为50-150mm,第二角钢(24)的脊骨线(26)与第二组箱型钢限位板(32)之间的距离为焊接第一角钢(23)和第二角钢(24)时的焊接收缩余量;
步骤8:将楔形块(7)置于第一角钢(23)和第一组箱型钢限位板(31)之间,并通过楔形块(7)对由第一角钢(23)和第二角钢(24)对扣而成的箱体(25)进行预紧紧固,在箱体(25)两端加放封装板(71),并对封装板(71)与箱体(25)的连接处施以满焊焊接;
步骤9:在完成步骤7和步骤8后,在钢平台(1)上安装多个间隔布置的箱型钢定位工装(73),箱型钢定位工装(73)包括安装在钢平台(1)上的第一底板(74),以及与第一底板(74)上端垂直连接的箱体支撑板(75),箱体支撑板(75)顶端设有与第二角钢(24)外壁匹配的V型槽(72),将第二角钢(24)放置在V型槽(72)上,并使V型槽(72)的中心线与第一角钢(23)的脊骨线(26)垂直相交,对第二角钢(24)底部与V型槽(72)底部的接触处进行点焊焊接,对第二角钢(24)的两个长边与V型槽(72)的两侧边的接触处进行点焊焊接;
步骤10:检查箱体主焊缝(27)处的间隙是否超过3mm,若间隙没有超过3mm,则可直接进入下一步操作,若间隙超过了3mm,则应先对第一角钢(23)和第二角钢(24)的接触处进行加固矫正,使第一角钢(23)和第二角钢(24)在接触处的间隙不超过3mm,接着对第一角钢(23)和第二角钢(24)的接触处进行点焊焊接,然后才能进入下一步操作;
步骤11:采用船形斜横焊的方式对箱体主焊缝(27)依次进行打底焊、填充焊和盖面焊,焊接方向为由两名焊工从中部向两边对称焊接,焊接顺序为先采用花焊对箱体主焊缝(27)进行焊接,花焊完成后,再对箱体主焊缝(27)进行满焊焊接;
步骤12:在完成步骤11后,将箱体(25)风冷至常温,打开箱体(25)与箱型钢定位工装(73)之间的定位焊点,并清除箱型钢主焊缝(27)处的焊渣和氧化物;
步骤13:对箱体(25)进行超声波探伤和目视几何尺寸精度检查,各种指标都符合验收和规范要求后,对箱体(25)进行编码标注,并转入下一道工序。
2.根据权利要求1所述的角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺,其特征在于:步骤9中,在钢平台(1)上布置角钢限位板(4)的步骤为,在钢平台(1)上用标识线画出角钢(2)在钢平台(1)上的角钢大样基准线(8),所述角钢大样基准线(8)包括与角钢(2)的横截面方向平行的第一基准线(81)、与第一基准线(81)垂直相交的第二基准线(82)、与第一基准线(81)垂直相交的第三基准线(83),第二基准线(82)位于第三基准线(83)左侧,第二基准线(82)与第三基准线(83)之间的距离为第二角钢(24)的横截面长度减去第二角钢(24)的厚度,在第二基准线(82)左侧安装与第二基准线(82)垂直相交的第一组角钢限位板(41),在第三基准线(83)右侧安装与第三基准线(83)垂直相交的第二组角钢限位板(42)。
3.根据权利要求1所述的角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺,其特征在于:步骤12中,在钢平台(1)上布置箱体(25)和箱型钢限位板(3)的步骤为:在钢平台(1)上用标识线画出箱型钢的箱型钢大样基准线(89),箱型钢大样基准线(89)包括与箱体(25)的横截面平行的第四基准线(84)、与第四基准线(84)垂直相交的第五基准线(85)、与第四基准线(84)垂直相交的第六基准线(86),第五基准线(85)位于第六基准线(86)左侧,第五基准线(85)与第六基准线(86)之间的距离为箱体(25)的横截面宽度,
接着在第五基准线(85)的左侧加画收缩余量线(88),所述收缩余量线(88)与第五基准线(85)之间的距离为0.5~2mm,在第六基准线(86)右侧加画第七基准线(87),第六基准线(86)与第七基准线(87)之间的距离为100-150mm,
然后在第七基准线(87)右侧安装与第七基准线(87)垂直相交的第一组箱型钢限位板(31),在收缩余量线(88)左侧安装与所述收缩余量线(88)垂直相交的第二组箱型钢限位板(32),并使第一角钢(23)的第一长边(21)或第一角钢(23)的第二长边(22)呈水平的搁置在钢平台(1)上,将第二角钢(24)放置在第一角钢(23)上,使第一角钢(23)和第二角钢(24)拼装成箱体(25)。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺,其特征在于:步骤3中所述工艺坡口(5)的坡角а为20~30°,坡口边距L为3~6mm。
5.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺,其特征在于:步骤3中,对角钢端部进行切割的步骤为:步骤a:在钢平台(1)上安装多个间隔布置的角钢切割工装(9),所述角钢切割工装(9)包括安装在钢平台(1)上的第二底板(91)和与第二底板(91)垂直连接的角钢支撑板(92),角钢支撑板(92)上设有切割槽(93),所述切割槽(93)的宽度略大于第一角钢(23)厚度与第三角钢(28)厚度之和,切割槽(93)的深度不小于第二角钢(24)的横截面宽度减去第二角钢(24)厚度;
步骤b:将第一角钢(23)的第一长边(21)和第三角钢(28)第一长边(21)背对背紧贴并点焊在一起,将第一角钢(23)与第三角钢(28)的紧贴部位放入所述切割槽(93)中,对第一角钢(23)的第二长边(22)与角钢支撑板(92)的接触处进行点焊焊接,对第三角钢(28)的第二长边(22)与角钢支撑板(92)的接触处进行点焊焊接;
步骤c:采用半自动切割机双枪两侧对称切割第一角钢(23)的第二长边(22)端部和第三角钢(28)第二长边(22)端部,以形成V型的第一工艺坡口(51);
步骤d:在完成步骤c后,将第一角钢(23)和第三角钢(28)冷却至常温,并对第一角钢(23)和第三角钢(28)进行翻转,使第一角钢(23)的第二长边(22)和第三角钢(28)的第二长边(22)背靠背紧贴,并将第一角钢(23)与第三角钢(28)的紧贴部位放入所述切割槽(93)中,对第一角钢(23)的第一长边(21)与角钢支撑板(92)的接触处进行点焊焊接,对第三角钢(28)的第一长边(21)与角钢支撑板(92)的接触处进行点焊焊接;
步骤e:采用半自动切割机双枪两侧对称切割第一角钢(23)的第一长边(21)端部和第三角钢(28)第二长边(22)端部,以形成V型的第二工艺坡口(52),所述第一工艺坡口(51)和第二工艺坡口(52)相等;
步骤f:在完成步骤c和步骤e后,对第一角钢(23)和第三角钢(28)需要矫形的部位进行矫正,检测第一角钢(23)的尺寸参数和第三角钢(28)的尺寸参数是否超差,若尺寸参数没有超差,则可直接进入下一步工序,若尺寸参数超差,则必须用火焰对进行校正调直,使第一角钢(23)和第三角钢(28)的所有尺寸参数都控制在允许的公差范围内,所述尺寸参数包括直线度、扭曲度、角钢垂直度和切割面质量。
6.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺,其特征在于:步骤11中,打底焊采用实心CO2焊,焊接速度为350-450mm/min,保护气体流量为40-60L/min,焊接电流为290-310A,焊接电压为36-38;填充焊采用实心CO2焊,焊接速度为350-450mm/min,保护气体流量为40-60L/min,焊接电流为310-330A,焊接电压为36-38;盖面焊采用实心CO2焊,焊接速度为350-450mm/min,保护气体流量为40-60L/min,焊接电流为280-300A,焊接电压为36-38。
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