CN104923893B - 一种焊后板形优良的k形坡口埋弧焊焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊后板形优良的K形坡口埋弧焊焊接工艺，坡口形式为非对称K形坡口，小坡口厚度d与焊件厚度t满足关系式：d＝(t+12)/3.24，t≥30mm，张开角度为45～50°，根部不留钝边，装配间隙为0。焊接工艺如下：(1)直接用埋弧焊打底，焊满小坡口；(2)翻面后，用砂轮机打磨坡口内部，焊接大坡口。本发明直接采用埋弧焊打底，通过控制拼装间隙及匹配合适的焊接规范，去除了传统工艺复杂的碳弧气刨清根工序，同时保证了焊缝探伤的合格率，且通过寻找小坡口厚度与焊件厚度之间的关系，在不翻面交替焊接的情况下，很好的控制了焊板变形。
Description
技术领域
本发明属于焊接技术，特别涉及需要控制焊接变形的K形坡口埋弧焊焊接工艺。
背景技术
对于中厚板埋弧焊，比起“X”形坡口，K形坡口所需焊接材料少；比起单边“レ”形坡口，K形坡口所需焊接材料少且容易控制焊接变形。专利CN 102000901 B公开了一种中厚板X形坡口埋弧焊焊接工艺，X形坡口较K形坡口打底工艺简单，且不存在侧壁熔透问题，另此专利通过不停地翻面焊接来控制焊接变形，劳动强度较大；专利CN 102632327 A公开了中厚板单边坡口埋弧焊焊接工艺，单边“レ”形坡口只是在一面焊接，没涉及控制焊接变形的问题；专利CN 102554416 A公开了一种K形坡口厚板的埋弧焊根部焊接和清根工艺，用气体保护焊接方法打底且反面不用清根，此工艺的缺陷是倘若打底的气保焊丝与母材性能不匹配，极易出现打底处性能检测不合格情况，传统的碳弧气刨清根不单是为了保证反面熔透，更是为了能把打底的气保焊材所形成的焊缝金属去除，以达到整个焊缝金属的性能均匀统一。
现有的的K形坡口埋弧焊接技术，一般都是气体保护焊或手工电弧焊打底，焊缝背面采用碳弧气刨清根的方法，劳动强度大，工序繁琐，且焊板经碳弧气刨清根之后，平直度差，大都是通过来回翻面来控制焊接变形，后续焊接容易产生气孔和夹渣。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种焊后板形优良的K形坡口埋弧焊焊接工艺，采用埋弧焊打底，通过控制拼装间隙及匹配合适的焊接规范，去除了碳弧气刨清根工序，在不翻面交替焊接的情况下，控制焊板板形。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种焊后板形优良的K形坡口埋弧焊焊接工艺，包括如下工艺步骤：
1)坡口机械加工成非对称K形坡口，张开角度为45～50°，为保证焊透，根部不留钝边，为防止焊穿，装配间隙为0，小坡口厚度d与焊件厚度t满足关系式：
d＝(t+12)/3.24，t≥30mm；
2)直接用埋弧焊打底，焊满小坡口，打底时，为保证K形直边侧壁熔透，调节焊枪角度，使焊丝伸出方向与坡口张开角的中心线同直线；
3)翻面后，用砂轮机打磨坡口内部，焊接大坡口。
优选的，所述的焊后板形优良的K形坡口埋弧焊焊接工艺中，焊接小坡口时，焊接电流为400～450A，电压为23～26V，焊接速度为60～63cm/min，第二道焊接时，焊接电流为500～550A，电压为25～28V，焊接速度为50～53cm/min，其余焊道按照工艺要求的热输入进行焊接，直至焊满小坡口。
优选的，所述的焊后板形优良的K形坡口埋弧焊焊接工艺中，焊接大坡口时，第一道焊接电流为500～550A，电压为24～26V，焊接速度为50～53cm/min，其余焊道按照工艺要求的热输入进行焊接，直至焊满大坡口。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1)通过试验得到小坡口厚度与焊件厚度关系式，可使焊后板形优良，简略焊接过程中来回翻面的繁琐工序，达到省时省力的效果。
2)埋弧焊直接打底，通过控制拼装间隙及匹配合适的焊接规范，省略了焊缝背面的碳弧气刨清根工序，在保证焊缝探伤合格率的同时，节约工时，节省焊接材料和降低了劳动强度。
附图说明
图1为100mm厚海工钢EH47的K形坡口加工及组装图；
图2为80mm厚桥梁钢Q500qE的K形坡口加工及组装图；
图3为60mm厚大线能量钢板AH36的K形坡口加工及组装图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明：
实施例一
焊件母材为100mm厚海工钢EH47，坡口机械加工成非对称K形坡口，张开角度为45°，根部不留钝边，装配间隙为0，根据小坡口厚度d与焊件厚度t满足关系式：
d＝(t+12)/3.24，t≥30mm
可知小坡口厚度为35mm，K形坡口加工及组装如图1所示，埋弧焊接工艺参数见表1。
表1 100mm厚海工钢EH47埋弧焊接工艺参数
实施例二
焊件母材为80mm厚桥梁钢Q500qE，坡口机械加工成非对称K形坡口，张开角度为50°，根部不留钝边，装配间隙为0，根据小坡口厚度d与焊件厚度t满足关系式：
d＝(t+12)/3.24，t≥30mm
可知小坡口厚度为28mm，K形坡口加工及组装如图2所示，埋弧焊接工艺参数见表2。
表2 80mm厚桥梁钢Q500qE埋弧焊接工艺参数
实施例三
焊件母材为60mm厚大线能量钢板AH36，坡口机械加工成非对称K形坡口，张开角度为50°，根部不留钝边，装配间隙为0，根据小坡口厚度d与焊件厚度t满足关系式：
d＝(t+12)/3.24，t≥30mm
可知小坡口厚度为22mm，K形坡口加工及组装如附图3，埋弧焊接工艺参数见表4。
表4 60mm厚大线能量钢板AH36埋弧焊接工艺参数
以上三副不同厚度和牌号的钢种在不同热输入下焊接后，对4个测量点进行测量，发现焊接变形控制到位，经超声波探伤后，未发现夹渣、裂纹等缺陷，达到I级水平，焊接接头的拉伸性能、冲击性能和弯曲性能良好。
对比例
焊件母材为100mm厚海工钢EH47，准备与实施例1完全相同的非对称K形坡口，采用传统埋弧焊工艺进行焊接，气保焊打底后，碳弧气刨清根，焊接过程中，通过不断翻面来控制变形(每一次翻面按照平均耗时5分钟计算)，两种焊接工艺下焊接时间对比见表4。
表4 两种焊接工艺焊接时间对比
由表4可以看出，采用新工艺，可以省去碳弧气刨时间，打底时间的差异主要体现在，传统工艺要切换两种不同的焊接方法，比较耗时，而新工艺从头到尾都使用同种焊接方法，节省了切换两种焊接方法所浪费的时间，另外，传统工艺的翻面次数基本为所焊接道数，而新工艺只需翻面一次，大大节省了时间。另外，新工艺也大大降低了工人劳动强度。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。本领域的技术人员在本发明构思的启示下对本发明所做的任何变动均落在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种焊后板形优良的K形坡口埋弧焊焊接工艺，其特征在于：包括如下工艺步骤：
1)坡口机械加工成非对称K形坡口，张开角度为45～50°，根部不留钝边，装配间隙为0，小坡口厚度d与焊件厚度t满足关系式：
d＝(t+12)/3.24，t≥30mm；
2)直接用埋弧焊打底，焊满小坡口，打底时，调节焊枪角度，保证焊丝伸出方向与坡口张开角的中心线同直线，焊接小坡口时，焊接电流为400～450A，电压为23～26V，焊接速度为60～63cm/min，第二道焊接时，焊接电流为500～550A，电压为25～28V，焊接速度为50～53cm/min，其余焊道按照工艺要求的热输入进行焊接，直至焊满小坡口；
3)翻面后，用砂轮机打磨坡口内部，焊接大坡口，焊接大坡口时，第一道焊接电流为500～550A，电压为24～26V，焊接速度为50～53cm/min，其余焊道按照工艺要求的热输入进行焊接，直至焊满大坡口。
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