CN106695065A - T型板单面焊脉冲打底焊接方法 - Google Patents

T型板单面焊脉冲打底焊接方法 Download PDF

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周方明
李伟
李一伟
祁云鹏
范舟波
周志丹
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NANJING JIANGKE WELDING TECHNOLOGY Co Ltd
SHANGHAI HULIN HEAVY INDUSTRY Co Ltd
Hudong Heavy Machinery Co Ltd
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NANJING JIANGKE WELDING TECHNOLOGY Co Ltd
SHANGHAI HULIN HEAVY INDUSTRY Co Ltd
Hudong Heavy Machinery Co Ltd
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Abstract

一种T型板单面焊脉冲打底焊接方法，通过在普通OTC焊机的基础上添加外部控制装置，实现超低频脉冲参数焊接，同时与全位置焊接小车配合，实现高效的自动化焊接。通过脉冲调制实现脉冲焊接参数与全位置焊接小车相配合，本发明具有很强的实用性，获得的焊接接头背面成形质量好，并且操作简单，焊接质量稳定。焊接生产效率有了很大的提高，对于实现工程化应用具有很强的推广性。

Description

T型板单面焊脉冲打底焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接，到一种自动化焊接方法，适用于中厚板单面焊接双面自由成型的打底焊接方法，焊接参数采用低频脉冲焊接参数，属于焊接技术领域。
背景技术
中厚板在工程机械、矿山机械、造船、航空航天、桥梁、铁路车辆、煤炭机械、建筑钢结构、机床和风电领域应用的越来越多，随着一些大型项目的开启，对装备制造技术的要求也会越来越高，焊接工程结构也日趋复杂化，很多焊接结构件由于焊接结构本身的限制导致焊接过程只能够采用单面焊接方式进行焊接，传统的单面焊接主要采用以下方法：
一种传统的工艺制造技术是在焊缝的背面采用衬垫，通过背面衬垫对焊缝金属支撑作用强迫焊缝背面焊缝成型来获得质量合格的焊缝，或者是在打底层焊缝时将焊接工放置在横焊位置，依靠焊接材料的支撑来获得良好的打底层焊缝，在进行填充层和盖面层的焊接时将焊接工件吊装翻转到平焊位置进行焊接，无论采用那种焊接方式，都会造成制造成本的增加，不利于生产制造的问题。
另外，单面焊双面自由成型的打底焊接工艺主要有采用焊条电弧焊或者手工钨极氩弧焊的方式进行焊接，经过对现有的技术进行文献检索发现，中国专利申请号：201410095809.0，名为“HV型坡口单面缝全熔透焊接方法”提供了一种T型焊接接头单面焊接双面自由成形的一种方法，在专利中采用TIG焊接方法进行打底焊焊接、熔化极气体保护焊在打底焊的基础上进行填充焊和盖面焊，克服技术难题，最终获得全熔透并且背面成形的良好的焊缝，提高了焊接的合格率，但是该工艺采用两种不同的焊接方法，造成焊接工艺的复杂化，不利于焊接生产。
在文献检索中发现在中国专利申请号201510277490.4，名为“T型角接单面焊缝未焊透的解决方法”提供了一种在焊缝的背面进行开坡口并且采用大的焊接规范进行焊接，这种方法可以用有效的降低T型角接单面焊缝的未焊透缺陷。但是此种焊接方法对焊接坡口的加工要求相对较高，加工过程复杂，不利于焊接质量的控制。
目前在市场中有半自动STT打底焊、半自动RMD打底焊，这两种类型的焊机都是通过检测焊接短路过程中的短路阶段，对短路阶段的电流电压进行控制，从而来控制焊接过程的焊缝根部的焊接质量。由于需要对焊接过程的短路过渡进行检测控制，因此设备的制造成本较高，造成焊接设备的价格也会提高。
CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体、填充金属丝作为电极的一种熔化极气体保护焊，CO2气体保护焊焊接的生产效率高，焊接操作方便简单、并且易于实现全位置焊接，同时焊缝的抗锈能力强，CO2气体的价格也相对较低降低了焊接的成本，并且易于实现自动化焊接，方便与其它设备进行结合。脉冲焊接参数通过调节脉冲的频率和脉冲占空比来控制焊接过程中焊接热输入，从而有效的控制焊接熔池的体积达到良好焊接成形的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的中厚板在单面焊双面自由成形的过程中存在的焊接工艺相对复杂、变换空间位置、生产工序复杂的问题，为生产提供一种T型板单面焊脉冲打底焊接方法，该方法生产工艺简单、空间位置无需改变、成本较低，针对常见的低碳钢获得良好的背面焊接质量。
本发明的技术解决方案是：
一种T型板单面焊脉冲打底焊接方法，其特点在于该焊接方法包括下列步骤：
1)焊接前准备：采用铣床将一工件加工成单边V型坡口工件，坡口角度为35°～45°，钝边的厚度为0～3mm，在坡口附近20mm范围进行打磨、除锈、除油处理，对另一工件在焊接区域50mm范围内进行打磨、除锈、除油处理，所述的两工件之间按焊接装配间隙为3mm～6mm摆设在一平面上，构成单边V型坡口，施焊时工件处于平焊焊接位置，
2)采用CO2焊接，全位置焊接小车上焊枪的行走轨迹与坡口的中心线在焊接方向上的误差在±2mm范围内，施焊过程注意调节焊丝尖端与坡口之间的距离，保证在焊枪摆动的过程中焊接电弧能够很好地作用到焊接坡口上，以获得良好的焊缝成形。
该焊接方法适用的焊接板材厚度为10mm～32mm。
所述焊接参数的设定的范围为：基值电流为80A～140A，峰值电流为160A～220A，基值电压为16V～22V，峰值电压为24V～30V。脉冲频率为0.5HZ～5HZ，脉冲占空比为20％～80％，焊接速度为200mm/min～300mm/min，焊枪的摆动频率为0.5HZ～3HZ，焊枪在焊缝坡口侧停留的时间为0～0.15s，在导板侧停留时间为0.2s～0.4s，焊枪的摆幅为3mm～6mm，焊丝的干伸长度为15mm～20mm，焊接过程中采用的为纯度为≥99.5％的CO2气体，气体的流量为15L/min～20L/min。
本发明超低频脉冲参数焊接与全位置焊接小车配合，实现高效的自动化焊接。通过脉冲调制实现脉冲焊接参数与全位置焊接小车相配合，本发明具有很强的实用性，获得的焊接接头背面成形质量好，并且操作简单，焊接质量稳定。焊接生产效率有了很大的提高，对于实现工程化应用具有很强的推广性。
附图说明
图1为本发明焊接接头的示意图
图2为打底焊层宏观金相图
具体实施方式
下面参照附图和实施例针对本发明作进一步详细阐述，但是本发明并不仅限于所给出的例子
实施例
焊前准备
采用的试板的尺寸为300mm×150mm×19mm和300mm×200mm×19mm的Q235B钢板。焊接时采用的焊机型号为OTC500XDS。
首先，如图所示加工出符合要求的焊接坡口，试板采用35°单边V型坡口，无钝边，采用铣床进行加工焊接坡口。
进一步地，清除焊接坡口20mm范围内的铁锈和油污，并对另一块试板焊接区域50mm范围内部的铁锈、油污进行清理。焊接试板装配时预留5mm的焊接间隙。
焊接参数的设定：
根据焊接坡口和钝边的情况，设计的焊接参数为：基值焊接电流80A，峰值焊接电流220A，基值焊接电压18V，峰值焊接电压30V，脉冲频率为3HZ，脉冲占空比为60％，焊枪摆动的频率为2HZ，焊接速度为275mm/min，焊枪在焊缝坡口侧停留时间为0.1s，焊枪在导板侧停留时间为0.3s，焊枪的摆幅为5mm，采用CO2气体流量为15L/min。
焊接实施步骤
焊接前确保焊枪直线行走轨迹位于焊缝的中心线上，然后根据设定的焊接参数进行打底焊焊接。
该发明针对T型接头的单面焊接双面自由成形具有很强的实用性，获得的焊接接头背面成形质量好，并且操作简单，焊接质量稳定。

Claims (3)

1.一种T型板单面焊脉冲打底焊接方法，其特征在于该焊接方法包括下列步骤：
1)焊接前准备：采用铣床将一工件加工成单边V型坡口工件，坡口角度为35°～45°，钝边的厚度为0～3mm，在坡口附近20mm范围进行打磨、除锈、除油处理，对另一工件在焊接区域50mm范围内进行打磨、除锈、除油处理，所述的两工件之间按焊接装配间隙为3mm～6mm摆设在一平面上，构成单边V型坡口，施焊时工件处于平焊焊接位置，
2)采用CO2焊接，全位置焊接小车上焊枪的行走轨迹与坡口的中心线在焊接方向上的误差在±2mm范围内，施焊过程注意调节焊丝尖端与坡口之间的距离，保证在焊枪摆动的过程中焊接电弧能够很好地作用到焊接坡口上，以获得良好的焊缝成形。
2.如权利要求1所述的T型板单面焊脉冲打底焊接方法，其特征在于：该焊接方法适用的焊接板材厚度为10mm～32mm。
3.如权利要求1所述的T型板单面焊脉冲打底焊接方法，其特征在于：所述焊接参数的设定的范围为：基值电流为80A～140A，峰值电流为160A～220A，基值电压为16V～22V，峰值电压为24V～30V。脉冲频率为0.5HZ～5HZ，脉冲占空比为20％～80％，焊接速度为200mm/min～300mm/min，焊枪的摆动频率为0.5HZ～3HZ，焊枪在焊缝坡口侧停留的时间为0～0.15s，在导板侧停留时间为0.2s～0.4s，焊枪的摆幅为3mm～6mm，焊丝的干伸长度为15mm～20mm，焊接过程中采用的为纯度为≥99.5％的CO2气体，气体的流量为15L/min～20L/min。
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