CN107866624A - 中厚板k型坡口免清根全熔透（i级构件）机器人焊接工艺 - Google Patents

中厚板k型坡口免清根全熔透（i级构件）机器人焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于钢结构焊接技术领域。一种中厚板(t≥30mm)K型坡口焊缝免清根全熔透机器人焊接工艺。它包括准备板材，切割板材以形成工艺坡口，板材对拼焊接，加装引入弧板、引出弧板，对加装筋板实施满焊。应用所发明的机器人焊接工艺对所述两块中厚板进行焊接，然后拆除引入弧板和引出弧板，对拼接板焊缝进行超声波检查。本发明在焊接中厚板时，不仅能保证焊缝的质量等级达到完全熔透焊I级的要求，焊接变形小，而且不需要对焊道进行清根处理，节约焊材生产成本降低，采用机器人自动化焊接又能大量节省人力资源，降低人工劳动强度，同时生产效率较高，符合技术先进、节能、降耗的施工要求。

Description

中厚板K型坡口免清根全熔透（I级构件）机器人焊接工艺
技术领域
本发明属于钢结构焊接技术领域，具体涉及一种用于中厚板材K型坡口全熔透免清根的机器人焊接工艺。
背景技术
中厚板结构在建筑钢结构、风机发电、煤炭机械、船舶壳体等领域已经被广泛应用，中厚板K型坡口的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。
现有技术在焊接中厚板K型坡口时，先在一侧进行焊接打底，焊接完成后将其翻转，并在另一侧坡口内进行碳弧气刨清根，清根之后进行打磨，然后再打底、填充和盖面焊接操作。完成后再翻转，再进行填充、盖面焊接。
上述现有技术方案在对中厚板K型坡口进行焊接时，需要对中厚板坡口内进行碳弧气刨清根，气刨时母材需要被刨掉，而且气刨的表层含碳量较高，对焊缝的力学性能产生影响。同时人工操作难度大，生产效率低，辅材消耗多，成本高，工作环境差，因此有必要进行改进。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，减少碳弧气刨清根这个环节，达到减少材料浪费，降低成本，提高产品质量，改善劳动条件的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为中厚板K型坡口免清根全熔透(I级构件)机器人焊接工艺，其特征在于它包括如下工艺步骤：
(1)准备焊接所用的若干中厚板。对中厚板<2>焊接部位50mm范围内进行打磨除锈处理。
(2)加工中厚板<1>坡口，其坡口类型为K型工艺坡口，一边40度，另一边为50度。
(3)准备若干加强筋板<3>。
(4)准备对应K型坡口角度的引入弧板和引出弧板。
(5)对中厚板<1>和<2>进行焊接工艺检查，将检查合格的板材进入下一步操作。
(6)将中厚板<1>和中厚板<2>组对顶紧并保持垂直，同时保证焊道0mm间隙。
(7)加装加强筋板，使筋板的一斜边与中厚板<1>面贴合，另一斜边与中厚板<2>面贴合。对加强筋板实施满焊固定，使加强筋板<3>与中厚板<1>和中厚板<2>连接成一个整体。
(8)在焊缝两端加装对应坡口类型的引入弧板和引出弧板，并保证焊道的直线度。
(9)将连接成整体的中厚板<1>、中厚板<2>和加强筋板<3>装卡到机器人变位机上。变位机 具有将工件倾斜、翻转的功能。
(10)根据母材性能，选择合适的焊丝材料(实芯焊丝)。
(11)应用变位机旋转中厚板<1>、中厚板<2>和筋板<3>，将中厚板<1>的40度坡口侧朝上摆放。应用机器人对中厚板<1>的40度坡口进行首次焊接，只焊接一道次打底。采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)气体保护焊。
(12)应用变位机旋转中厚板<1>、中厚板<2>和筋板<3>，将中厚板<1>的50度坡口侧朝上摆放。应用机器人对中厚板<1>的50度坡口进行第二次焊接，填充完成。采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)气体保护焊。
(13)应用变位机旋转中厚板<1>、中厚板<2>和筋板<3>，将中厚板<1>的40度坡口侧朝上摆放。应用机器人对中厚板<1>的40度坡口进行第三次焊接，填充完成。采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)气体保护焊。
所述的步骤(2)中K型工艺坡口为1/3板厚为50度、2/3板厚为40度、0mm钝边。
所述的机器人焊接运枪、摆动平稳，机器人高精度电弧跟踪功能实现焊缝左右和上下两个方向高精度跟踪，使电弧能够精确熔透焊缝根部。
所述的步骤(11)(12)(13)中采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)保护形势，实现电流射流过渡，增加焊缝熔透深度。
所述的步骤(11)中首次在40度坡口侧焊接，选用焊接参数为：焊接电流320A、焊接电压32V、焊接速度45cm/min、摆宽2mm、摆动频率150次/min。
所述的步骤(12)中50度坡口侧进行第二次焊接，打底选用焊接参数为：焊接电流350A、焊接电压34V、焊接速度40cm/min、摆宽2mm、摆动频率150次/min；填充盖面选择焊接参数为：焊接电流300-320A、焊接电压31-32V、焊接速度20-30cm/min、摆宽6-8mm、摆动频率60-120次/min。
所述的步骤(13)中40度坡口侧进行第三次焊接，填充盖面选择焊接参数为：焊接电流300-320A、焊接电压31-32V、焊接速度20-35cm/min、摆宽4-11mm、摆动频率60-120次/min。
本发明在建筑钢结构、风机发电、煤炭机械、船舶壳体等领域有广泛的应用前景。
本发明通过对中厚板K型坡口角度控制，采用脉冲焊接电源、机器人焊接的先进技术，实现免清根全熔透的焊接工艺。节约焊材，节省清根费用。极大的降低生产成本，降低工作强度，改善作业环境，提高生产效率，提高产品质量。
附图说明
图1为中厚板K型坡口结构件示意图。
图2为K型坡口40度坡口侧打底焊接示意图。
图3为K型坡口50度坡口侧打底、填充焊接示意图。
图4为K型坡口40度坡口侧填充焊接示意图。
图中序号：<1>为中厚板立板、<2>为中厚板底板、<3>为加强筋板、<4>为40度坡口、<5>为50度坡口、<6>为焊丝、<7>为焊枪。
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K型坡口免清根全熔透(I级构件)机器人焊接工艺，其特征在于它包括如下工艺步骤：
(1)准备焊接所用的若干厚度为30mm的中厚板，材质为Q345B。对板材焊接部位50mm范围内进行打磨除锈处理。
(2)加工中厚板<1>坡口，其坡口类型为K型工艺坡口，一边40度，另一边为50度。
(3)准备若干加强筋板<3>。
(4)准备对应K型坡口角度的引入弧板和引出弧板。
(5)对中厚板<1>和<2>进行焊接工艺检查，将检查合格的板材进入下一步操作。
(6)将中厚板<1>和中厚板<2>组对顶紧并保持垂直，同时保证焊道0mm间隙。
(7)加装加强筋板，使筋板的一斜边与中厚板<1>面贴合，另一斜边与中厚板<2>面贴合。对加强筋板实施满焊固定，使加强筋板<3>与中厚板<1>和中厚板<2>连接成一个整体。
(8)在焊缝两端加装对应坡口类型的引入弧板和引出弧板，并保证焊道的直线度。
(9)将连接成整体的中厚板<1>、中厚板<2>和加强筋板<3>装卡到机器人变位机上。变位机具有将工件倾斜、翻转的功能。
(10)根据母材性能，选择合适的焊丝材料(实芯焊丝)。
(11)应用变位机旋转中厚板<1>、中厚板<2>和筋板<3>，将中厚板<1>的40度坡口侧朝上摆放。应用机器人对中厚板<1>的40度坡口进行首次焊接，只焊接一道次打底。采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)气体保护焊。
(12)应用变位机旋转中厚板<1>、中厚板<2>和筋板<3>，将中厚板<1>的50度坡口侧朝上摆放。应用机器人对中厚板<1>的50度坡口进行第二次焊接，填充完成。采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)气体保护焊。
(13)应用变位机旋转中厚板<1>、中厚板<2>和筋板<3>，将中厚板<1>的40度坡口侧朝上摆放。应用机器人对中厚板<1>的40度坡口进行第三次焊接，填充完成。采用脉冲电源混合 气(80％Ar+20％CO2)气体保护焊。
所述的步骤(2)中K型工艺坡口为10mm板厚为50度、20mm板厚为40度、钝边为0mm。
所述的机器人焊接运枪、摆动平稳，机器人高精度电弧跟踪功能实现焊缝左右和上下两个方向高精度跟踪，使电弧能够精确熔透焊缝根部。
所述的步骤(11)(12)(13)中采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)保护形势，实现电流射流过渡，增加焊缝熔透深度。
表1为焊接工艺参数表：

Claims (7)

1.中厚板K型坡口免清根全熔透(I级构件)机器人焊接工艺，其特征在于：它包括如下工艺步骤：
(1)准备焊接所用的若干中厚板。对中厚板<2>焊接部位50mm范围内进行打磨除锈处理。
(2)加工中厚板<1>坡口，其坡口类型为K型工艺坡口，一边40度，另一边为50度。
(3)准备若干加强筋板<3>。
(4)准备对应K型坡口角度的引入弧板和引出弧板。
(5)对中厚板<1>和<2>进行焊接工艺检查，将检查合格的板材进入下一步操作。
(6)将中厚板<1>和中厚板<2>组对顶紧并保持垂直，同时保证焊道0mm间隙。
(7)加装加强筋板，使筋板的一斜边与中厚板<1>面贴合，另一斜边与中厚板<2>面贴合。对加强筋板实施满焊固定，使加强筋板<3>与中厚板<1>和中厚板<2>连接成一个整体。
(8)在焊缝两端加装对应坡口类型的引入弧板和引出弧板，并保证焊道的直线度。
(9)将连接成整体的中厚板<1>、中厚板<2>和加强筋板<3>装卡到机器人变位机上。变位机具有将工件倾斜、翻转的功能。
(10)根据母材性能，选择合适的焊丝材料(实芯焊丝)。
(11)应用变位机旋转中厚板<1>、中厚板<2>和筋板<3>，将中厚板<1>的40度坡口侧朝上摆放。应用机器人对中厚板<1>的40度坡口进行首次焊接，只焊接一道次打底。采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)气体保护焊。
(12)应用变位机旋转中厚板<1>、中厚板<2>和筋板<3>，将中厚板<1>的50度坡口侧朝上摆放。应用机器人对中厚板<1>的50度坡口进行第二次焊接，填充完成。采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)气体保护焊。
(13)应用变位机旋转中厚板<1>、中厚板<2>和筋板<3>，将中厚板<1>的40度坡口侧朝上摆放。应用机器人对中厚板<1>的40度坡口进行第三次焊接，填充完成。采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)气体保护焊。
2.根据权利1要求所述的中厚板K型坡口免清根全熔透(I级构件)机器人焊接工艺，其特征在于，所述的步骤(2)中K型工艺坡口为1/3板厚为50度、2/3板厚为40度、0mm钝边。
3.根据权利1要求所述的中厚板K型坡口免清根全熔透(I级构件)机器人焊接工艺，其特征在于，所述的机器人焊接运枪、摆动平稳，机器人高精度电弧跟踪功能实现焊缝左右和上下两个方向高精度跟踪，使电弧能够精确熔透焊缝根部。
4.根据权利1要求所述的中厚板K型坡口免清根全熔透(I级构件)机器人焊接工艺，其特征在于，所述的步骤(11)(12)(13)中采用脉冲电源混合气(80％Ar+20％CO2)保护形势，实现电 流射流过渡，增加焊缝熔透深度。
5.根据权利1要求所述的中厚板K型坡口免清根全熔透(I级构件)机器人焊接工艺，其特征在于，所述的步骤(11)中首次在40度坡口侧焊接，选用焊接参数为：焊接电流320A、电压32V、焊接速度45cm/min、摆宽2mm、摆动频率150次/min。
6.根据权利1要求所述的中厚板K型坡口免清根全熔透(I级构件)机器人焊接工艺，其特征在于，所述的步骤(12)中50度坡口侧进行第二次焊接，打底选用焊接参数为：焊接电流350A、焊接电压34V、焊接速度40cm/min、摆宽2mm、摆动频率150次/min；填充盖面选择焊接参数为：焊接电流300-320A、焊接电压31-32V、焊接速度20-30cm/min、摆宽6-8mm、摆动频率60-120次/min。
7.根据权利1要求所述的中厚板K型坡口免清根全熔透(I级构件)机器人焊接工艺，其特征在于，所述的步骤(13)中40度坡口侧进行第三次焊接，填充盖面选择焊接参数为：焊接电流300-320A、焊接电压31-32V、焊接速度20-35cm/min、摆宽4-11mm、摆动频率60-120次/min。
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Applicant after: Tangshan Kaiyuan Autowelding System Co., Ltd.

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Applicant before: Tangshan Kaiyuan Robot System Co., Ltd.

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Application publication date: 20180403

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