CN108890091A - 一种船用薄板立对接合拢缝焊接方法 - Google Patents

一种船用薄板立对接合拢缝焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种船用薄板立对接合拢缝焊接方法，采用金属粉芯焊丝，焊丝直径为1.2mm，焊接方向为立向上焊，接头形式为陶瓷衬垫立对接合拢接头，焊接厚度为5~6mm船用薄板，单道焊成型工艺。装配前需清除坡口两侧，并留出0.5~1mm钝边。焊接时使用熔滴短路过渡或介于射流与短路之间过渡形式，保证焊接小的热输入，以易于控制熔池形状。焊接过程中摆动速度不宜过快，坡口两边短暂停留约0.5秒，焊枪摆幅不宜过大，保证焊丝在熔池里摆动，不超出瞬时熔池边界，注意观察熔池后部已成型焊缝形状，以其作为调整焊接速度参照。本发明最终在不明显降低焊接效率时能获得形状符合要求的焊缝，并减小焊接变形量。

Description

一种船用薄板立对接合拢缝焊接方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体是一种船用薄板立对接合拢缝焊接方法。
背景技术
邮轮建造中主要涉及5~6mm薄板的焊接，其难点在于焊接变形的控制及焊接效率的提高，普通船型建造中焊接此类薄板时，往往采用埋弧焊或药芯焊丝气保焊焊后结合火工矫正来控制变形量，而豪华游轮的建造在国内尚属首次，因材料性能，特别是美观需求，船板焊后不可能采用火工矫正来控制变形，这就要求需使用低热输入而又不影响焊接效率的焊接方法来进行邮轮的建造，邮轮建造中分段合拢时将产生平焊缝、横焊缝及立焊缝，合拢缝的焊接因焊接质量及焊接效率要求，一般都采用陶瓷衬垫单面焊双面成型工艺，采用小直径药芯焊丝焊接此类平焊缝及横焊缝时具有较好适应性，而焊接合拢立焊缝时，因立向上焊接时因焊接热输入大，药芯焊丝所产生的熔池大，焊缝难以成型，会有根部难以成型、焊缝内部缺欠多、焊缝表面成型差、余高过大等问题。
发明内容
为了解决邮轮建造中6mm以下薄板合拢立焊缝的焊接难题，本发明提供了一种利用金属粉芯焊丝焊接船用薄板立对接合拢缝焊接方法，焊缝成型美观，焊后变形小，且不明显降低焊接效率。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种船用薄板立对接合拢缝焊接方法，所用焊接方法为金属粉芯焊丝气保焊，陶瓷衬垫单面焊双面成型工艺，具体包括以下步骤：
步骤S1：接头准备，接头1的V型坡口2的坡口角度40°~45°，接头1的钝边3为0.5~1mm，装配前母材表面的水分、油脂、杂质及金属氧化膜进行仔细清理；接头1的间隙4为3~5mm，贴陶瓷衬垫，坡口采用火焰或等离子一次切割到底不留钝边，0.5~1mm的钝边3由打磨清理坡口2时打磨形成；装配间隙需均匀，最大与最小间隙差值不超过1mm；
步骤2：施加防变形拘束，在坡口陶瓷衬垫侧采用无码装配工艺施加防焊接变形拘束，所用无码装配工艺直接使用市售专用无码装配工装；
步骤3：焊接，焊接过程中遵守以下工艺特征：特征1、焊接船用薄板立对接合拢缝所适用金属粉芯焊丝直径为1.2mm；特征2、焊接前将多功能焊机调节至“实芯”功能模式，以适配电流电压波形，保证电弧稳定；特征3、焊丝干伸长为10~15mm；特征4、所用CO2或M21保护气流量为10~15mm；特征5、在焊接电流50~60A，焊接电压：15.5~16.5V内调节电弧，使熔滴过渡为短路过渡或介于射流与短路之间过渡形式，可通过焊接时产生的均匀“呲呲”声判断；特征6、焊接过程中摆动速度不宜过快，以熔池扩展速度限定焊枪摆动速度，熔池边界到达坡口两边时短暂停留约0.5秒；特征7、焊枪摆幅不宜过大，保证焊丝在熔池里摆动，不超出瞬时熔池边界；焊丝随熔池同时在坡口内移动，不超过熔池扩展速度，焊丝端部深入坡口深度约2/3；特征8：为控制焊缝余高，焊接过程中注意观察熔池后部已成型焊缝形状，以其作为调整焊接速度参照，熔池后部焊缝过分凸起时需适当提高焊接速度，熔池后部焊缝出现内凹时需适当降低焊接速度。
作为优选，该焊接方法适用最小厚度为5mm的薄板。
作为优选，步骤3中焊接过程采用手工焊接或半自动焊接形式，焊缝一道焊满。
本发明的有益效果是：利用金属粉芯焊丝熔滴短路过渡或介于射流与短路之间过渡形式，立向上焊时焊缝局部凝固成型快特征，熔池易于控制，从而保证焊焊缝成型美观及减小焊接变形要求；利用陶瓷衬垫单面焊双面成型工艺，不明显降低焊接效率；利用坡口根部0.5~1mm钝边减缓熔池冲击作用，保证反面焊缝不形成尖锐鼓凸，保证焊缝形状符合要求。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明焊接过程中接头的示意图。
图中：1、接头；2、V型坡口；3、钝边；4、间隙；5、陶瓷衬垫。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1至图2所示，一种船用薄板立对接合拢缝焊接方法，所用焊接方法为金属粉芯焊丝气保焊，陶瓷衬垫单面焊双面成型工艺，具体包括以下步骤：
步骤S1：接头准备，接头1的V型坡口2的坡口角度40°~45°，接头1的钝边3为0.5~1mm，装配前母材表面的水分、油脂、杂质及金属氧化膜进行仔细清理；接头1的间隙4为3~5mm，贴陶瓷衬垫，坡口采用火焰或等离子一次切割到底不留钝边，0.5~1mm的钝边3由打磨清理坡口2时打磨形成；装配间隙需均匀，最大与最小间隙差值不超过1mm；
步骤2：施加防变形拘束，在坡口陶瓷衬垫侧采用无码装配工艺施加防焊接变形拘束，所用无码装配工艺直接使用市售专用无码装配工装；
步骤3：焊接，焊接过程中遵守以下工艺特征：特征1、焊接船用薄板立对接合拢缝所适用金属粉芯焊丝直径为1.2mm；特征2、焊接前将多功能焊机调节至“实芯”功能模式，以适配电流电压波形，保证电弧稳定；特征3、焊丝干伸长为10~15mm；特征4、所用CO2或M21保护气流量为10~15mm；特征5、在焊接电流50~60A，焊接电压：15.5~16.5V内调节电弧，使熔滴过渡为短路过渡或介于射流与短路之间过渡形式，可通过焊接时产生的均匀“呲呲”声判断；特征6、焊接过程中摆动速度不宜过快，以熔池扩展速度限定焊枪摆动速度，熔池边界到达坡口两边时短暂停留约0.5秒；特征7、焊枪摆幅不宜过大，保证焊丝在熔池里摆动，不超出瞬时熔池边界；焊丝随熔池同时在坡口内移动，不超过熔池扩展速度，焊丝端部深入坡口深度约2/3；特征8：为控制焊缝余高，焊接过程中注意观察熔池后部已成型焊缝形状，以其作为调整焊接速度参照，熔池后部焊缝过分凸起时需适当提高焊接速度，熔池后部焊缝出现内凹时需适当降低焊接速度。
本发明的有益效果是：利用金属粉芯焊丝熔滴短路过渡或介于射流与短路之间过渡形式，立向上焊时焊缝局部凝固成型快特征，熔池易于控制，从而保证焊焊缝成型美观及减小焊接变形要求；利用陶瓷衬垫单面焊双面成型工艺，不明显降低焊接效率；利用坡口根部0.5~1mm钝边减缓熔池冲击作用，保证反面焊缝不形成尖锐鼓凸，保证焊缝形状符合要求。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种船用薄板立对接合拢缝焊接方法，其特征在于，所用焊接方法为金属粉芯焊丝气保焊，陶瓷衬垫单面焊双面成型工艺，具体包括以下步骤：
步骤S1：接头准备，接头的V型坡口2的坡口角度40°~45°，接头的钝边为0.5~1mm，装配前母材表面的水分、油脂、杂质及金属氧化膜进行仔细清理；接头的间隙为3~5mm，贴陶瓷衬垫，坡口采用火焰或等离子一次切割到底不留钝边，0.5~1mm的钝边由打磨清理坡口时打磨形成；装配间隙需均匀，最大与最小间隙差值不超过1mm；
步骤2：施加防变形拘束，在坡口陶瓷衬垫侧采用无码装配工艺施加防焊接变形拘束，所用无码装配工艺直接使用市售专用无码装配工装；
步骤3：焊接，焊接过程中遵守以下工艺特征：特征1、焊接船用薄板立对接合拢缝所适用金属粉芯焊丝直径为1.2mm；特征2、焊接前将多功能焊机调节至“实芯”功能模式，以适配电流电压波形，保证电弧稳定；特征3、焊丝干伸长为10~15mm；特征4、所用CO2或M21保护气流量为10~15mm；特征5、在焊接电流50~60A，焊接电压：15.5~16.5V内调节电弧，使熔滴过渡为短路过渡或介于射流与短路之间过渡形式，可通过焊接时产生的均匀“呲呲”声判断；特征6、焊接过程中摆动速度不宜过快，以熔池扩展速度限定焊枪摆动速度，熔池边界到达坡口两边时短暂停留约0.5秒；特征7、焊枪摆幅不宜过大，保证焊丝在熔池里摆动，不超出瞬时熔池边界；焊丝随熔池同时在坡口内移动，不超过熔池扩展速度，焊丝端部深入坡口深度约2/3；特征8：为控制焊缝余高，焊接过程中注意观察熔池后部已成型焊缝形状，以其作为调整焊接速度参照，熔池后部焊缝过分凸起时需适当提高焊接速度，熔池后部焊缝出现内凹时需适当降低焊接速度。
2.根据权利要求1中所述的焊接方法，其特征在于，该焊接方法适用最小厚度为5mm的薄板。
3.根据权利要求1中所述的焊接方法，其特征在于，步骤3中焊接过程采用手工焊接或半自动焊接形式，焊缝一道焊满。
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