CN110732748A - 一种矩形柱体焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶建造技术领域，公开了一种矩形柱体焊接方法，包括以下步骤：将第一焊接板和第二焊接板定位在两侧侧板之间；以第一焊接板为基准面将第一焊接板的外坡口置于平角焊位置；利用CO₂保护焊在第一焊接板的外坡口与侧板之间依次焊接第一打底焊道和第一填充焊道；利用埋弧焊在第一填充焊道上方进行自动焊接；将矩形柱体翻转180度，以第二焊接板为基准面将第二焊接板的外坡口置于平角焊位置；利用CO₂保护焊在第二焊接板的外坡口与侧板之间依次焊接第二打底焊道和第二填充焊道；利用埋弧焊在第二填充焊道上方进行自动焊接。该焊接方法充分发挥了CO₂保护焊和埋弧焊各自的优点，降低了焊工的劳动强度，焊缝成形效果好，大大提高整体的焊接效率。

Description

一种矩形柱体焊接方法

技术领域

本发明涉及船舶建造技术领域，特别是涉及一种矩形柱体焊接方法。

背景技术

集装箱船的起重柱柱体通常为矩形结构，柱体内侧设有平台、扶强材等构件，柱体外侧无任何构件，柱体的侧壁板采用的是板厚为30mm￣40mm板件，所以侧壁板之间的接缝通常设计全焊透，该焊接方式焊接量大，焊后柱体的弯曲变形也较为严重。而且现有的焊接方法是采用平角焊和仰角焊的方式将设有坡口的侧壁板焊接在另外的侧壁板上，在仰角焊施焊过程中，产生的灰尘容易伤及焊工的眼睛和呼吸系统，对于焊工的技能要求更加高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何实现提高矩形柱体的焊接质量和降低焊工的劳动强度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种矩形柱体焊接方法，包括以下步骤：

将第一焊接板和第二焊接板定位在两侧侧板之间，以组合成矩形柱体；

以所述第一焊接板为基准面将所述第一焊接板的外坡口置于平角焊位置；

利用CO₂保护焊在所述第一焊接板的外坡口与所述侧板之间依次焊接第一打底焊道和第一填充焊道；

利用埋弧焊在所述第一填充焊道上方进行自动焊接；

将所述矩形柱体翻转180度，以所述第二焊接板为基准面将所述第二焊接板的外坡口置于平角焊位置；

利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板的外坡口与所述侧板之间依次焊接第二打底焊道和第二填充焊道，其中，所述CO₂保护焊使用的焊丝为药芯焊丝；

利用所述埋弧焊在所述第二填充焊道上方进行自动焊接，其中，所述埋弧焊使用的焊丝为埋弧焊丝。

作为优选方案，在所述利用埋弧焊在所述第一填充焊道上方进行自动焊接的步骤中，还包括：

利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板的内坡口和所述侧板之间进行焊接。

作为优选方案，在所述将所述焊接板翻转180度，使所述焊接板的内坡口置于平角焊位置的步骤中，还包括：

对所述第一焊接板的内坡口的根部和所述第二焊接板的外坡口的根部进行刨除处理，以使所述第一焊接板的内坡口的根部和所述第二焊接板的外坡口的根部之间形成U形坡口。

作为优选方案，在所述利用埋弧焊在所述第二填充焊道上方进行自动焊接的步骤中，还包括：

利用所述CO₂保护焊在所述第一焊接板的内坡口和所述侧板之间进行焊接。

作为优选方案，在所述利用埋弧焊在所述第一填充焊道上方进行自动焊接的步骤中，还包括：

将所述埋弧焊丝与所述第一焊接板之间角度调整为70～75°。

作为优选方案，在所述利用埋弧焊在所述第二填充焊道上方进行自动焊接的步骤中，还包括：

将所述埋弧焊丝与所述第二焊接板之间角度调整为70～75°。

作为优选方案，在所述利用CO₂保护焊在所述一焊接板的外坡口与所述侧板之间焊接第一打底焊道的步骤或者所述利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板的外坡口与所述侧板之间焊接第二打底焊道中，还包括：

将所述CO₂保护焊的焊接电流调整为180￣220A，焊接电压调整为28￣30V，焊接速度调整为33cm/min。

作为优选方案，在所述利用CO₂保护焊在所述第一焊接板的外坡口与所述侧板之间焊接第一填充焊道的步骤或者所述利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板的外坡口与所述侧板之间焊接第二填充焊道的步骤中中，还包括：

将所述CO₂保护焊的焊接电流调整为250￣290A，焊接电压调整为31￣34V，焊接速度调整为36cm/min。

作为优选方案，在所述利用埋弧焊在所述第一填充焊道上方进行自动焊接的步骤或者所述利用所述埋弧焊在所述第二填充焊道上方进行自动焊接的步骤中，还包括：

将所述埋弧焊的焊接焊接电流调整为600￣700A，焊接电压调整为31￣34V，焊接速度调整为42cm/min。

作为优选方案，在所述利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板的内坡口和所述侧板之间进行焊接的步骤或者在所述利用所述CO₂保护焊在所述第一焊接板的内坡口和所述侧板之间进行焊接的步骤中，还包括：

将所述CO₂保护焊的焊接电流调整为250￣290A，焊接电压调整为31￣34V，焊接速度调整为36cm/min。

本发明实施例一种矩形柱体焊接方法与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例先将所述第一焊接板作为基准面进行平角焊，在所述第一焊接板的外坡口上通过所述CO₂保护焊依次焊接第一打底焊道和第一填充焊道，药芯焊丝直径小，焊接电弧的能量较集中，容易保证所述第一焊接焊的外坡口尖角处与所述侧板之间焊透，且药芯焊丝的CO₂保护焊是属于小线能量的焊接方式，焊后的接头的起始晶粒度小，低温耐冲击性满足标准，再利用埋弧焊在所述第一填充焊道上方进行自动填充焊接，焊接质量稳定，焊缝成形美观，比所述CO₂保护焊的效率提高2倍以上，因为所述埋弧焊是大线能量的自动焊接，所述第一打底焊道和第一填充焊道可避免焊穿坡口的根部，接着将所述矩形柱体翻转180度，以所述第二焊接板为基准面同样依次进行所述CO₂保护焊和所述埋弧焊，该焊接方法充分发挥了所述CO₂保护焊和所述埋弧焊各自的优点，且过程中通过将矩形柱体翻转180度的方式，焊工无需进行仰角焊，降低了焊工的劳动强度，柱体整体焊缝成形效果好，大大提高整体的焊接效率，焊接环境也得到改善。

附图说明

图1是本发明优先实施例的矩形柱体焊接方法的流程框图。

图2应用本发明优先实施例的矩形柱体焊接方法的矩形柱体焊接示意图。

图3为图2中A出放大结构示意图。

图4为图2中B出放大结构示意图。

图中：1.第一焊接板；2.第二焊接板；3.侧板；4.第一打底焊道；5.第一填充焊道；6.第二打底焊道；7.第二填充焊道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图4所示，本发明实施例优选实施例的提供了一种矩形柱体焊接方法，包括以下步骤：

将第一焊接板1和第二焊接板2定位在两侧侧板3之间，以组合成矩形柱体；

以所述第一焊接板1为基准面将所述第一焊接板1的外坡口置于平角焊位置；

利用CO₂保护焊在所述第一焊接板1的外坡口与所述侧板3之间依次焊接第一打底焊道4和第一填充焊道5；

利用埋弧焊在所述第一填充焊道5上方进行自动焊接；

将所述矩形柱体翻转180度，以所述第二焊接板2为基准面将所述第二焊接板2的外坡口置于平角焊位置；

利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板2的外坡口与所述侧板3之间依次焊接第二打底焊道6和第二填充焊道7，其中，所述CO₂保护焊使用的焊丝为药芯焊丝；

利用所述埋弧焊在所述第二填充焊道7上方进行自动焊接，其中，所述埋弧焊使用的焊丝为埋弧焊丝。

基于上述技术特征的矩形柱体焊接方法，先将所述第一焊接板1作为基准面进行平角焊，在所述第一焊接板1的外坡口上通过所述CO₂保护焊依次焊接第一打底焊道4和第一填充焊道5，药芯焊丝直径小，焊接电弧的能量较集中，容易保证所述第一焊接焊的外坡口尖角处与所述侧板3之间焊透，且药芯焊丝的CO₂保护焊是属于小线能量的焊接方式，焊后的接头的起始晶粒度小，低温耐冲击性满足标准，再利用埋弧焊在所述第一填充焊道5上方进行自动填充焊接，比所述CO₂保护焊的效率提高2倍以上，因为所述埋弧焊是大线能量的自动焊接，所述第一打底焊道4和第一填充焊道5可避免焊穿坡口的根部，接着将所述矩形柱体翻转180度，以所述第二焊接板2为基准面同样依次进行所述CO₂保护焊和所述埋弧焊，该焊接方法充分发挥了所述CO₂保护焊和所述埋弧焊各自的优点，且过程中通过将矩形柱体翻转180度的方式，焊工无需进行仰角焊，降低了焊工的劳动强度，柱体整体焊缝成形效果好，大大提高整体的焊接效率，焊接环境也得到改善。

在本实施例中，在所述利用埋弧焊在所述第一填充焊道5上方进行自动焊接的步骤中，还包括：利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板2的内坡口和所述侧板3之间进行填充焊接。因矩形柱体内部设置较多构件，不能采用自动焊方法焊接，所以在对所述第一焊接板1进行自动焊接时，可同时对所述第二焊接的内坡口进行CO₂保护焊，进一步提高焊接效率，且同时对所述第一焊接板1和所述第二焊接板2进行焊接，整体受热均匀，有利于减少矩形柱体长度方向的焊接弯曲变形。

进一步的，在所述将所述焊接板翻转180度，使所述焊接板的内坡口置于平角焊位置的步骤中，还包括：对所述第一焊接板1的内坡口的根部和所述第二焊接板2的外坡口的根部进行刨除处理，以使所述第一焊接板1的内坡口的根部和所述第二焊接板2的外坡口的根部之间形成U形坡口。在对所述第一焊接板1的外坡口和所述第二焊接板2的内坡口焊接后，需要对利用碳弧气刨方法对所述第一焊接板1的内坡口和所述第二焊接板2的外坡口的根部进行刨除，刨出适合焊接的U形坡口，露出背面焊缝以保证焊透。

再进一步的，在所述利用埋弧焊在所述第二填充焊道7上方进行自动焊接的步骤中，还包括：利用所述CO₂保护焊在所述第一焊接板1的内坡口和所述侧板3之间进行焊接。在对所述第一焊接板1进行自动焊接时，可同时对所述第二焊接的内坡口进行CO₂保护焊，进一步提高焊接效率，且同时对所述第一焊接板1和所述第二焊接板2进行焊接，整体受热均匀，有利于减少矩形柱体长度方向的焊接弯曲变形。

在本实施例中，在所述利用埋弧焊在所述第一填充焊道5上方进行自动焊接的步骤中，还包括：将所述埋弧焊丝与所述第一焊接板1之间角度α调整为70～75°，如图3所示，可避免焊丝的导电嘴与侧板3发生接碰短路导致焊接中止，且对称布置焊道，焊缝成形效果更好。

在本实施例中，在所述利用埋弧焊在所述第二填充焊道7上方进行自动焊接的步骤中，还包括：将所述埋弧焊丝与所述第二焊接板2之间角度α调整为70～75°，如图4所示，可避免焊丝的导电嘴与侧板3发生接碰短路导致焊接中止，且对称布置焊道，焊缝成形效果更好。

在本实施例中，在所述利用CO₂保护焊在所述一焊接板的外坡口与所述侧板3之间焊接第一打底焊道4的步骤或者所述利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板2的外坡口与所述侧板3之间焊接第二打底焊道6中，还包括：将所述CO₂保护焊的焊接电流调整为180￣220A，焊接电压调整为28￣30V，焊接速度调整为33cm/min。整体焊接热输入量较小，原因是对称面的坡口根部要经历焊接－＞碳弧气刨清根－＞再焊接的3次受热过程，多次热循环会使焊接接头的金相组织晶粒容易长大粗化，使得接头的低温耐冲击性降低，而药芯焊丝的CO2保护焊方法采用小线能量进行焊接，使焊后的接头金相组织晶粒更细化，以便满足接头经3次受热后的低温耐冲击性要求，且药芯焊丝直径小，焊接电弧的能量较集中，能尽可能的焊透坡口尖角处，减少对称坡口的碳刨清根工作量。

在本实施例中，在所述利用CO₂保护焊在所述第一焊接板1的外坡口与所述侧板3之间焊接第一填充焊道5的步骤或者所述利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板2的外坡口与所述侧板3之间焊接第二填充焊道7的步骤中中，还包括：将所述CO₂保护焊的焊接电流调整为250￣290A，焊接电压调整为31￣34V，焊接速度调整为36cm/min。所述第一填充焊道5和所述第二填充焊道7由于位置不同及变化，受热循环影响小，可以使用较大的焊接参数，整体焊接热输入量大约多打底焊道的30％。

在本实施例中，在所述利用埋弧焊在所述第一填充焊道5上方进行自动焊接的步骤或者所述利用所述埋弧焊在所述第二填充焊道7上方进行自动焊接的步骤中，还包括：将所述埋弧焊的焊接焊接电流调整为600￣700A，焊接电压调整为31￣34V，焊接速度调整为42cm/min。在进行埋弧焊焊接时，有所述第一打底焊道4和第一填充焊道5或者所述第二打底焊道6和第二填充焊道7的保护，避免焊穿坡口根部，可进行大线能量的的自动焊接，所述埋弧焊的整体焊接热输入量是CO₂保护焊的2.5倍，焊接效率提高2￣3倍，大大提高了整体的焊接效率，降低焊工的劳动强度，所述埋弧焊的焊接质量稳定，焊缝成形美观，用来填充及盖面焊接有利于提高焊缝的外观成形质量，减少焊缝的打磨整形工作量。此外，为了便于焊接操作，可在所述第一焊接板1或者所述第二焊接板2的上方靠中侧位置布置埋弧焊小车，能对两侧外坡口进行自动焊接。

在本实施例中，在所述利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板2的内坡口和所述侧板3之间进行焊接的步骤或者在所述利用所述CO₂保护焊在所述第一焊接板1的内坡口和所述侧板3之间进行焊接的步骤中，还包括：将所述CO₂保护焊的焊接电流调整为250￣290A，焊接电压调整为31￣34V，焊接速度调整为36cm/min，在对所述矩形柱体的内部坡口焊接时，可采用与所述第一填充焊道5或所述第二填充焊道7同样的参数进行焊接，保证焊接效率和焊接效果。

此外，本实施例中CO₂保护焊采用的焊材是符合GB/T 10045E501T－1型号的药芯焊丝，规格φ1.2mm；埋弧焊采用的焊材是符合GB/T5293F5A2－H10Mn2型号的埋弧焊丝和焊剂组合。已将该焊接方法进行了焊接工艺评定试验，试验结果表明焊缝成形美观，各项焊接力学性能满足设计及标准要求，焊接效率高，工艺获得了DNV.GL船级社的认可。

综上，本发明实施例提供一种矩形柱体焊接方法具有以下优点：(1)采用CO₂保护焊和埋弧焊结合的方式对起重柱柱体的焊接板和侧板3进行焊接，发挥两种焊接方式各自的优点，提高整体焊接效率及焊接质量；(2)通过翻转的方式将所述第一焊接板1和所述第二焊接板2的坡口置于平角焊位置，降低施焊难度及提高施焊效率，改善焊工的施焊环境，焊接质量也容易保证；(3)在焊接过程中，可对所述第一焊接板1和所述第二焊接板2同步焊接，受热均匀，有利于减少矩形柱体长度方向的焊接弯曲变形；(4)两种焊接方式的参数匹配，保证焊接接头的焊缝成形质量及力学性能满足设计及标准要求。

上方所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种矩形柱体焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

将第一焊接板和第二焊接板定位在两侧侧板之间，以组合成矩形柱体；

以所述第一焊接板为基准面将所述第一焊接板的外坡口置于平角焊位置；

利用CO₂保护焊在所述第一焊接板的外坡口与所述侧板之间依次焊接第一打底焊道和第一填充焊道；

利用埋弧焊在所述第一填充焊道上方进行自动焊接；

将所述矩形柱体翻转180度，以所述第二焊接板为基准面将所述第二焊接板的外坡口置于平角焊位置；

利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板的外坡口与所述侧板之间依次焊接第二打底焊道和第二填充焊道，其中，所述CO₂保护焊使用的焊丝为药芯焊丝；

利用所述埋弧焊在所述第二填充焊道上方进行自动焊接，其中，所述埋弧焊使用的焊丝为埋弧焊丝。

2.根据权利要求1所述的矩形柱体焊接方法，其特征在于，在所述利用埋弧焊在所述第一填充焊道上方进行自动焊接的步骤中，还包括：

利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板的内坡口和所述侧板之间进行焊接。

3.根据权利要求2所述的矩形柱体焊接方法，其特征在于，在所述将所述焊接板翻转180度，使所述焊接板的内坡口置于平角焊位置的步骤中，还包括：

对所述第一焊接板的内坡口的根部和所述第二焊接板的外坡口的根部进行刨除处理，以使所述第一焊接板的内坡口的根部和所述第二焊接板的外坡口的根部之间形成U形坡口。

4.根据权利要求3所述的矩形柱体焊接方法，其特征在于，在所述利用埋弧焊在所述第二填充焊道上方进行自动焊接的步骤中，还包括：

利用所述CO₂保护焊在所述第一焊接板的内坡口和所述侧板之间进行焊接。

5.根据权利要求1所述的矩形柱体焊接方法，其特征在于，在所述利用埋弧焊在所述第一填充焊道上方进行自动焊接的步骤中，还包括：

将所述埋弧焊丝与所述第一焊接板之间角度调整为70～75°。

6.根据权利要求1所述的矩形柱体焊接方法，其特征在于，在所述利用埋弧焊在所述第二填充焊道上方进行自动焊接的步骤中，还包括：

将所述埋弧焊丝与所述第二焊接板之间角度调整为70～75°。

7.根据权利要求1－6中任一项所述的矩形柱体焊接方法，其特征在于，在所述利用CO₂保护焊在所述一焊接板的外坡口与所述侧板之间焊接第一打底焊道的步骤或者所述利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板的外坡口与所述侧板之间焊接第二打底焊道中，还包括：

将所述CO₂保护焊的焊接电流调整为180～220A，焊接电压调整为28～30V，焊接速度调整为33cm/min。

8.根据权利要求1－6中任一项所述的矩形柱体焊接方法，其特征在于，在所述利用CO₂保护焊在所述第一焊接板的外坡口与所述侧板之间焊接第一填充焊道的步骤或者所述利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板的外坡口与所述侧板之间焊接第二填充焊道的步骤中中，还包括：

将所述CO₂保护焊的焊接电流调整为250～290A，焊接电压调整为31～34V，焊接速度调整为36cm/min。

9.根据权利要求1－6中任一项所述的矩形柱体焊接方法，其特征在于，在所述利用埋弧焊在所述第一填充焊道上方进行自动焊接的步骤或者所述利用所述埋弧焊在所述第二填充焊道上方进行自动焊接的步骤中，还包括：

将所述埋弧焊的焊接焊接电流调整为600～700A，焊接电压调整为31～34V，焊接速度调整为42cm/min。

10.根据权利要求4所述的矩形柱体焊接方法，其特征在于，在所述利用所述CO₂保护焊在所述第二焊接板的内坡口和所述侧板之间进行焊接的步骤或者在所述利用所述CO₂保护焊在所述第一焊接板的内坡口和所述侧板之间进行焊接的步骤中，还包括：

将所述CO₂保护焊的焊接电流调整为250～290A，焊接电压调整为31～34V，焊接速度调整为36cm/min。

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