CN111843123A - 一种不锈钢h型钢的制备方法和应用 - Google Patents

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解振东
刘宁
张玉龙
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
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Abstract

本发明涉及一种不锈钢H型钢的制备方法和应用，具体步骤为：将下翼板放在H型钢组立机作业平台上，然后将腹板垂直放置在翼板中心，利用定位焊进行焊接固定下翼板和腹板；在腹板的顶部放置上翼板，利用龙门式二氧化碳气体保护焊进行定位焊，焊接固定上翼板和腹板；将两台焊枪对称固定在翼板的两侧，利用龙门式二氧化碳气体保护焊进行对称角焊缝焊接。角焊缝的焊接电流70‑80A，焊接电压28‑30V，焊接速度35‑45cm/min。提高了焊接效率，减少了翼板的变形量。

Description

一种不锈钢H型钢的制备方法和应用
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种不锈钢H型钢的制备方法和应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
干湿联合冷却系统是一种新型的冷凝换热系统，优化了换热效率。干湿联合系统用于双氧水装置，环境氧化性较强。干湿联合冷却系统钢结构设计材料材质全部选用S30408，在手工组焊过程中存在两侧受力、受热不均匀，导致H型钢存在较大的焊接角变形量，变形量达到5mm以上，因型钢截面较小无法采用机械矫正方式，严重影响产品质量，导致系统安装过程中存在较大困难，甚至无法组装的现象。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种不锈钢H型钢的制备方法和应用。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
第一方面，一种不锈钢H型钢的制备方法，具体步骤为：
将下翼板放在H型钢组立机作业平台上，然后将腹板垂直放置在翼板中心，利用定位焊进行焊接固定下翼板和腹板；
在腹板的顶部放置上翼板，利用龙门式二氧化碳气体保护焊进行定位焊，焊接固定上翼板和腹板；
将两台焊枪对称固定在翼板的两侧，利用龙门式二氧化碳气体保护焊进行对称角焊缝焊接。
本发明的焊接制备方法，进行定位焊和角焊缝的焊接，相比于现有的进行手工组焊技术，缩小了焊接角的变形量。变形量小于2mm。
第二方面，上述的焊接方法在干湿冷却系统中的H型钢的应用。
本发明的有益效果：
1、明确定位焊焊角的大小、长度及间距，避免了因焊角较大或焊缝较长造成组立过程腹板变形、倾斜，保证H型钢截面的垂直度；
2、焊接方式采用龙门式二氧化碳气体保护焊对称焊接，本技术的应用使H型钢两侧角焊缝在焊接过程中热量产生及消散过程基本相同，有效地避免了焊接过程中的变形，节省了矫正过程，同时提高焊接效率30％，减少了员工劳动强度。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的焊接装置的正视结构示意图；
图2为本发明的焊接装置的侧面结构示意图；
其中，1、上翼板，2、腹板，3、下翼板，4、焊机，5、焊枪，6、龙门焊骨架，7、焊枪固定架，8、焊接平台，9、H型钢。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
第一方面，一种不锈钢H型钢的制备方法，具体步骤为：
将下翼板放在H型钢组立机作业平台上，然后将腹板垂直放置在翼板中心，利用定位焊进行焊接固定下翼板和腹板；
在腹板的顶部放置上翼板，利用龙门式二氧化碳气体保护焊进行定位焊，焊接固定上翼板和腹板；
将两台焊枪对称固定在翼板的两侧，利用龙门式二氧化碳气体保护焊进行对称角焊缝焊接。
现有的H型钢制备方法通过H型钢组立机进行定位焊组立后，利用埋弧焊进行焊缝的焊接。埋弧焊的热输出量较大，容易导致翼板产生变形，后续还需要进行翼板的矫正，并且极易在矫正过程中出现钢梁扭曲，难以恢复。本发明中通过龙门式二氧化碳气体保护焊进行焊接H型钢，更进一步减少焊接过程中的热输出量，控制焊接参数，将H型钢的变形量控制在2mm以内。
在本发明的一些实施方式中，上翼板、下翼板和腹板的材质为S30408不锈钢。这种材质翼板在干湿联合冷却系统钢结构设计材料中。现有的干湿联合冷却系统中使用的H型钢的材质是碳钢材质，但是不锈钢具有更好的耐腐蚀性，不锈钢材料成本比碳钢材料高3-4倍，导致现有的干湿联合冷却系统没有使用S30408不锈钢。
本发明利用S30408不锈钢制作得到H型钢用于干湿联合冷却系统。因为干湿联合系统用于双氧水装置，环境氧化性较强，若使用碳钢材质，抗腐性及使用寿命达不到使用要求，故设计时采用的是不锈钢材质。
在本发明的一些实施方式中，上翼板、腹板、下翼板组立的过程中，利用角尺进行垂直度的检查和矫正。避免翼板和腹板之间发生倾斜。
在本发明的一些实施方式中，上翼板和下翼板的的厚度为10-12mm，H型钢的长度为6000-6050mm，腹板的厚度为7-8mm。板材的厚度影响焊接工艺参数。
在本发明的一些实施方式中，定位焊的焊丝的直径为1-1.5mm。
在本发明的一些实施方式中，角焊缝的焊丝的直径为1-1.5mm。
在本发明的一些实施方式中，定位焊的焊接电流为65-75A，焊接电压为26-29V。
在本发明的一些实施方式中，定位焊的焊角高度为2-3mm，长度为7-10mm，间距为250mm-260mm之间。
在本发明的一些实施方式中，角焊缝的焊接电流70-80A，焊接电压28-30V，焊接速度35-45cm/min。
本发明中尤其是对角焊缝的焊接，进行了电流和电压的不断试验，得到在上述范围内的电流和电压值，才能够使翼板的变形量最小。
在本发明的一些实施方式中，两个焊枪与下翼板的夹角为40-50°。焊枪和翼板倾斜设置，进行焊接，作用是垂直于焊道，使翼板与腹板角焊缝均匀。
在本发明的一些实施方式中，上述焊接方法的焊接装置包括焊接平台、龙门焊骨架、焊枪固定架、两个焊接装置，焊枪固定架的顶部与龙门焊骨架固定连接，焊接装置与焊枪固定架固定连接，焊接平台位于焊枪固定架的下方，焊接装置包括焊机和焊枪，焊机与焊枪固定架固定连接。
使用时，本发明的龙门焊骨架用于支撑焊枪固定架，焊枪固定架用于固定焊接装置，焊接装置包括焊枪和焊机。这样在使用时，直接在平台上，利用焊枪固定架固定焊枪进行焊接即可。焊枪能够保持一定的角度进行焊接，因为二保焊枪手柄与弯管存在一定的角度，利用焊枪固定架根据实际焊接角度进行调整。
第二方面，上述的焊接方法在干湿冷却系统中的H型钢的应用。
下面结合实施例对本发明进一步说明
实施例1
利用H型钢组立机(型号HZJ1225)对带钢进行组立，定位焊利用时代NB-500焊机，借助角尺，使用GFS-308φ1.2二保药芯焊丝进行定位焊固定，定位焊焊接电流75A，焊接电压28V，焊接速度80cm/min；且定位焊焊角控制在2mm，长度为7mm，间距为250mm之间。然后采用龙门式二氧化碳气体保护焊对称焊接，焊接工装保持水平状态，引弧长度10cm，两侧同时施焊，焊丝使用GFS-308φ1.2二保药芯焊丝，定位焊焊接电流70A，焊接电压28V。焊接完成后，使用钢板钳进行对称吊装至水平操作台，未完全冷却前严禁使用吊钩单侧吊装。
表1焊缝焊接参数
Figure BDA0002559861690000051
实施例2
利用H型钢组立机(型号HZJ1225)对带钢进行组立，定位焊利用时代NB-500焊机，借助角尺，使用GFS-308φ1.2二保药芯焊丝，定位焊焊接电流65A，焊接电压30V，焊接速度80cm/min；且定位焊焊角控制在2mm，长度为9mm，间距为260mm之间。然后采用龙门式二氧化碳气体保护焊对称焊接，焊接前再次对型钢两端界面的垂直度进行检查，焊接工装保持水平状态，引弧长度10cm，两侧同时施焊，焊丝使用GFS-308φ1.2二保药芯焊丝，定位焊焊接电流76A，焊接电压30V，焊接速度cm/min。焊接完成后，使用钢板钳进行对称吊装至水平操作台，未完全冷却前严禁使用吊钩单侧吊装。
利用焊枪进行角焊缝的焊接，两台焊机在翼板两侧使用GFS-308φ1.2二保药芯焊丝进行对称焊接；焊接前再次对型钢两端界面的垂直度进行检查。
具体的焊接参数如表1所示。
表1焊缝焊接参数
Figure BDA0002559861690000061
实施例3
焊接装置的结构示意图如图1和图2所示，
焊接装置包括焊接平台8、龙门焊骨架6、焊枪固定架7、两个焊接装置，焊枪固定架7的顶部与龙门焊骨架6固定连接，焊接装置与焊枪固定架7固定连接，焊接平台8位于焊枪固定架的下方，焊接装置包括焊机4和焊枪5。
龙门焊骨架为一种框式固定结构，焊枪固定架为一种固定杆、固定柱或框架，焊机与焊枪固定架通过螺栓固定连接，焊枪的底部与下翼板倾斜相对。焊枪固定架7与笼门焊骨架6通过螺栓或焊接连接。
焊接时先将下翼板3水平放置在焊接平台8上，然后垂直放置腹板2，进行定位焊，然后放置上翼板1进行定位焊，然后利用两个对称的焊枪5进行角焊缝的焊接。
对比例1
相比于实施例1角焊缝的焊接电流为60A，电压为26V。
对比例2
相比于实施例1角焊缝的焊接电流为90A，电压为32V。
对比例1焊接后得到的H型钢的角焊缝出现焊瘤，焊丝熔化不充分，焊缝不饱满，翼板变形量大于4mm；对比例2焊接后得到的H型钢的角焊缝焊角大于实际要求，翼板变形量大于5mm，且焊缝外观质量较差，达不到使用要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不锈钢H型钢的制备方法，其特征在于：具体步骤为：
将下翼板放在H型钢组立机作业平台上，然后将腹板垂直放置在翼板中心，利用定位焊进行焊接固定下翼板和腹板；
在腹板的顶部放置上翼板，利用龙门式二氧化碳气体保护焊进行定位焊，焊接固定上翼板和腹板；
将两台焊枪对称固定在翼板的两侧，利用龙门式二氧化碳气体保护焊进行对称角焊缝焊接。
2.如权利要求1所述的不锈钢H型钢的制备方法，其特征在于：上翼板、下翼板和腹板的材质为S30408不锈钢。
3.如权利要求1所述的不锈钢H型钢的制备方法，其特征在于：上翼板、腹板、下翼板组立的过程中，利用角尺进行垂直度的检查和矫正。
4.如权利要求3所述的不锈钢H型钢的制备方法，其特征在于：上翼板和下翼板的的厚度为10-12mm，H型钢的长度为6000-6050mm，腹板的厚度为7-8mm。
5.如权利要求1所述的不锈钢H型钢的制备方法，其特征在于：定位焊的焊丝的直径为1-1.5mm；
或，角焊缝的焊丝的直径为1-1.5mm。
6.如权利要求1所述的不锈钢H型钢的制备方法，其特征在于：定位焊的焊接电流为65-75A，焊接电压为26-29V。
7.如权利要求5所述的不锈钢H型钢的制备方法，其特征在于：定位焊的焊角为2-3mm，长度为7-10mm，间距为250mm-260mm之间。
8.如权利要求1所述的不锈钢H型钢的制备方法，其特征在于：角焊缝的焊接电流70-80A，焊接电压28-30V，焊接速度35-45cm/min；
或，两个焊枪与下翼板的夹角为40-50°。
9.如权利要求1所述的不锈钢H型钢的制备方法，其特征在于：制备方法中使用的焊接装置包括焊接平台、龙门焊骨架、焊枪固定架、两个焊接装置，焊枪固定架的顶部与龙门焊骨架固定连接，焊接装置与焊枪固定架固定连接，焊接平台位于焊枪固定架的下方，焊接装置包括焊机和焊枪，焊机与焊枪固定架固定连接。
10.如权利要求1-9任一所述的不锈钢H型钢的制备方法在干湿冷却系统中的H型钢的应用。
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