CN112453658A - 一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺 - Google Patents

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刘磊
许承熙
陈忠德
朱未
薛强
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Abstract

本发明公开了一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将两块待焊接钢板放置于焊接位置，待焊接钢板的厚度为8‑15mm，两个待焊接钢板的之间形成焊接坡口，焊接坡口呈Y型，焊接坡口的坡口角度为60°±2°，焊接间隙的钝边高度为3±1mm，焊接坡口间隙为0‑1mm；步骤二、在待焊接钢板的背面铺设一层底层焊剂作为衬垫，采用压铁将底层焊剂与钢板压紧；步骤三、采用单丝埋弧焊的方式进行焊接，焊丝选用直径为4.0mm的实芯焊丝，在焊接坡口内填充表面焊剂。本发明采用埋弧自动单面焊双面成型的焊接工艺，解决了传统埋弧焊工艺需要背面清根以及对工件进行翻转过程中带来焊缝区域变形或断裂的问题，节约了成本并缩短了产品生产周期。

Description

一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺
技术领域
本发明属于船体钢结构焊接技术领域，具体涉及一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺。
背景技术
由于船舶、桥梁、建筑等领域对于钢结构的需求趋于大型化，因此焊接效率对上述领域缩短工程建造周期起到重要作用。相对于焊条电弧焊与气体保护焊，埋弧自动焊具有生产效率高、焊缝质量好、焊接成本低等优点，被广泛应用于大型的平面钢结构建造过程中。
目前针对厚度规格8～15mm的钢板对接焊缝的焊接，传统的埋弧焊工艺采用双面焊接背面清根的方式进行焊接施工。因此施工过程中需要对工件进行翻转，但由于工件厚度规格较薄，焊缝区域极易在翻转过程中变形或断裂，导致成本浪费以及延长工程建造周期。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺，本发明能够适用于船舶、桥梁、建筑等领域大型钢结构的焊接施工作业，实现8-15mm的钢板单面焊接双面成型，形成的焊缝质量好且焊接成本低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺，包括以下步骤：
步骤一、将两块待焊接钢板放置于焊接位置，待焊接钢板的厚度为8-15mm，两个待焊接钢板的之间形成焊接坡口，焊接坡口呈Y型，焊接坡口的坡口角度为60°±2°，焊接间隙的钝边高度为3±1mm，焊接坡口的间隙为0-1mm；
步骤二、在待焊接钢板的背面铺设一层底层焊剂作为衬垫，采用压铁将底层焊剂与钢板压紧；
步骤三、采用单丝埋弧焊的方式进行焊接，焊丝选用直径为4.0mm的实芯焊丝，在焊接坡口内填充表面焊剂，焊接前在300-350℃下烘烤2-2.5h，焊接电流为630-720A，电弧电压为28～35V，焊接速度为28～30cm/min,焊接热输入为35.5～54.0KJ/cm。
作为优选的技术方案，若两块待焊接钢板的厚度相同，底层焊剂的铺设厚度为50mm，铺设宽度为100-120mm。
作为优选的技术方案，若两块待焊接钢板的厚度相同，底层焊剂的铺设厚度为60mm，铺设宽度为100-120mm。
作为优选的技术方案，所述底层焊剂为颗粒状，粒径为30-50目，碱度为2.5-2.6。
作为优选的技术方案，所述表面焊剂为颗粒状，粒径为30-50目，碱度为1.5-1.6，采用碱度大于1.5的碱性焊剂，可实现除硫及降硅以及降低熔敷金属含氧量的作用，获得较高的焊缝冲击韧性
作为优选的技术方案，在铺设底层焊剂的区域，用重锤敲击待焊接钢板使待焊接钢板与底层焊剂之间紧密贴合。
作为优选的技术方案，焊接完成后焊缝的金属抗拉强度≥490N/mm2，0℃冲击功≥34J。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明采用埋弧自动单面焊双面成型的焊接工艺，解决了传统埋弧焊工艺需要背面清根以及对工件进行翻转过程中带来焊缝区域变形或断裂的问题，节约了成本并缩短了产品生产周期。
（2）本发明采用坡口背面铺设底层焊剂，解决了焊缝金属填充的问题，同时通过提高焊接热输入量增加熔敷率，提高了焊接效率，并能得到质量完好的焊接接头，避免出现焊接裂纹和未熔合等缺陷。
（3）采用本发明的焊接方法和工艺，以及相配套的焊丝和焊剂，可实现焊缝金属的高强度和低温冲击韧性的良好搭配，即抗拉强度≥490N/mm2，0℃冲击功≥34J。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
图1为本发明施工结构示意图。
其中，附图标记具体说明如下：底层焊剂1、表面焊剂2、实心焊丝3、钝边4。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明选取15mm厚度的钢板Q345D，试板的尺寸为1000mm×400mm。本实施例的焊剂衬垫埋弧自动单面焊工艺如下：
步骤一、将两块待焊接钢板放置于焊接位置，待焊接钢板的厚度为8-15mm，两个待焊接钢板的之间形成焊接坡口，焊接坡口呈Y型，焊接坡口的坡口角度为60°±2°，焊接间隙的钝边4高度为3±1mm，焊接坡口的间隙为0-1mm。焊前清理坡口端面及其周围的杂质，使用砂轮机对坡口断面及周围20mm范围内进行打磨清除铁锈及氧化皮。
步骤二、在待焊接钢板的背面铺设一层底层焊剂1作为衬垫，底层焊剂1的铺设厚度为50mm，铺设宽度为100-120mm，采用压铁将底层焊剂1与钢板压紧。底层焊剂1为颗粒状，粒径为30-50目，碱度为2.5-2.6。同时在待焊接钢板表面的坡口间隙两侧100mm范围内用均匀敲击。
步骤三、采用单丝埋弧焊的方式进行焊接，焊丝选用直径为4.0mm的实芯焊丝3，在焊接坡口内填充表面焊剂2，表面焊剂2为颗粒状，粒径为30-50目，碱度为1.5-1.6，采用碱度大于1.5的碱性焊剂，可实现除硫及降硅以及降低熔敷金属含氧量的作用，获得较高的焊缝冲击韧性。焊接前在300-350℃下烘烤2-2.5h，焊接电流700-710A，电弧电压为32～34V，焊接速度为28～30cm/min,焊接热输入为44.8～51.7KJ/cm。
焊接结束后对焊接接头进行射线探伤和磁粉检测，均达Ⅰ级。对上述焊接接头取样进行力学性能测试，测试结果表明：焊接接头的焊缝金属的抗拉强度531N/mm2，焊缝中心0℃平均冲击功36J，正、反180°弯曲合格，无裂纹。
尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (7)

1.一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将两块待焊接钢板放置于焊接位置，待焊接钢板的厚度为8-15mm，两个待焊接钢板的之间形成焊接坡口，焊接坡口呈Y型，焊接坡口的坡口角度为60°±2°，焊接间隙的钝边高度为3±1mm，焊接坡口的间隙为0-1mm；
步骤二、在待焊接钢板的背面铺设一层底层焊剂作为衬垫，采用压铁将底层焊剂与钢板压紧；
步骤三、采用单丝埋弧焊的方式进行焊接，焊丝选用直径为4.0mm的实芯焊丝，在焊接坡口内填充表面焊剂，焊接前在300-350℃下烘烤2-2.5h，焊接电流为630-720A，电弧电压为28～35V，焊接速度为28～30cm/min,焊接热输入为35.5～54.0KJ/cm。
2.如权利要求1所述的一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺，其特征在于，若两块待焊接钢板的厚度相同，底层焊剂的铺设厚度为50mm，铺设宽度为100-120mm。
3.如权利要求1所述的一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺，其特征在于，若两块待焊接钢板的厚度相同，底层焊剂的铺设厚度为60mm，铺设宽度为100-120mm。
4.如权利要求1所述的一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺，其特征在于，所述底层焊剂为颗粒状，粒径为30-50目，碱度为2.5-2.6。
5.如权利要求1所述的一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺，其特征在于，所述表面焊剂为颗粒状，粒径为30-50目，碱度为1.5-1.6。
6.如权利要求1所述的一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺，其特征在于，在铺设底层焊剂的区域，用重锤敲击待焊接钢板使待焊接钢板与底层焊剂之间紧密贴合。
7.如权利要求1所述的一种焊剂衬垫埋弧自动单面焊双面成型工艺，其特征在于，焊接完成后焊缝的金属抗拉强度≥490N/mm2，0℃冲击功≥34J。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113878310A (zh) * 2021-10-21 2022-01-04 中国电建集团江西省水电工程局有限公司 一种厚板t形接头熔透焊方法

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