CN113145980B - 一种包角焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶建造技术领域，公开了一种包角焊接工艺。工艺包括：S1、沿第一侧面设置第一直线路径；S2、设置第一避让路径，第一避让路径与第一直线路径之间呈锐角设置；S3、设置第一包角路径，第一包角路径与端面平行；S4、使用焊枪依次沿第一直线路径、第一避让路径和第一包角路径连接形成第一焊接路径进行焊接；S5、沿第二侧面设置第二直线路径；S6、设置第二避让路径，第二避让路径与第二直线路径之间呈锐角设置；S7、设置第二包角路径，第二包角路径与端面平行；S8、使用焊枪依次沿第二直线路径、第二避让路径和第二包角路径依次连接形成的第二焊接路径进行焊接。本发明实现包角焊接，又避免了发生咬边的问题。

Description

一种包角焊接工艺

技术领域

本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种包角焊接工艺。

背景技术

船舶建造过程中，为了保证船舶上各个部件的连接牢固程度，常使用焊接连接两个部件。当需要在某些平面状的船舶结构件上垂直焊接立板时，立板的端部不超出船舶结构件的端部，在立板的端部使用包角焊接的方式，以保证焊接质量。现有技术中，采用先在立板的一侧沿立板的边缘焊接，直至立板的端部收弧且延长0.5s收弧时间，接着在立板的另一侧沿立板的边缘焊接，直至立板的端部收弧且延长0.5s收弧时间，依靠延长立板两侧的收弧时间而形成包角焊缝。上述焊接方式在立板的拐角处停留的时间较长，且电弧与立板的拐角处的距离较近，导致立板的拐角处被熔化，发生咬边的问题，增加了后续的打磨及焊接修补的工作，提高了成本，降低了焊接合格率。

基于此，亟需一种包角焊接工艺用来解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包角焊接工艺，以实现包角焊接，又避免了发生咬边的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种包角焊接工艺，用于焊接船舶结构件和立板，所述立板垂直置于所述船舶结构件上，所述立板包括依次连接的第一侧面、端面和第二侧面，所述端面、所述第一侧面和所述船舶结构件相交于第一点O，所述端面、所述第二侧面和所述船舶结构件相交于第二点O’，所述工艺包括：

S1、沿所述第一侧面设置第一直线路径，所述第一直线路径的起点为第一起弧点A，终点为第一拐点B，所述第一拐点B置于所述第一起弧点A与所述第一点O之间；

S2、设置第一避让路径，所述第一避让路径与所述第一拐点B和所述第一点O之间的连线呈锐角设置，所述第一避让路径的起点为所述第一拐点B，终点为第一避让点C，所述第一避让点C与所述端面所在的平面间隔设置，且所述第一拐点B与所述第一避让点C分别设置在所述端面所在的平面的两侧；

S3、设置第一包角路径，所述第一包角路径与所述端面平行，所述第一包角路径的起点为所述第一避让点C，终点为第一收弧点D；

S4、使用焊枪沿所述第一直线路径、所述第一避让路径和所述第一包角路径依次连接形成的第一焊接路径进行焊接；

S5、沿所述第二侧面设置第二直线路径，所述第二直线路径的起点为第二起弧点A’，终点为第二拐点B’，所述第二拐点B’置于所述第二起弧点A’与所述第二点O’之间；

S6、设置第二避让路径，所述第二避让路径与所述第二拐点B’和所述第二点O’之间的连线呈锐角设置，所述第二避让路径的起点为所述第二拐点B’，终点为第二避让点C’，所述第二避让点C’与所述端面所在的平面间隔设置，且所述第二拐点B’与所述第二避让点C’分别设置在所述端面所在的平面的两侧；

S7、设置第二包角路径，所述第二包角路径与所述端面平行，所述第二包角路径的起点为所述第二避让点C’，终点为第二收弧点D’；

S8、使用所述焊枪沿所述第二直线路径、所述第二避让路径和所述第二包角路径依次连接形成的第二焊接路径进行焊接。

优选地，所述第一包角路径和所述第二包角路径至少部分重合。

优选地，步骤S3中，所述第一收弧点D与所述第二点O’之间的连线垂直于所述第一包角路径。

优选地，步骤S7中，所述第二收弧点D’与所述第一点O之间的连线垂直于所述第二包角路径。

优选地，步骤S3中，所述焊枪的实际收弧时间相较理论收弧时间延长0.5s。

优选地，步骤S7中，所述焊枪的实际收弧时间相较理论收弧时间延长0.5s。

优选地，所述焊枪与所述船舶结构件倾斜设置，且所述焊枪与所述船舶结构件之间的夹角为40°～50°。

优选地，所述焊枪沿焊接方向前倾，且所述焊枪与焊接方向之间呈80°～90°夹角。

优选地，步骤S8之后，还包括：

S9、检查焊缝。

优选地，步骤S9之后，还包括：

S10、打磨并清理所述焊缝。

本发明的有益效果：设置第一避让路径与第一拐点B和第一点O之间的连线呈锐角设置，且第一拐点B与第一避让点C分别设置在端面所在的平面的两侧，当焊枪处于第一避让路径上焊接时，距离立板上拐角处的第一点O的距离逐渐增大，使得电弧与立板的第一点O之间的距离较远，避免了第一点O的拐角处被熔化。设置第二避让路径与第二拐点B’和第二点O’之间的连线呈锐角设置，且第二拐点B’与第二避让点C’分别设置在端面所在的平面的两侧，当焊枪处于第二避让路径上焊接时，距离立板上拐角处的第二点O’的距离逐渐增大，使得电弧与立板的第二点O’之间的距离较远，避免了第二点O’的拐角处被熔化。避免了立板在焊接的过程中发生咬边的问题，减轻了后续的打磨及焊接修补的工作，降低了成本，提高了焊接合格率。而且设置第一包角路径与第二包角路径，实现了对于立板的包角焊接，进一步保证了焊接质量，提高了焊接结构的牢固程度。而且以第一焊接路径的顺序焊接，收弧位置第一收弧点D与端面间隔设置，便于延长收弧时间，保证焊缝的饱满，也避免了较长的收弧时间造成立板的拐角处被熔化，进一步避免了咬边的情况发生。同理，以第二焊接路径的顺序焊接，收弧位置第二收弧点D’与端面间隔设置，便于延长收弧时间，保证焊缝的饱满，也避免了较长的收弧时间造成立板的拐角处被熔化，进一步避免了咬边的情况发生。

附图说明

图1是本发明实施例提供的包角焊接工艺的主要步骤流程图；

图2是本发明实施例提供的包角焊接工艺的示意图；

图3是本发明实施例提供的第一焊接路径的示意图；

图4是本发明实施例提供的第二焊接路径的示意图；

图5是本发明实施例提供的包角焊接工艺的详细步骤流程图。

图中：

10、船舶结构件；20、立板；201、第一侧面；202、第二侧面；203、端面；30、焊枪；

1、第一直线路径；2、第一避让路径；3、第一包角路径；

4、第二直线路径；5、第二避让路径；6、第二包角路径。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种包角焊接工艺，用于焊接船舶结构件10和立板20，立板20垂直置于船舶结构件10上，立板20包括依次连接的第一侧面201、端面203和第二侧面202，端面203、第一侧面201和船舶结构件10相交于第一点O，端面203、第二侧面202和船舶结构件10相交于第二点O’。此外，第一侧面201与第二侧面202之间平行设置，端面203与第一侧面201及第二侧面202均垂直连接。第一侧面201、第二侧面202和端面203均与船舶结构件10垂直设置，在本实施例中，具体与船舶结构件10的顶面垂直设置。

具体地，如图1-图4所示，包角焊接工艺包括：

S1、沿第一侧面201设置第一直线路径1，第一直线路径1的起点为第一起弧点A，终点为第一拐点B，第一拐点B置于第一起弧点A与第一点O之间；

S2、设置第一避让路径2，第一避让路径2与第一拐点B和第一点O之间的连线呈锐角设置，第一避让路径2的起点为第一拐点B，终点为第一避让点C，第一避让点C与端面203所在的平面间隔设置，且第一拐点B与第一避让点C分别设置在端面203所在的平面的两侧；

S3、设置第一包角路径3，第一包角路径3与端面203平行，第一包角路径3的起点为第一避让点C，终点为第一收弧点D；

S4、使用焊枪30沿第一直线路径1、第一避让路径2和第一包角路径3依次连接形成的第一焊接路径进行焊接；

S5、沿第二侧面202设置第二直线路径4，第二直线路径4的起点为第二起弧点A’，终点为第二拐点B’，第二拐点B’置于第二起弧点A’与第二点O’之间；

S6、设置第二避让路径5，第二避让路径5与第二拐点B’和第二点O’之间的连线呈锐角设置，第二避让路径5的起点为第二拐点B’，终点为第二避让点C’，第二避让点C’与端面203所在的平面间隔设置，且第二拐点B’与第二避让点C’分别设置在端面203所在的平面的两侧；

S7、设置第二包角路径6，第二包角路径6与端面203平行，第二包角路径6的起点为第二避让点C’，终点为第二收弧点D’；

S8、使用焊枪30沿第二直线路径4、第二避让路径5和第二包角路径6依次连接形成的第二焊接路径进行焊接。

本实施例的焊接工艺中，设置第一避让路径2与第一拐点B和第一点O之间的连线呈锐角设置，且第一拐点B与第一避让点C分别设置在端面203所在的平面的两侧，当焊枪30处于第一避让路径2上焊接时，距离立板20上拐角处的第一点O的距离逐渐增大，使得电弧与立板20的第一点O之间的距离较远，避免了第一点O的拐角处被熔化。设置第二避让路径5与第二拐点B’和第二点O’之间的连线呈锐角设置，且第二拐点B’与第二避让点C’分别设置在端面203所在的平面的两侧，当焊枪30处于第二避让路径5上焊接时，距离立板20上拐角处的第二点O’的距离逐渐增大，使得电弧与立板20的第二点O’之间的距离较远，避免了第二点O’的拐角处被熔化。避免了立板20在焊接的过程中发生咬边的问题，减轻了后续的打磨及焊接修补的工作，降低了成本，提高了焊接合格率。而且设置第一包角路径3与第二包角路径6，实现了对于立板20的包角焊接，进一步保证了焊接质量，提高了焊接结构的牢固程度。而且以第一焊接路径的顺序焊接，收弧位置第一收弧点D与端面203间隔设置，便于延长收弧时间，保证了焊缝的饱满，也避免了较长的收弧时间造成立板20的拐角处被熔化，进一步避免了咬边的情况发生。同理，以第二焊接路径的顺序焊接，收弧位置第二收弧点D’与端面203间隔设置，便于延长收弧时间，保证了焊缝的饱满，也避免了较长的收弧时间造成立板20的拐角处被熔化，进一步避免了咬边的情况发生。

优选地，焊枪30与船舶结构件10倾斜设置，且焊枪30与船舶结构件10之间的夹角为40°～50°，也就是说图2中的角度α为40°～50°。可以理解的是，由于焊脚的横截面大致呈直角三角形，焊枪30倾斜设置，焊脚能够更好地填充在立板20与船舶结构件10之间，便于实现直角三角形的两个直角边的长度大致相同，保证了焊脚与船舶结构件10及立板20之间的连接强度，保证了焊接的合格率以及焊接结构的可靠性。

优选地，焊枪30沿焊接方向前倾，且焊枪30与焊接方向之间呈80°～90°夹角，也就是说图2中的角度β为80°～90°，焊枪30前倾，利于在焊接过程中电弧击穿，增加焊接的熔深，保证了焊接结构的可靠性。

图5所示为包角焊接工艺的详细步骤流程图，参照图1-图5详细介绍本实施例提供的包角焊接工艺。工艺包括：

S1、沿第一侧面201设置第一直线路径1，第一直线路径1的起点为第一起弧点A，终点为第一拐点B，第一拐点B置于第一起弧点A与第一点O之间。

在本实施例中，第一拐点B与第一点O之间的距离为8mm～12mm，即线段BO的长度为8mm～12mm。焊接过程中，电弧呈锥形，其大端面向下，线段BO之间的距离需要保证当焊枪30沿后续第一避让路径2焊接时，电弧逐渐远离第一点O，同时还需要保证焊缝与船舶结构件10与立板20之间的连接强度满足需求。具体地，线段BO的长度优选为10mm。

在步骤S1之前，应清理并打磨船舶结构件10与立板20的表面，避免了在焊接过程中船舶结构件10和立板20之间存在其他杂质，保证了后续的焊接效果。

S2、设置第一避让路径2，第一避让路径2与第一拐点B和第一点O之间的连线呈锐角设置，第一避让路径2的起点为第一拐点B，终点为第一避让点C，第一避让点C与端面203所在的平面间隔设置，且第一拐点B与第一避让点C分别设置在端面203所在的平面的两侧。

设置第一避让点C，实现了当焊枪30处于第一避让路径2上焊接时，距离立板20上拐角处的第一点O的距离逐渐增大，使得电弧与立板20的第一点O之间的距离较远，避免了第一点O的拐角处被熔化，且便于形成后续的第一包角路径3。

S3、设置第一包角路径3，第一包角路径3与端面203平行，第一包角路径3的起点为第一避让点C，终点为第一收弧点D。

优选地，步骤S3中，焊枪30的实际收弧时间相较理论收弧时间延长0.5s，延长收弧时间，利于收弧处的焊脚饱满，保证了焊接强度。在本实施例中，理论收弧时间为0～0.5s，则实际收弧时间为0.5～1s。在其他实施例中，理论收弧时间可适应性选取，在此不作限定。

具体地，第一避让点C与第一点O之间的连线CO与线段BO之间的角度为135°，且线段CD与端面203平行，即线段CD与线段OO’之间的垂直距离为L1。在本实施中，为了保证立板20与船舶结构件10之间的焊接强度，电弧的大端面的半径优选为5mm，故L1优选与电弧半径相同，避免了电弧导致的端面203被熔化。在其他实施例中，电弧的大端面的半径可在4.5mm～5.5mm的范围内选取，且同步调整L1的大小。

S4、使用焊枪30沿第一直线路径1、第一避让路径2和第一包角路径3依次连接形成的第一焊接路径进行焊接。

也就是说，焊枪30在沿第一焊接路径焊接时，依次经过第一起弧点A、第一拐点B、第一避让点C和第一收弧点D。以第一焊接路径的顺序焊接，收弧位置第一收弧点D与端面203间隔设置，便于延长收弧时间，保证了焊缝的饱满，也避免了较长的收弧时间造成立板20的拐角处被熔化，进一步避免了咬边的情况发生。

S5、沿第二侧面202设置第二直线路径4，第二直线路径4的起点为第二起弧点A’，终点为第二拐点B’，第二拐点B’置于第二起弧点A’与第二点O’之间。

在本实施例中，第二拐点B’与第二点O’之间的距离为8mm～12mm，即线段B’O’的长度为8mm～12mm。焊接过程中，电弧呈锥形，其大端面向下，线段B’O’之间的距离需要保证当焊枪30沿后续第二避让路径5焊接时，电弧逐渐远离第二点O’，同时还需要保证焊缝与船舶结构件10与立板20之间的连接强度满足需求。具体地，线段B’O’的长度优选为10mm。

S6、设置第二避让路径5，第二避让路径5与第二拐点B’和第二点O’之间的连线呈锐角设置，第二避让路径5的起点为第二拐点B’，终点为第二避让点C’，第二避让点C’与端面203所在的平面间隔设置，且第二拐点B’与第二避让点C’分别设置在端面203所在的平面的两侧。

设置第二避让点C’，实现了当焊枪30处于第二避让路径5上焊接时，距离立板20上拐角处的第二点O’的距离逐渐增大，使得电弧与立板20的第二点O’之间的距离较远，避免了第二点O’的拐角处被熔化，且便于形成后续的第二包角路径6。

S7、设置第二包角路径6，第二包角路径6与端面203平行，第二包角路径6的起点为第二避让点C’，终点为第二收弧点D’。

优选地，步骤S7中，焊枪30的实际收弧时间相较理论收弧时间延长0.5s，延长收弧时间，利于收弧处的焊脚饱满，保证了焊接强度。在本实施例中，理论收弧时间为0～0.5s，则实际收弧时间为0.5～1s。在其他实施例中，理论收弧时间可适应性选取，在此不作限定。

具体地，第二避让点C’与第二点O’之间的连线C’O’与线段B’O’之间的角度为135°，且线段C’D’与端面203平行，即线段C’D’与线段OO’之间的垂直距离为L2。在本实施中，电弧的大端面的半径优选为5mm，故L2优选与电弧半径相同，避免电弧导致的端面203被熔化。在其他实施例中，电弧的大端面的半径可在4.5mm～5.5mm的范围内选取，且同步调整L2的大小。

进一步优选地，第一包角路径3和第二包角路径6至少部分重合，进一步保证了对于端面203的包角焊接的焊接效果。

在本实施例中，步骤S3中，第一收弧点D与第二点O’之间的连线垂直于第一包角路径3，使得第一包角路径3完全包覆端面203处的线段OO’，保证了包角焊接的效果。进一步地，步骤S7中，第二收弧点D’与第一点O之间的连线垂直于第二包角路径6，使得第二包角路径6完全包覆端面203处的线段OO’，进一步保证了包角焊接的效果。也就是说，在本实施例中，第一包角路径3和第二包角路径6在端面203处实现两次包角焊接，进一步保证了焊接效果。

在其他实施例中，第一包角路径3包覆端面203处的线段OO’的长度的比例范围是1～2/3，第二包角路径6包覆端面203处的线段OO’的长度的比例范围是1～2/3，也就是说，第一包角路径3与第二包角路径6重合的长度至少为线段OO’的1/3。

S8、使用焊枪30沿第二直线路径4、第二避让路径5和第二包角路径6依次连接形成的第二焊接路径进行焊接。

也就是说，焊枪30在沿第二焊接路径焊接时，依次经过第二起弧点A’、第二拐点B’、第二避让点C’和第二收弧点D’。以第二焊接路径的顺序焊接，收弧位置第二收弧点D’与端面203间隔设置，便于延长收弧时间，保证了焊缝的饱满，也避免了较长的收弧时间造成立板20的拐角处被熔化，进一步避免了咬边的情况发生。

优选地，步骤S8之后，还包括：

S9、检查焊缝。具体检查焊缝的完整性，是否有漏焊的情况，进一步保证了焊接效果。

进一步地，步骤S9之后，还包括：

S10、打磨并清理焊缝。

打磨焊缝，保证了焊缝的外观性。清理焊缝，避免其他杂质侵蚀焊缝，保证了焊接结构的耐用性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种包角焊接工艺，用于焊接船舶结构件(10)和立板(20)，所述立板(20)垂直置于所述船舶结构件(10)上，所述立板(20)包括依次连接的第一侧面(201)、端面(203)和第二侧面(202)，所述端面(203)、所述第一侧面(201)和所述船舶结构件(10)相交于第一点O，所述端面(203)、所述第二侧面(202)和所述船舶结构件(10)相交于第二点O’，其特征在于，所述工艺包括：

S1、沿所述第一侧面(201)设置第一直线路径(1)，所述第一直线路径(1)的起点为第一起弧点A，终点为第一拐点B，所述第一拐点B置于所述第一起弧点A与所述第一点O之间；

S2、设置第一避让路径(2)，所述第一避让路径(2)与所述第一拐点B和所述第一点O之间的连线呈锐角设置，所述第一避让路径(2)的起点为所述第一拐点B，终点为第一避让点C，所述第一避让点C与所述端面(203)所在的平面间隔设置，且所述第一拐点B与所述第一避让点C分别设置在所述端面(203)所在的平面的两侧；

S3、设置第一包角路径(3)，所述第一包角路径(3)与所述端面(203)平行，所述第一包角路径(3)的起点为所述第一避让点C，终点为第一收弧点D；

S4、使用焊枪(30)沿所述第一直线路径(1)、所述第一避让路径(2)和所述第一包角路径(3)依次连接形成的第一焊接路径进行焊接；

S5、沿所述第二侧面(202)设置第二直线路径(4)，所述第二直线路径(4)的起点为第二起弧点A’，终点为第二拐点B’，所述第二拐点B’置于所述第二起弧点A’与所述第二点O’之间；

S6、设置第二避让路径(5)，所述第二避让路径(5)与所述第二拐点B’和所述第二点O’之间的连线呈锐角设置，所述第二避让路径(5)的起点为所述第二拐点B’，终点为第二避让点C’，所述第二避让点C’与所述端面(203)所在的平面间隔设置，且所述第二拐点B’与所述第二避让点C’分别设置在所述端面(203)所在的平面的两侧；

S7、设置第二包角路径(6)，所述第二包角路径(6)与所述端面(203)平行，所述第二包角路径(6)的起点为所述第二避让点C’，终点为第二收弧点D’；

S8、使用所述焊枪(30)沿所述第二直线路径(4)、所述第二避让路径(5)和所述第二包角路径(6)依次连接形成的第二焊接路径进行焊接。

2.根据权利要求1所述的包角焊接工艺，其特征在于，所述第一包角路径(3)和所述第二包角路径(6)至少部分重合。

3.根据权利要求2所述的包角焊接工艺，其特征在于，步骤S3中，所述第一收弧点D与所述第二点O’之间的连线垂直于所述第一包角路径(3)。

4.根据权利要求2所述的包角焊接工艺，其特征在于，步骤S7中，所述第二收弧点D’与所述第一点O之间的连线垂直于所述第二包角路径(6)。

5.根据权利要求1所述的包角焊接工艺，其特征在于，步骤S3中，所述焊枪(30)的实际收弧时间相较理论收弧时间延长0.5s，所述理论收弧时间为0～0.5s。

6.根据权利要求1所述的包角焊接工艺，其特征在于，步骤S7中，所述焊枪(30)的实际收弧时间相较理论收弧时间延长0.5s，所述理论收弧时间为0～0.5s。

7.根据权利要求1所述的包角焊接工艺，其特征在于，所述焊枪(30)与所述船舶结构件(10)倾斜设置，且所述焊枪(30)与所述船舶结构件(10)之间的夹角为40°～50°。

8.根据权利要求1所述的包角焊接工艺，其特征在于，所述焊枪(30)沿焊接方向前倾，且所述焊枪(30)与焊接方向之间呈80°～90°夹角。

9.根据权利要求1-8任一项所述的包角焊接工艺，其特征在于，步骤S8之后，还包括：

S9、检查焊缝。

10.根据权利要求9所述的包角焊接工艺，其特征在于，步骤S9之后，还包括：

S10、打磨并清理所述焊缝。

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