CN114799433B - 半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及埋弧焊技术领域，公开了半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法，包括如下步骤：S1、箱型柱搭建；S2、于箱型柱表面安装埋弧焊小车；S3、利用埋弧焊小车进行焊接；S4、对焊接结构进行检测；在S3中，包括如下步骤：D1、首先对焊接坡口侧预热；D2、打底；D3、清理坡口根部，采用气保焊焊接打底，打底厚度要求4‑5mm，采用小电流、小电压、快速月牙式摆动，且箱型打底采用右焊法。本发明设计提出的焊接方法，工艺简单，易操作，能够有效提高焊接质量，且本发明采用埋弧焊小车进行埋弧焊生产效率高、焊缝金属中杂质较少、焊接稳定无飞溅损失，焊接表面美观平整。

Description

半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法

技术领域

本发明涉及半自动埋弧焊技术领域，尤其涉及半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法。

背景技术

目前，半自动埋弧焊的应用，降低了对应生产人员技术水平的门槛，并保证了焊接的熔深要求。但目前在厚板箱型中的半自动埋弧焊过程中仍存在着一些问题，不同员工使用焊接参数差异较大，也存在部分员工对不同焊接熔深要求的工艺参数不明确。同时相应的返修成本也随之提高。

同时，现阶段中厚板多数依旧采用手工打底、填充、盖面，这种传统的焊接工艺技术对焊工的技术水平依赖性过高，同时焊接效率无法提升，材料成本也得不到控制，为此亟需提出一种半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法，包括如下步骤：

S1、箱型柱搭建；

S2、于箱型柱表面安装埋弧焊小车；

S3、利用埋弧焊小车进行焊接；

S4、对焊接结构进行检测；

优选的，在S3中，包括如下步骤：

D1、首先对焊接坡口侧预热；

D2、打底；

D3、清理坡口根部，采用气保焊焊接打底，打底厚度要求4-5mm，采用小电流、小电压、快速月牙式摆动，且箱型打底采用右焊法。

D4、最后进行埋弧焊填充，埋弧焊焊剂堆放高度15-20mm，焊丝伸出长度25-30mm,按工艺要求调整焊接参数，焊接过程中应及时填充焊剂、清理焊渣、检查外观质量保证箱型焊缝质量。

优选的，在D4中，首道焊缝在焊接时的焊接参数应采用较小电流快速焊接；当焊丝填充至焊道宽度≥25mm时起，每层焊缝开时始进行分道焊接，以保证焊丝填充量；且采用激光辅助测距，埋弧焊焊丝距离坡口面距离为5mm，进行焊丝定位，且焊接至最后一道焊缝距离构件母材表面1-2mm高度。

优选的，在D2中，当箱型板厚大于40mm时，则首先进行焊道预热；当焊道长度>2m时则分段预热、分段打底，分段长度宜为1.5-2.0m，预热温度至60-70℃；

当箱型板厚不超过35mm，采用保护套正常500A直接打底；当箱型柱板厚在35mm-60mm之间，采用保护套变径500A打底；箱型柱板厚t≥60mm，采用保护套加长变径350A打底。

优选的，在D4中，严禁焊缝出现咬边、未熔、夹渣等缺陷，在焊接中出现包括但不限于裂缝、断弧、局部裂纹时应及时返修，使用气刨处理并补焊打磨。

优选的，在S2中，具体包括如下步骤，安装导轨机构，检查导轨变形是否满足要求，调整导轨平行度，当导轨满足平行度≤2mm后，固定吊装埋弧焊小车，埋弧焊小车安装完毕后调整焊枪位置、姿势，并且使得埋弧焊小车在导轨上空运行1-2次，以检验焊枪在运行中是否会偏焊，若空运行中偏移较大则重新定位或更换导轨机构。

优选的，在S1中

厚板箱型壁板坡口采用半自动火焰切割，坡口角度偏差为±2.5°之间，坡口加工完成后，对坡口面30mm范围内进行打磨，清除割渣、氧化皮及铁锈等杂物；

在箱型腹板、翼缘板开坡口时，将坡口面及棱角边打磨光滑，清理割渣、铁锈；

当厚板箱型搭建时，在腹板坡口侧添加10mm厚的垫板进行定位焊，垫板宽度方向伸出腹板坡口外10mm；

厚板箱型搭建时，垫板厚度方向与翼缘板坡口面顶紧，垫板剪切面与翼缘板坡口平齐，且圆弧面朝上；

在箱型两端添加引弧板、收弧板，引弧板、收弧板厚度相同，材质同母材，引弧板、收弧板的长度均为150mm，宽度均为100mm。

本发明的有益效果是：

本发明设计提出的焊接方法，工艺简单，易操作，能够有效提高焊接质量，且本发明采用埋弧焊小车进行埋弧焊生产效率高、焊缝金属中杂质较少、焊接稳定无飞溅损失，焊接表面美观平整。

本发明在能获得稳定高质量的焊缝，保证了产品的一次性合格率，直接减少了返工返修的成本费用。

本发明在埋弧焊小车在焊接时电弧弧光埋在焊剂层下，没有弧光辐射，有效的改善了员工的作业环境；同时，埋弧焊与半自动化的结合，能够有效减轻手工操作者的劳动强度。

本发明提出的埋弧焊小车能够降低对焊工的岗位技术依赖，以及车间因焊工岗位人员流动带来的产能不足问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在附图中：

图1为本发明在不同厚度的箱型柱壁板坡口截面示意图；

图2为本发明的箱型柱的腹板和翼缘板的切割后的结构示意图；

图3为本发明在腹板坡口侧添加垫板焊接后的结构示意图；

图4为本发明的箱型柱搭建时，腹板与翼缘板的位置结构示意图；

图5为本发明的箱型柱搭建好后安装引弧板和收弧板的结构示意图；

图6为本发明的埋弧焊小车的现场安装结构示意图；

图7为本发明在不同板厚焊接时的打底时的工作原理示意图；

图8为本发明在完成打底时的结构示意图；

图9为本发明提出的右焊法的工作原理示意图；

图10为本发明提出的右焊法的操作示意图；

图11为本发明提出的焊接方法在焊道宽度小于25mm时的焊接后的焊道处截面结构示意图；

图12为本发明提出的焊接方法在焊道宽度大于25mm时的焊接后的焊道处截面结构示意图；

图13为本发明提出的焊接方法在焊剂填充至距离母材表面1-2mm时的焊道处截面示意图；

图14为本发明提出的焊接方法在完成盖面层后的焊道处截面结构示意图；

图15为本发明的导轨机构安装后的俯视结构示意图；

图16为本发明的连接机构的结构示意图；

图17为本发明图15的A处放大图；

图18为本发明图16的B处放大图。

图中：箱型柱1、连接机构2、导轨一3、导轨二4、抵紧柱5、吸附磁铁6、安装架7、连杆8、中间套筒9、杆一10、调节套11、杆二12、调节板13、通孔14、杆三15、挡板16、定位套一17、调节孔18、活动杆19、定位套二20、压块21、弹簧22。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。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申请中的具体含义。

参见图1-14，本发明提出的半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法，包括如下步骤：

S1、箱型柱搭建；

S2、于箱型柱表面安装埋弧焊小车；

S3、利用埋弧焊小车进行焊接；

S4、对焊接结构进行检测；

在S3中，包括如下步骤：

D1、首先对焊接坡口侧预热可避免焊丝熔融后与钢板接触导致急速冷却产生冷裂纹；

D2、打底；

D3、清理坡口根部，采用气保焊进行打底，打底厚度要求4-5mm，采用小电流、小电压、快速月牙式摆动，且箱型打底采用右焊法，右焊法即焊接电弧从接头的左端向右端移动并指向已焊部分。

D4、最后进行埋弧焊填充，埋弧焊焊剂堆放高度15-20mm，焊丝伸出长度25-30mm,按工艺要求（半自动埋弧焊工艺焊接参数）调整焊接参数，焊接过程中应及时填充焊剂、清理焊渣、检查外观质量保证箱型焊缝质量。

在D4中，为了防止焊穿，首道焊缝在焊接时的焊接参数应采用较小电流快速焊接；当焊丝填充至焊道宽度≥25mm时起，每层焊缝开时始进行分道焊接，以保证焊丝填充量；为了保证焊缝与母材熔透，且采用激光辅助测距，埋弧焊焊丝距离坡口面距离为5mm，进行焊丝定位，且焊接至最后一道焊缝距离构件母材表面1-2mm高度，且焊接的盖面层焊接速度匀速，保证焊缝外观美观，同时焊接后的焊缝盖过坡口边界，焊缝余高应不大于2mm。

在D2中，当箱型板厚大于40mm时，则首先进行焊道预热；当焊道长度>2m时则分段预热、分段打底，分段长度宜为1.5-2.0m,预热温度至60-70℃；

当箱型板厚不超过35mm，采用保护套正常500A直接打底；当箱型柱板厚在35mm-60mm之间，采用保护套变径500A打底；箱型柱板厚t≥60mm，采用保护套加长变径350A打底。

在D4中，严禁焊缝出现咬边、未熔、夹渣等缺陷，焊接过程缺陷处理，在焊接中出现裂缝、断弧、局部裂纹等应及时返修，使用气刨处理并补焊打磨。

在S2中，具体包括如下步骤，安装导轨机构，检查导轨变形是否满足要求，调整导轨平行度，当导轨满足平行度≤2mm后，固定吊装埋弧焊小车，埋弧焊小车安装完毕后调整焊枪位置、姿势，并且使得埋弧焊小车在导轨上空运行1-2次，以检验焊枪在运行中是否会偏焊，若空运行中偏移较大则重新定位或更换导轨机构。

在S1中，厚板箱型壁板坡口采用半自动火焰切割，坡口角度偏差为±2.5°之间，坡口加工完成后，对坡口面30mm范围内进行打磨，清除割渣、氧化皮及铁锈等杂物。在箱型腹板、翼缘板开坡口时，将坡口面及棱角边打磨光滑，清理割渣、铁锈；

当厚板箱型搭建时，在腹板坡口侧添加10mm厚的垫板进行定位焊，垫板宽度方向伸出腹板坡口外10mm；厚板箱型搭建时，垫板厚度方向与翼缘板坡口面顶紧，垫板剪切面与翼缘板坡口平齐，且圆弧面朝上；在箱型两端添加引弧板、收弧板，引弧板、收弧板厚度相同，材质同母材，引弧板、收弧板的长度均为150mm，宽度均为100mm。

具体参照图15-18，导轨机构包括导轨一3、导轨二4，导轨一3和箱型柱1固定，且导轨一3上沿其长度方向设有若干组定位固定单元，导轨一3和导轨二4之间通过连接机构2连接，导轨一3和导轨二4上均沿长度方向开设滑槽；

固定单元包括与导轨一垂直固定的连杆8、安装在连杆8远离导轨一3一端的抵紧柱5，且连杆8上还安装有安装架7，安装架7上安装有与箱型柱1的侧面压紧的吸附磁铁6；

导轨二通过若干组滑动座与箱型柱1滑动连接；连接机构包括中间套筒9以及杆一10、杆二12和杆三15，中间套筒9的两端均开设通孔14，杆三15活动穿过其中一个通孔14，杆一10活动穿过另一通孔14，杆一10的外端还通过一调节套11连接于杆二12，杆二12的另一端和导轨一3上的滑槽滑动配合，杆三15的外端和导轨二4上的滑槽滑动配合，且中间套筒9内安装有平行度检测单元；滑动座包括一与导轨二4垂直的滑动轨道，滑动轨道和导轨二4滑动连接，且滑动轨道的一端通过磁铁和箱型柱1固定。当导轨二和导轨一安装完毕后，通过平行度检测单元能够检测导轨二和导轨一是否平行。

平行度检测单元包括固定在杆三15内端的两个挡板16以及周向分布在杆三外侧的若干个活动杆19，且各个活动杆19均位于两个挡板16之间，中间套筒9的壳体上开设有和活动杆19对应的调节孔18，且活动杆19的末端活动穿过对应的调节孔18，每个活动杆19的两处均连接有弹簧22，弹簧22的末端安装有压块21，且压块21能够和相邻的挡板16抵触，挡板16上安装有压力传感器，平行度检测单元还包括有与压力传感器电性连接的PLC控制器，PLC控制器的信号输出端还安装有报警器；在检测时，在不受其他外力的情况下，沿着导轨一和导轨二上的滑槽移动连接机构，如果导轨二与导轨一之间没有平行的话，则会使得杆一10能够沿着通孔滑动，从而带动活动杆19沿着对应的调节孔18移动，此时活动杆19移动后使得压块21与挡板16接触，压力传感器检测到压力信号，传递给PLC控制器，PLC控制器控制报警器发出报警，能够提升工作人员导轨一和导轨二之间不平行，需要进行调节方可使用。

中间套筒9的外侧还安装有定位机构，定位机构能够使得杆三15和中间套筒9的相对位置固定，定位机构包括分别螺旋安装在中间套筒9外侧的定位套一17和定位套二20，定位套一17和定位套二20能够通过旋转将伸出调节孔18的活动杆19夹持固定。并且当定位机构固定住杆三15后，此时连接机构沿着导轨一3和导轨二4之间滑动时，能够自动使得二者保持平行。操作方便快捷，通过手动即可带动定位机构沿着导轨一和导轨二滑动，由于导轨一位置固定，此时移动连接机构2，从能够利用长度固定的连接机构调节导轨一3的位置，使得其自动和导轨2保持平行。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、箱型柱搭建；

S2、于所述箱型柱表面安装埋弧焊小车；

S3、利用所述埋弧焊小车进行焊接；

S4、对焊接结构进行检测；

在所述S2中，具体包括如下步骤，安装导轨机构，检查导轨变形是否满足要求，调整导轨平行度，当导轨满足平行度≤2mm后，固定吊装埋弧焊小车，埋弧焊小车安装完毕后调整焊枪位置、姿势，并且使得埋弧焊小车在导轨上空运行1-2次，以检验焊枪在运行中是否会偏焊，若空运行中偏移较大则重新定位或更换导轨机构；

在所述S3中，包括如下步骤：

D1、首先对焊接坡口侧预热；

D2、打底；

D3、清理坡口根部，采用气保焊焊接打底，打底厚度要求4-5mm，采用小电流、小电压、快速月牙式摆动，且箱型打底采用右焊法，

D4、最后进行埋弧焊填充，埋弧焊焊剂堆放高度15-20mm，焊丝伸出长度25-30mm,按工艺要求调整焊接参数，焊接过程中应及时填充焊剂、清理焊渣、检查外观质量保证箱型焊缝质量；

在所述D2中，当箱型板厚大于40mm时，则首先进行焊道预热；当焊道长度>2m时则分段预热、分段打底，分段长度宜为1.5-2.0m，预热温度至60-70℃；

当箱型板厚不超过35mm，采用保护套正常500A直接打底；当箱型柱板厚在35mm-60mm之间，采用保护套变径500A打底；箱型柱板厚t≥60mm，采用保护套加长变径350A打底；

导轨机构包括导轨一、导轨二，导轨一和箱型柱固定，且导轨一上沿其长度方向设有若干组定位固定单元，导轨一和导轨二之间通过连接机构连接，导轨一和导轨二上均沿长度方向开设滑槽；

固定单元包括与导轨一垂直固定的连杆、安装在连杆远离导轨一一端的抵紧柱，且连杆上还安装有安装架，安装架上安装有与箱型柱的侧面压紧的吸附磁铁；

导轨二通过若干组滑动座与箱型柱滑动连接；连接机构包括中间套筒以及杆一、杆二和杆三，中间套筒的两端均开设通孔，杆三活动穿过其中一个通孔，杆一活动穿过另一通孔，杆一的外端还通过一调节套连接于杆二，杆二的另一端和导轨一上的滑槽滑动配合，杆三的外端和导轨二上的滑槽滑动配合，且中间套筒内安装有平行度检测单元；滑动座包括一与导轨二垂直的滑动轨道，滑动轨道和导轨二滑动连接，且滑动轨道的一端通过磁铁和箱型柱固定；当导轨二和导轨一安装完毕后，通过平行度检测单元能够检测导轨二和导轨一是否平行；

平行度检测单元包括固定在杆三内端的两个挡板以及周向分布在杆三外侧的若干个活动杆，且各个活动杆均位于两个挡板之间，中间套筒的壳体上开设有和活动杆对应的调节孔，且活动杆的末端活动穿过对应的调节孔，每个活动杆的两处均连接有弹簧，弹簧的末端安装有压块，且压块能够和相邻的挡板抵触，挡板上安装有压力传感器，平行度检测单元还包括有与压力传感器电性连接的PLC控制器，PLC控制器的信号输出端还安装有报警器；在检测时，在不受其他外力的情况下，沿着导轨一和导轨二上的滑槽移动连接机构，如果导轨二与导轨一之间没有平行的话，则会使得杆一能够沿着通孔滑动，从而带动活动杆沿着对应的调节孔移动，此时活动杆移动后使得压块与挡板接触，压力传感器检测到压力信号，传递给PLC控制器，PLC控制器控制报警器发出报警，能够提升工作人员导轨一和导轨二之间不平行，需要进行调节方可使用；

中间套筒的外侧还安装有定位机构，定位机构能够使得杆三和中间套筒的相对位置固定，定位机构包括分别螺旋安装在中间套筒外侧的定位套一和定位套二，定位套一和定位套二能够通过旋转将伸出调节孔的活动杆夹持固定，并且当定位机构固定住杆三后，此时连接机构沿着导轨一和导轨二之间滑动时，能够自动使得二者保持平行，操作方便快捷，通过手动即可带动定位机构沿着导轨一和导轨二滑动，由于导轨一位置固定，此时移动连接机构，从能够利用长度固定的连接机构调节导轨一的位置，使得其自动和导轨保持平行。

2.根据权利要求1所述的半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法，其特征在于：在所述D4中，首道焊缝在焊接时的焊接参数应采用较小电流快速焊接；当焊丝填充至焊道宽度≥25mm时起，每层焊缝开时始进行分道焊接，以保证焊丝填充量；且采用激光辅助测距，埋弧焊焊丝距离坡口面距离为5mm，进行焊丝定位，且焊接至最后一道焊缝距离构件母材表面1-2mm高度。

3.根据权利要求1所述的半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法，其特征在于：在所述D4中，严禁焊缝出现咬边、未熔、夹渣缺陷，在焊接中出现裂缝、断弧、局部裂纹时应及时返修，使用气刨处理并补焊打磨。

4.根据权利要求1所述的半自动埋弧焊在厚板全熔透中的焊接方法，其特征在于：在所述S1中

厚板箱型壁板坡口采用半自动火焰切割，坡口角度偏差为±2.5°之间，坡口加工完成后，对坡口面30mm范围内进行打磨，清除割渣、氧化皮及铁锈杂物；

在箱型腹板、翼缘板开坡口时，将坡口面及棱角边打磨光滑，清理割渣、铁锈；

当厚板箱型搭建时，在腹板坡口侧添加10mm厚的垫板进行定位焊，垫板宽度方向伸出腹板坡口外10mm；

厚板箱型搭建时，垫板厚度方向与翼缘板坡口面顶紧，垫板剪切面与翼缘板坡口平齐，且圆弧面朝上；

在箱型两端添加引弧板、收弧板，引弧板、收弧板厚度相同，材质同母材，引弧板、收弧板的长度均为150mm，宽度均为100mm。