CN115008049A - 一种大间隙超厚板的焊接方法及集装箱 - Google Patents

一种大间隙超厚板的焊接方法及集装箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及超厚板焊接技术领域，公开了一种大间隙超厚板的焊接方法及集装箱。大间隙超厚板的焊接方法包括步骤：在坡口间隙的第一侧固定第一圆柱衬垫；在坡口间隙的第二侧对第一超厚板的坡口面进行堆焊；去除第一圆柱衬垫，并对堆焊形成的焊缝表面进行切割和打磨，以形成堆焊面，堆焊面与第二超厚板的坡口面的之间形成新间隙，新间隙的尺寸t2＜16mm；在坡口间隙的第一侧固定第二圆柱衬垫；焊接第二超厚板的坡口面位于坡口间隙第二侧的部分和堆焊面；去除第二圆柱衬垫，并对第一超厚板的坡口面和第二超厚板的坡口面分别位于坡口间隙第一侧的部分进行焊接。本方法对超厚板形成的大间隙缝隙焊接的焊接难度低、焊接效率高、且焊接成本低。

Description

一种大间隙超厚板的焊接方法及集装箱
技术领域
本发明涉及超厚板焊接技术领域，尤其涉及一种大间隙超厚板的焊接方法。
背景技术
目前在集装箱建造过程中，抗扭箱及舱口围分段会用到超厚板(板材厚度为60～85mm)，如图1所示，部分焊缝处采用X型坡口3。对于X型坡口，超厚板焊接规范要求，直接进行焊接的坡口间隙应不大于16mm，其主要原因为间隙过大会导致打底焊步骤形成的焊缝产生焊接缺陷，进而影响整体焊接质量。但在实际建造过程中，由于超厚板本身加工精度、各个超厚板之间的装配精度等原因，会出现坡口间隙的尺寸t1超出16mm的情况(对于这种情况，本实施例称为大间隙)，导致超厚板无法直接进行常规焊接。
针对以上大间隙的情况，如图1-图4所示，第一超厚板1和第二超厚板2形成X型坡口，现有技术中的常规做法为：1)在坡口间隙的第一侧放置圆柱衬垫A10，并在第二侧对第一超厚板1的坡面进行堆焊；2)取下圆柱衬垫A10后，在坡口间隙的第二侧放置圆柱衬垫B20，并在第一侧对第一超厚板1的坡面进行堆焊；3)取下圆柱衬垫B20，并对两次堆焊的表面进行切割打磨，两次堆焊的表面形成新的坡口面，新的坡口面与第二超厚板2的坡口面形成新的X型坡口，且新的坡口间隙的尺寸小于16mm；4)对新的坡口进行常规焊接(此过程需要进行一次衬垫的安装和拆卸)。现有技术中对超厚板的大间隙焊接方法存在以下问题：一、需要对两次堆焊形成的焊缝进行切割和打磨，切割打磨面积大、效率低；二、整个大间隙的焊接过程中，需要进行三次衬垫的安装和拆卸，进一步降低了效率，且成本高。
因此，亟待需要一种大间隙超厚板的焊接方法及集装箱来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种大间隙超厚板的焊接方法，对超厚板形成的大间隙缝隙的焊接难度低、焊接效率高、且焊接成本低。
本发明的另一个目的在于提出一种集装箱，通过采用上述的大间隙超厚板的焊接方法，建造难度低、效率高、成本低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种大间隙超厚板的焊接方法，用于对形成X型的坡口，且坡口间隙的尺寸t1＞16mm的第一超厚板和第二超厚板进行焊接，包括：
在所述坡口间隙的第一侧固定第一圆柱衬垫；
在所述坡口间隙的第二侧对第一超厚板的坡口面进行堆焊；
去除所述第一圆柱衬垫，并对堆焊形成的焊缝表面进行切割和打磨，以形成堆焊面，所述堆焊面与所述第二超厚板的坡口面的之间形成新间隙，所述新间隙的尺寸t2＜16mm；
在所述坡口间隙的第一侧固定第二圆柱衬垫；
焊接所述第二超厚板的坡口面位于所述坡口间隙第二侧的部分和所述堆焊面；
去除所述第二圆柱衬垫，并对所述第一超厚板的坡口面和所述第二超厚板的坡口面分别位于所述坡口间隙第一侧的部分进行焊接。
作为一个可选的方案，所述第一超厚板和所述第二超厚板形成的坡口间隙16mm＜t1≤25mm。
作为一个可选的方案，所述新间隙的尺寸为6mm＜t2＜16mm。
作为一个可选的方案，所述第一超厚板与所述第二超厚板的厚度相等且为D，60mm≤D≤85mm。
作为一个可选的方案，对所述第二超厚板的坡口面和所述堆焊面形成的所述新间隙进行焊接时采用多层多道焊接的工艺。
作为一个可选的方案，对所述第一超厚板的坡口面和所述第二超厚板的坡口面分别位于所述坡口间隙第一侧的部分进行焊接时采用多层多道焊接的工艺。
作为一个可选的方案，所述坡口沿水平方向延伸，所述堆焊根据焊接顺序依次包括打底焊接、填充焊接和盖面焊接；
所述打底焊接的焊接电流为180～228A，焊接电压为24～28A，焊接速度为93～155mm/min；
所述填充焊接的焊接电流为234～228A，焊接电压为26～31A，焊接速度为224～373mm/min；
所述盖面焊接的焊接电流为216～264A，焊接电压为25～29A，焊接速度为193～322mm/min。
作为一个可选的方案，所述坡口竖直方向延伸，所述堆焊根据焊接顺序依次包括打底焊接、填充焊接和盖面焊接；
所述打底焊接的焊接电流为156～190A，焊接电压为21～25A，焊接速度为74～123mm/min；
所述填充焊接的焊接电流为182～222A，焊接电压为23～27A，焊接速度为131～219mm/min；
所述盖面焊接的焊接电流为216～264A，焊接电压为25～29A，焊接速度为193～322mm/min。
作为一个可选的方案，所述第一圆柱衬垫通过粘接连接的方式固定在所述坡口间隙的第一侧；和/或
所述第二圆柱衬垫通过粘接连接的方式固定在所述坡口间隙的第一侧。
一种集装箱，至少部分焊缝采用所述的大间隙超厚板的焊接方法焊接而成。
本发明有益效果为：
本发明的大间隙超厚板的焊接方法，首先对第一超厚板的坡口面位于第二侧的部分进行堆焊并形成堆焊面，且保证堆焊面与第二超厚板的坡口面之间的新间隙尺寸小于16mm，即缩小了坡口间隙的大小，使得堆焊面与第二超厚板的坡口面之间具备可以通过常规焊接工艺进行焊接的条件；接着直接采用常规焊接工艺焊接新间隙处，此时，第一超厚板和第二超厚板之间X型的坡口的第二侧已经完全焊接固定为一个整体，即第一超厚板与第二超厚板之间不再是X型的坡口，从而使得第一超厚板的坡口面与第二超厚板的坡口面分别位于坡口间隙第一侧的部分之间具备了可以直接通过常规的焊接工艺进行焊接的条件；最后通过常规的焊接工艺对第一超厚板的坡口面和第二超厚板的坡口面分别位于坡口间隙第一侧的部分进行焊接，即可实现坡口间隙大于16mm的第一超厚板和第二超厚板之间的焊接连接。整个焊接过程，焊接难度较大的堆焊的工作量小，从而降低了操作难度，且减少了对堆焊焊缝切割、打磨的工作量，提高的工作难度，此外，整个焊接过程只需要进行两次衬垫的固定和去除，降低了成本，且简化了焊接步骤，提高了焊接效率。
本发明的集装箱，通过采用上述的大间隙超厚板的焊接方法，提高了集装箱建造的操作难度、提高了建造效率，且降低了建造成本。
附图说明
图1是两个超厚板形成X型坡口的示意图；
图2是现有技术中焊接超厚板形成的X型坡口过程中完成第一次堆焊后的示意图；
图3是现有技术中焊接超厚板形成的X型坡口过程中完成第二次堆焊后的示意图；
图4是现有技术中焊接超厚板形成的X型坡口过程中切割并打磨完两次堆焊的焊缝后的示意图；
图5是本发明具体实施方式提供的大间隙超厚板的焊接方法的流程图；
图6是采用本发明具体实施方式提供的大间隙超厚板的焊接方法完成堆焊后的示意图；
图7是采用本发明具体实施方式提供的大间隙超厚板的焊接方法切割并打磨完堆焊的焊缝后示意图；
图8是采用本发明具体实施方式提供的大间隙超厚板的焊接方法焊接完堆焊面与第二超厚板的坡口面后的示意图；
图9是采用本发明具体实施方式提供的大间隙超厚板的焊接方法完成第一超厚板和第二超厚板的焊接后的示意图。
图中：
10-圆柱衬垫A；20-圆柱衬垫B；
1-第一超厚板；11-第一坡口面；
2-第二超厚板；21-第二坡口面；
3-坡口；
4-第一圆柱衬垫；
5-第二圆柱衬垫；
6-堆焊面；
7-新间隙。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
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。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本实施例提供了一种大间隙超厚板的焊接方法及集装箱。其中集装箱在建造过程中，至少部分位置应用了本实施例的大间隙超厚板的焊接方法。以下，以大间隙超厚板的焊接方法应用于如图1所示的形成了X型坡口3且坡口间隙t1＞16mm的第一超厚板1和第二超厚板2的焊接例进行说明，第一超厚板1形成的坡口面为第一坡口面11，第二超厚板2形成的坡口面为第二坡口面21。具体地，第一超厚板1和第二超厚板2为厚度相等且材料成分相同的钢板，钢板的厚度为D，60mm≤D≤85mm。优选地，本实施例的大间隙超厚板的焊接方法尤其适用于第一超厚板1和第二超厚板2形成的坡口间隙大小16mm＜t1≤25mm的情况。
优选地，如图5-图9所示，大间隙超厚板的焊接方法包括步骤：
S100，在坡口间隙的第一侧固定第一圆柱衬垫4；
S200，在坡口间隙的第二侧对第一超厚板1的坡口面进行堆焊；
S300，去除第一圆柱衬垫4，并对堆焊形成的焊缝表面进行切割和打磨，以形成堆焊面6，堆焊面6与第二超厚板2的坡口面的之间形成新间隙7，新间隙7的尺寸t2＜16mm；
S400，在坡口间隙的第一侧固定第二圆柱衬垫5；
S500，焊接第二超厚板2坡口面位于坡口间隙第二侧部分和堆焊面6；
S600，去除第二圆柱衬垫5，并对第一超厚板1的坡口面和第二超厚板2的坡口面分别位于坡口间隙第一侧的部分进行焊接。
本实施例的大间隙超厚板的焊接方法，首先，如图6和图7所示，对第一超厚板1的坡口面(即第一坡口面11)位于坡口间隙第二侧的部分进行堆焊并形成堆焊面6，且保证堆焊面6与第二超厚板2的坡口面(即第二坡口面21)之间形成的新间隙7的尺寸小于16mm，即缩小了坡口间隙的大小，使得堆焊面6与第二超厚板2的坡口面之间具备可以通过常规焊接工艺进行焊接的条件；接着，如图8所示，直接采用常规焊接工艺焊接新间隙7处，此时，第一超厚板1和第二超厚板2之间X型的坡口3的第二侧已经完全焊接固定为一个整体，即第一超厚板1与第二超厚板2之间不再是X型的坡口3，从而使得第一坡口面11与第二坡口面21分别位于坡口间隙第一侧的部分具备了可以直接通过常规的焊接工艺进行焊接的条件；最后，如图9所示，通过常规的焊接工艺对第一坡口面11与第二坡口面21分别位于坡口间隙第一侧的部分进行，即可实现坡口间隙大于16mm的第一超厚板1和第二超厚板2之间的焊接连接。整个焊接过程，焊接难度较大的堆焊的工作量小，从而降低了操作难度，且减少了对堆焊焊缝切割、打磨的工作量，提高的工作难度，此外，整个焊接过程只需要进行两次圆柱衬垫的固定和去除，降低了成本，且简化了焊接步骤，提高了焊接效率。本实施例的集装箱，通过采用上述的大间隙超厚板的焊接方法，提高了集装箱建造的操作难度、提高了建造效率，且降低了建造成本。
优选地，步骤S100中，第一圆柱衬垫4可以通过粘贴的方式固定在坡口间隙的第一侧，拆装方便。具体地，第一圆柱衬垫4可以为陶瓷衬垫。
优选地，步骤S200中，堆焊过程包括多个道次，且按照焊接顺序依次包括打底焊接、填充焊接和盖面焊接。打底焊接为第一道次，盖面焊接为最后一个道次，中间的多个道次均为填充焊接。堆焊各个道次的具体焊接参数需要根据第一超厚板1和第二超厚板2形成的坡口3的具体空间延伸状态进行确定。
可选地，在一些实施例中，第一超厚板1和第二超厚板2均位于水平面内，且形成的坡口3沿水平方向延伸，此时，打底焊接、填充焊接和盖面焊接的焊接参数分别为：
打底焊接：焊接电流为180～228A，焊接电压为24～28A，焊接速度为93～155mm/min；
填充焊接：焊接电流为234～228A，焊接电压为26～31A，焊接速度为224～373mm/min；
盖面焊接：焊接电流为216～264A，焊接电压为25～29A，焊接速度为193～322mm/min。
可选地，在另外的实施例中，第一超厚板1和第二超厚板2均位于竖直平面内，且形成的坡口3沿竖直方向延伸，此时，打底焊接、填充焊接和盖面焊接的焊接参数分别为：
打底焊接：焊接电流为156～190A，焊接电压为21～25A，焊接速度为74～123mm/min；
填充焊接：焊接电流为182～222A，焊接电压为23～27A，焊接速度为131～219mm/min；
盖面焊接：焊接电流为216～264A，焊接电压为25～29A，焊接速度为193～322mm/min。
在步骤300中，具体对堆焊形成的焊缝进行切割和打磨的方法可以为现有技术中的任意一种，在此不做限定。优选地，本实施例中，新间隙7的尺寸为6mm＜t2＜16mm，新间隙7的尺寸在上述范围内，既保证后续可以方便地对新间隙7处进行焊接，也使得堆焊产生的焊缝的宽度在合适的范围内。
在步骤S400中，第二圆柱衬垫5可以通过粘贴的方式固定在坡口间隙的第一侧，拆装方便。具体地，第二圆柱衬垫5可以为陶瓷衬垫。
在步骤S500中，对第二超厚板2的坡口面(即第二坡口面21)和堆焊面6形成的新间隙7进行焊接时采用多层多道焊接的工艺。具体多层多道焊接工艺的具体参数可以根据实际需要灵活设置，在此不做具体限定。
在步骤S600中，对第一超厚板1的坡口面(即第一坡口面11)和第二超厚板2的坡口面(即第二坡口面21)位于坡口间隙第一侧的部分进行焊接时也采用多层多道焊接的工艺。具体多层多道焊接工艺的具体参数可以根据实际需要灵活设置，在此不做具体限定。
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，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。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)

1.一种大间隙超厚板的焊接方法，用于对形成X型的坡口(3)，且坡口间隙的尺寸t1＞16mm的第一超厚板(1)和第二超厚板(2)进行焊接，其特征在于，包括：
在所述坡口间隙的第一侧固定第一圆柱衬垫(4)；
在所述坡口间隙的第二侧对第一超厚板(1)的坡口面进行堆焊；
去除所述第一圆柱衬垫(4)，并对堆焊形成的焊缝表面进行切割和打磨，以形成堆焊面(6)，所述堆焊面(6)与所述第二超厚板(2)的坡口面的之间形成新间隙(7)，所述新间隙(7)的尺寸t2＜16mm；
在所述坡口间隙的第一侧固定第二圆柱衬垫(5)；
焊接所述第二超厚板(2)的坡口面位于所述坡口间隙第二侧的部分和所述堆焊面(6)；
去除所述第二圆柱衬垫(5)，并对所述第一超厚板(1)的坡口面和所述第二超厚板(2)的坡口面分别位于所述坡口间隙第一侧的部分进行焊接。
2.如权利要求1所述的大间隙超厚板的焊接方法，其特征在于，所述第一超厚板(1)和所述第二超厚板(2)形成的坡口间隙16mm＜t1≤25mm。
3.如权利要求1所述的大间隙超厚板的焊接方法，其特征在于，所述新间隙(7)的尺寸为6mm＜t2＜16mm。
4.如权利要求1所述的大间隙超厚板的焊接方法，其特征在于，所述第一超厚板(1)与所述第二超厚板(2)的厚度相等且为D，60mm≤D≤85mm。
5.如权利要求1所述的大间隙超厚板的焊接方法，其特征在于，对所述第二超厚板(2)的坡口面和所述堆焊面(6)形成的所述新间隙(7)进行焊接时采用多层多道焊接的工艺。
6.如权利要求1所述的大间隙超厚板的焊接方法，其特征在于，对所述第一超厚板(1)的坡口面和所述第二超厚板(2)的坡口面分别位于所述坡口间隙第一侧的部分进行焊接时采用多层多道焊接的工艺。
7.如权利要求1-6任一项所述的大间隙超厚板的焊接方法，其特征在于，所述坡口(3)沿水平方向延伸，所述堆焊根据焊接顺序依次包括打底焊接、填充焊接和盖面焊接；
所述打底焊接的焊接电流为180～228A，焊接电压为24～28A，焊接速度为93～155mm/min；
所述填充焊接的焊接电流为234～228A，焊接电压为26～31A，焊接速度为224～373mm/min；
所述盖面焊接的焊接电流为216～264A，焊接电压为25～29A，焊接速度为193～322mm/min。
8.如权利要求1-6任一项所述的大间隙超厚板的焊接方法，其特征在于，所述坡口(3)竖直方向延伸，所述堆焊根据焊接顺序依次包括打底焊接、填充焊接和盖面焊接；
所述打底焊接的焊接电流为156～190A，焊接电压为21～25A，焊接速度为74～123mm/min；
所述填充焊接的焊接电流为182～222A，焊接电压为23～27A，焊接速度为131～219mm/min；
所述盖面焊接的焊接电流为216～264A，焊接电压为25～29A，焊接速度为193～322mm/min。
9.如权利要求1-6任一项所述的大间隙超厚板的焊接方法，其特征在于，所述第一圆柱衬垫(4)通过粘接连接的方式固定在所述坡口间隙的第一侧；和/或
所述第二圆柱衬垫(5)通过粘接连接的方式固定在所述坡口间隙的第一侧。
10.一种集装箱，其特征在于，至少部分焊缝采用权利要求1-9任一项所述的大间隙超厚板的焊接方法焊接而成。
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