CN116441669A - 一种大型结构件提升臂r角开裂的补强焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，属于焊接领域，所述提升臂包括箱体横梁上平面和箱体横梁斜平面，箱体横梁上平面和箱体横梁斜平面交界处为开裂的提升臂R角，先根据提升臂R角的开裂情况设计提升臂R角焊接角焊缝及焊接补强层的尺寸，然后对开裂的提升臂R角进行焊接修复。应用本发明补强焊接修复的提升臂，能够有效满足长期使用的各种机械性能需求，直接降低了设备备件的采购成本，减少了长时间停机损失，为连铸机合理组产提供了保障。
Description
技术领域
本发明属于焊接技术领域，涉及一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法。
背景技术
如图1所示，连铸机大包回转台的关键部件大型结构件提升臂100安装在连铸机中心线上，并通过支架上的球面关节轴承支撑，提升臂100为大型箱体结构件，其箱体横梁上平面2和箱体横梁斜平面3的交界处为提升臂R角1，箱体横梁上平面2、箱体横梁斜平面3及提升臂R角1厚度超过50mm。连铸机大包回转台实际运行过程中，提升臂采用平行四连杆机构来保证钢包的平移升降，由于长期的载荷使用和原有设计焊缝缺陷等，往往导致大型结构件提升臂箱体横梁上提升臂R角1开裂，随着裂纹不断扩展，往往造成设备不能正常运转生产。如果考虑现场更换提升臂，则存在如下问题：1、由于提升臂体积庞大，拆卸、吊装和运输都存在一定困难；2、备件采购制作时间周期长；3、更换局部部件不适宜新旧设备的组装以及浪费大量的采购成本。为了尽快恢复生产，也有通过现场实施裂纹焊接来解决开裂问题，同时保证无焊接缺陷并在线手工研磨恢复图纸尺寸和R角精度尺寸，及时交付生产，但是这种通过消除裂纹恢复的原有大型结构件提升臂箱体横梁，各种机械性能不能满足提升臂平移升降长时间的使用，因为载荷使用和原有设计焊缝缺陷，仍然会在提升臂R角1处开裂。故有必要设计一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，确保大型结构件提升臂开裂修复处能够经济性、安全性、可靠性地重复使用。
发明内容
针对在背景技术中存在的连铸机大包回转台的提升臂R角开裂无法使用的问题，本发明提供了一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，通过该补强焊接方法修复的提升臂，能够有效满足长期使用的各种机械性能需求，直接降低了设备备件的采购成本，减少了长时间停机损失，为合理组产提供了保障。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
本发明一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，所述提升臂包括箱体横梁上平面和箱体横梁斜平面，箱体横梁上平面和箱体横梁斜平面交界处为开裂的提升臂R角，其特征在于：根据提升臂R角的开裂情况设计提升臂R角焊接角焊缝及焊接补强层的尺寸，然后对开裂的提升臂R角进行焊接修复，具体步骤如下：
S1、焊前准备；
1.1)、焊接设备：数字化控制逆变式手工直流焊机，焊接材料采用φ4.0mm和φ5.0mmE5015焊条，焊条350℃烘焙2h后恒温，放入保温桶随用随取；坡口制备设备采用碳弧气刨和等离子气刨；
1.2)、焊接位置：平角焊；
1.3)、焊前要求：焊接位置区域与焊条不得有油污、氧化层和水分等，需露出金属光泽；
1.4)、焊接技术要求：单面角焊缝堆焊层熔合母材，焊缝表面无任何焊接缺陷并满足设计焊脚尺寸；
1.5)、焊件材质：提升臂箱体和加固材质Q345D(+Z15)；
1.6)、辅助设施：保温桶、样板、测温仪、放大镜、保温棉、面罩、手套、清渣锤、锤子、凿子、锉刀、钢丝刷、砂纸、钢直尺、水平尺、活动板手、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品；
1.7)、焊接工艺参数：根据焊接设备、焊接材料、焊件材质以及焊接要求制定焊接参数；
S2、焊接实施；
2.1)、在开裂的提升臂R角处采用碳弧气刨和等离子气刨制备坡口，然后采用氧·乙炔火焰清理角焊缝内外坡口并烘干两侧至少100mm，再利用煤气进行坡口两侧焊接前均匀预热并在达到设定温度后，采用数字化控制逆变式手工直流焊机采用规格为φ4.0mm的E5015焊条开始开裂的提升臂R角处打底层焊接；
2.2)、开裂的提升臂R角处焊接时采用平角焊，左右顺序焊接，打底层运条方法全部采用直线运条方法，打底层全部焊接完成后，采用超声波消除焊缝区应力，然后再通过目测以及5倍放大镜检测焊缝有无焊接缺陷；打底层焊接完成后，再通过规格为φ5.0mm的E5015焊条进行开裂的提升臂R角处填充层和盖面层焊接，保持层间温度，运条方法全部采用斜三角形运条法，焊接顺序同打底层一样，同时确保盖面层必须满足设计焊缝原有尺寸，并且焊缝表面不能有任何焊接缺陷；全部焊接完成后，焊缝采用超声波消除应力一次，再通过UT、MT探伤无缺陷后，再进行增大开裂的提升臂R角焊缝补强层的堆焊加固；
2.3)、开裂的提升臂R角焊缝补强层堆焊前，同样采用氧·乙炔火焰清理完成的开裂的提升臂R角角焊缝表面并烘干两侧至少100mm，再利用煤气进行提升臂R角角焊缝两侧焊接前均匀预热并在达到设定温度后，采用数字化控制逆变式手工直流焊机采用规格为φ4.0mm的E5015焊条开始开裂的提升臂R角处角焊缝焊接补强层打底层焊接；
2.4)、焊接补强层采用平角焊，左右顺序焊接，焊接补强层焊缝尺寸为：焊缝长度为左右焊缝原始开裂长度，堆焊焊缝宽度为以提升臂R角为基准上下堆焊各100mm，形成凹形角焊缝；打底层运条方法全部采用直线运条方法，打底层全部焊接完成后，采用超声波消除焊缝区应力，然后再通过目测以及5倍放大镜检测焊缝有无焊接缺陷；打底层焊接完成后，再通过规格为φ5.0mm的E5015焊条进行开裂的提升臂R角处填充层和盖面层的焊接，保持层间温度，运条方法全部采用斜三角形运条法，焊接顺序同打底层一样，尤其外层堆焊焊脚大小必须满足设计的焊缝尺寸，并且焊缝表面不能有任何焊接缺陷；全部焊接完成后焊缝超声波消除应力一次；最后把堆焊完成的整体角焊缝进行研磨，通过现场实际样板检验验收完全符合设计安装要求后，交付使用。
进一步地，所述焊接设备为型号HT400D或HT500D的数字化控制逆变式手工直流焊机，坡口制备设备采用碳弧气刨ZX5-630和等离子气刨LGK-100MA。
进一步地，所述预热温度为150-200℃，层间温度保持在不低于120℃。
进一步地，打底层焊接时，焊接电流为140-180A，电弧电压为24±1V，焊接速度为17±1cm/min；填充层和盖面层焊接时，焊接电流为160-210A，电弧电压为27±1V，焊接速度为19±1cm/min。
进一步地，焊接过程中，每焊接10mm厚度焊缝采用超声波消除应力一次。
相对于现有技术，本发明所述的一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，其通过合适的焊接工艺对连铸机提升臂开裂的R角进行焊接修复后，并在R角处的角焊缝上进行焊接补强，有效解决目前大型提升臂焊接修复后仍易出现开裂的问题，该方法不仅安全易操作，焊接质量稳定，投资费用低，满足现场实际需求，作业效果高，并且大大降低了维护成本，减少了长时间停机损失，为连铸机的合理组产提供保障，同时也为其它大型结构件R角开裂修复提供了科学的参考依据。
附图说明
图1为连铸机大包回转台关键部件的结构示意图；
图2为提升臂的结构示意图；
图3为提升臂R角处焊接补强层的示意图；
图中：100、提升臂；1、提升臂R角；2、箱体横梁上平面；3、箱体横梁斜平面；4、焊接补强层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，本领域普通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。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变；“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
如图1-3所示，本发明一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，所述提升臂100包括箱体横梁上平面2和箱体横梁斜平面3，箱体横梁上平面2和箱体横梁斜平面3交界处为开裂的提升臂R角1，根据提升臂R角1的具体开裂情况设计提升臂R角1焊接角焊缝及焊接补强层4的尺寸，然后对开裂的提升臂R角1进行焊接修复，具体步骤如下：
S1、焊前准备；
1.1)、焊接设备：型号HT400D或HT500D数字化控制逆变式手工直流焊机，焊接材料采用φ4.0mm和φ5.0mmE5015焊条，焊条350℃烘焙2h后恒温，放入保温桶随用随取；坡口制备设备采用碳弧气刨ZX5-630和等离子气刨LGK-100MA；
1.2)、焊接位置：平角焊；
1.3)、焊前要求：焊接位置区域与焊条不得有油污、氧化层和水分等，需露出金属光泽；使用氧乙炔火焰去除铁锈、油脂、水分，然后用砂布或磨削砂轮机打磨除锈；
1.4)、焊接技术要求：单面角焊缝堆焊层熔合母材，焊缝表面无任何焊接缺陷并满足设计焊脚尺寸；
1.5)、焊件材质：提升臂箱体和加固材质Q345D(+Z15)；
1.6)、辅助设施：保温桶、样板、测温仪、放大镜、保温棉、面罩、手套、清渣锤、锤子、凿子、锉刀、钢丝刷、砂纸、钢直尺、水平尺、活动板手、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品(工作服、鞋、帽、平光镜)；
1.7)、焊接工艺参数：根据焊接设备、焊接材料、焊件材质以及焊接要求制定焊接参数；
手工焊条电弧焊焊接工艺参数
S2、焊接实施；
实施操作工艺路线：等离子气刨LGK-100MA制备坡口--坡口清理--预热--左右顺序焊接--每焊10mm厚度焊缝超声波消除应力一次--表面检测--缓冷--MT磁粉检测--交付使用。
2.1)、在开裂的提升臂R角1处采用碳弧气刨ZX5-630和等离子气刨LGK-100MA制备坡口，然后采用氧·乙炔火焰清理角焊缝内外坡口并烘干两侧至少100mm，再利用煤气进行坡口两侧焊接前均匀预热，因箱体横梁上平面2和箱体横梁斜平面3的厚度均在50mm以上，焊前预热温度需控制在150-200℃，为了更好降低局部温差应力，改善内部组织，防止产生或减少淬硬组织，预热的面积可以稍大，因预热面积大而长，必须采用测温枪在焊缝两侧进行温度验证，当温度达到后，采用数字化控制逆变式手工直流焊机采用规格为φ4.0mm的E5015焊条开始开裂的提升臂R角1处打底层焊接；
2.2)、开裂的提升臂R角1处焊接时采用平角焊，左右顺序焊接，打底层运条方法全部采用直线运条方法，打底层全部焊接完成后，采用超声波消除焊缝区应力，然后再通过目测以及5倍放大镜检测焊缝有无焊接缺陷；打底层焊接完成后，再通过规格为φ5.0mm的E5015焊条进行开裂的提升臂R角1处填充层和盖面层焊接，控制层间温度不低于120℃，运条方法全部采用斜三角形运条法，焊接顺序同打底层一样，同时确保盖面层必须满足设计焊缝原有尺寸，并且焊缝表面不能有任何焊接缺陷；全部焊接完成后，焊缝采用超声波消除应力一次，再通过UT、MT探伤无缺陷后，再进行增大开裂的提升臂R角1焊缝补强层4的堆焊加固；
2.3)、开裂的提升臂R角1焊缝补强层4堆焊前，同样采用氧·乙炔火焰清理完成的开裂的提升臂R角1角焊缝表面并烘干两侧至少100mm，再利用煤气进行提升臂R角1角焊缝两侧焊接前均匀预热并在达到150-200℃后，采用数字化控制逆变式手工直流焊机采用规格为φ4.0mm的E5015焊条开始开裂的提升臂R角1处角焊缝焊接补强层4打底层焊接；
2.4)、焊接补强层4采用平角焊，左右顺序焊接，焊接补强层4焊缝尺寸为：焊缝长度为左右焊缝原始开裂长度，堆焊焊缝宽度为以提升臂R角1为基准上下堆焊各100mm，形成凹形角焊缝；打底层运条方法全部采用直线运条方法，打底层全部焊接完成后，采用超声波消除焊缝区应力，然后再通过目测以及5倍放大镜检测焊缝有无焊接缺陷；打底层焊接完成后，再通过规格为φ5.0mm的E5015焊条进行开裂的提升臂R角1处填充层和盖面层的焊接，控制层间温度不低于120℃，运条方法全部采用斜三角形运条法，焊接顺序同打底层一样，尤其外层堆焊焊脚大小必须满足设计的焊缝尺寸，并且焊缝表面不能有任何焊接缺陷；全部焊接完成后焊缝超声波消除应力一次；最后把堆焊完成的整体角焊缝进行研磨，通过现场实际样板检验验收完全符合设计安装要求后，交付使用。
本实施例中，焊接过程中，每焊接10mm厚度焊缝采用超声波消除应力一次。
Claims (5)
1.一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，所述提升臂(100)包括箱体横梁上平面(2)和箱体横梁斜平面(3)，箱体横梁上平面(2)和箱体横梁斜平面(3)交界处为开裂的提升臂R角(1)，其特征在于：根据提升臂R角(1)的开裂情况设计提升臂R角(1)焊接角焊缝及焊接补强层(4)的尺寸，然后对开裂的提升臂R角(1)进行焊接修复，具体步骤如下：
S1、焊前准备；
1.1)、焊接设备：数字化控制逆变式手工直流焊机，焊接材料采用φ4.0mm和φ5.0mmE5015焊条，焊条350℃烘焙2h后恒温，放入保温桶随用随取；坡口制备设备采用碳弧气刨和等离子气刨；
1.2)、焊接位置：平角焊；
1.3)、焊前要求：焊接位置区域与焊条不得有油污、氧化层和水分等，需露出金属光泽；
1.4)、焊接技术要求：单面角焊缝堆焊层熔合母材，焊缝表面无任何焊接缺陷并满足设计焊脚尺寸；
1.5)、焊件材质：提升臂箱体和加固材质Q345D(+Z15)；
1.6)、辅助设施：保温桶、样板、测温仪、放大镜、保温棉、面罩、手套、清渣锤、锤子、凿子、锉刀、钢丝刷、砂纸、钢直尺、水平尺、活动板手、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品；
1.7)、焊接工艺参数：根据焊接设备、焊接材料、焊件材质以及焊接要求制定焊接参数；
S2、焊接实施；
2.1)、在开裂的提升臂R角(1)处采用碳弧气刨和等离子气刨制备坡口，然后采用氧·乙炔火焰清理角焊缝内外坡口并烘干两侧至少100mm，再利用煤气进行坡口两侧焊接前均匀预热并在达到设定温度后，采用数字化控制逆变式手工直流焊机采用规格为φ4.0mm的E5015焊条开始开裂的提升臂R角(1)处打底层焊接；
2.2)、开裂的提升臂R角(1)处焊接时采用平角焊，左右顺序焊接，打底层运条方法全部采用直线运条方法，打底层全部焊接完成后，采用超声波消除焊缝区应力，然后再通过目测以及5倍放大镜检测焊缝有无焊接缺陷；打底层焊接完成后，再通过规格为φ5.0mm的E5015焊条进行开裂的提升臂R角(1)处填充层和盖面层焊接，保持层间温度，运条方法全部采用斜三角形运条法，焊接顺序同打底层一样，同时确保盖面层必须满足设计焊缝原有尺寸，并且焊缝表面不能有任何焊接缺陷；全部焊接完成后，焊缝采用超声波消除应力一次，再通过UT、MT探伤无缺陷后，再进行增大开裂的提升臂R角(1)焊缝补强层(4)的堆焊加固；
2.3)、开裂的提升臂R角(1)焊缝补强层(4)堆焊前，同样采用氧·乙炔火焰清理完成的开裂的提升臂R角(1)角焊缝表面并烘干两侧至少100mm，再利用煤气进行提升臂R角(1)角焊缝两侧焊接前均匀预热并在达到设定温度后，采用数字化控制逆变式手工直流焊机采用规格为φ4.0mm的E5015焊条开始开裂的提升臂R角(1)处角焊缝焊接补强层(4)打底层焊接；
2.4)、焊接补强层(4)采用平角焊，左右顺序焊接，焊接补强层(4)焊缝尺寸为：焊缝长度为左右焊缝原始开裂长度，堆焊焊缝宽度为以提升臂R角(1)为基准上下堆焊各100mm，形成凹形角焊缝；打底层运条方法全部采用直线运条方法，打底层全部焊接完成后，采用超声波消除焊缝区应力，然后再通过目测以及5倍放大镜检测焊缝有无焊接缺陷；打底层焊接完成后，再通过规格为φ5.0mm的E5015焊条进行开裂的提升臂R角(1)处填充层和盖面层的焊接，保持层间温度，运条方法全部采用斜三角形运条法，焊接顺序同打底层一样，尤其外层堆焊焊脚大小必须满足设计的焊缝尺寸，并且焊缝表面不能有任何焊接缺陷；全部焊接完成后焊缝超声波消除应力一次；最后把堆焊完成的整体角焊缝进行研磨，通过现场实际样板检验验收完全符合设计安装要求后，交付使用。
2.根据权利要求1所述的一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，其特征在于：所述焊接设备为型号HT400D或HT500D的数字化控制逆变式手工直流焊机，坡口制备设备采用碳弧气刨ZX5-630和等离子气刨LGK-100MA。
3.根据权利要求1所述的一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，其特征在于：所述预热温度为150-200℃，层间温度保持在不低于120℃。
4.根据权利要求1所述的一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，其特征在于：打底层焊接时，焊接电流为140-180A，电弧电压为24±1V，焊接速度为17±1cm/min；填充层和盖面层焊接时，焊接电流为160-210A，电弧电压为27±1V，焊接速度为19±1cm/min。
5.根据权利要求1所述的一种大型结构件提升臂R角开裂的补强焊接方法，其特征在于：焊接过程中，每焊接10mm厚度焊缝采用超声波消除应力一次。
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| CN202310507739.0A Pending CN116441669A (zh) | 2023-05-06 | 2023-05-06 | 一种大型结构件提升臂r角开裂的补强焊接方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN116441669A (zh) |
-
2023
- 2023-05-06 CN CN202310507739.0A patent/CN116441669A/zh active Pending
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