CN204075529U - 工字钢主焊缝不清根全熔透i级构件的过渡结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的过渡结构，涉及一种工字钢在焊接时的结构。它包括第一翼缘板、第二翼缘板、腹板、第一工艺三角板、第二工艺三角板、单侧焊道，第一工艺三角板的厚度和第二工艺三角板的厚度均大于腹板的厚度，腹板两端均设有V型的工艺坡口和坡口钝边，第一工艺三角板的两个长边通过单侧焊道分别与第一翼缘板和腹板的其中一端垂直连接，第二工艺三角板两个长边通过单侧焊道分别与第一翼缘板和腹板的另一端垂直连接。本实用新型不需要对焊道反面进行清根处理，也不需要再依次对焊道反面进行打底、填充和盖面操作，降低了生产成本投入，提高了生产效率。

Description

工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的过渡结构

技术领域

本实用新型涉及一种工字钢在焊接时的结构，具体的说是一种工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的过渡结构。 

背景技术

轻型薄壁工字钢构件在建筑钢结构中应用非常广泛，上述构件也常用于工业厂房屋架、吊车梁承重、钢立柱承重、机械承重平台等领域。 

目前，轻型薄壁工字钢构件主要采用焊接的方式进行生产，现有技术在制作主焊缝为全熔透I级焊缝的轻型薄壁工字钢构件时，通常采用厚度为6～8mm的钢板作为工字钢的腹板，并在所述腹板两端开设单边V型工艺坡口，然后将带有V型工艺坡口的腹板与翼缘板进行拼装焊接。 

在焊接翼缘板和腹板时，首先要在腹板上留一定的钝边和装配间隙，接着通过适当的反变形控制，对翼缘板与腹板之间的焊道进行正面焊接，在正面焊接完成后，对翼缘板与腹板之间的焊道的反面依次进行清根、打底、填充和盖面操作，上述现有技术是通过碳弧气刨对中厚板进行清根的，通过CO₂焊对完成正面焊接的工字钢构件依次进行打底焊、填充焊，通过埋弧焊对中厚板进行盖面焊。 

上述现有技术方案在制作轻型薄壁工字钢构件时，不仅需要对翼缘板与腹板之间的焊道的反面依次进行清根、打底、填充和盖面操作，操作较复杂，耗时较长，成本投入较高，而且工人劳动强度大，生产效率较低，板块变形不易控制，产品合格率不高，因此有必要进行改进。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服背景技术的不足之处，而提供一种工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的过渡结构。 

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：工字钢主焊缝不清根 全熔透I级构件的过渡结构，包括第一翼缘板、第二翼缘板和腹板，腹板一端与第一翼缘板中部垂直连接，腹板另一端与第二翼缘板中部垂直连接，其特征在于：还包括第一工艺三角板和第二工艺三角板，第一工艺三角板的厚度和第二工艺三角板的厚度均大于腹板的厚度，所述腹板两端均设有V型的工艺坡口，且均留有与所述工艺坡口对应的坡口钝边，所述第一工艺三角板左侧或第一工艺三角板的右侧设有单侧焊道，第一工艺三角板其中一个长边通过单侧与第一翼缘板垂直连接，第一工艺三角板另一个长边通过单侧焊道与腹板的其中一端垂直连接，所述第二工艺三角板左侧或第二工艺三角板的右侧设有单侧焊道，第二工艺三角板其中一个长边通过单侧焊道与第二翼缘板垂直连接，第二工艺三角板另一个长边通过单侧焊道与腹板的另一端垂直连接。 

在上述技术方案中，所述第一工艺三角板的厚度和第二工艺三角板的厚度均比翼缘板的厚度大2～4mm。 

在上述技术方案中，所述腹板的厚度为6～8mm，第一工艺三角板的厚度为8～12mm，第二工艺三角板的厚度为8～12mm。 

在上述技术方案中，所述工艺坡口的坡角а为20°～25°，坡口边距L为8～15mm，坡口钝边的长度n为1～2mm。 

在上述技术方案中，所述单侧焊道的长度为100～150mm。 

本实用新型所述的腹板和翼缘板的板材型号为Q345B，腹板的厚度为可以为6mm、8mm、10mm和12mm中的一种。 

本实用新型在结构上与现有技术相比,增设了用于紧固翼缘板和腹板的工艺三角加劲板，且工艺三角加劲板安装在腹板上留有坡口钝边的一侧，工艺三角加劲板为工艺倒角为30*30mm的三角板。 

在门焊机架上焊接翼缘板和腹板时，工艺三角加劲板不仅能够保证焊缝的应力有效释放，防止翼缘板与腹板不会因焊接应力的蠕变应力变化产生过大的变形，而且还能够增加翼缘板与腹板抵抗变形的强度。 

本实用新型在焊接工字钢时，不仅保证了焊缝的质量等级(完全熔透焊I级)，达到了工字钢变形的最小控制，而且不需要对焊道反面进行清根处理，也不需要再依次对焊道反面进行打底、填充和盖面操作，降低了生 产成本投入，提高了生产效率，符合技术先进、节能、环保的施工要求。 

附图说明

图1为本实用新型不包含工艺坡口时，翼缘板、腹板、工艺三角夹紧板的连接结构示意图。 

图2为本实用新型在进行首次焊接时，翼缘板、腹板、工艺三角夹紧板的连接结构示意图。 

图3为本实用新型在进行第三次焊接时，翼缘板、腹板、工艺三角夹紧板的连接结构示意图。 

图4为腹板的其中一个端部开设工艺坡口时的结构示意图。 

图中1-翼缘板,2-工艺三角加劲板,21-第一工艺三角板，22-第二工艺三角板，3-腹板,4-工艺坡口，5-钝边，6-单侧焊道，71-首次焊接的焊接部位,72-第二次焊接的焊接部位,73-第三次焊接的焊接部位,74-第四次焊接的焊接部位。 

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。 

参阅附图可知：工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的过渡结构，包括第一翼缘板11、第二翼缘板12和腹板3，腹板3一端与第一翼缘板11中部垂直连接，腹板3另一端与第二翼缘板12中部垂直连接，其特征在于：还包括第一工艺三角板21和第二工艺三角板22，第一工艺三角板21的厚度和第二工艺三角板22的厚度均大于腹板3的厚度，所述腹板3两端均设有V型的工艺坡口4，且均留有与所述工艺坡口4对应的坡口钝边5，所述第一工艺三角板21左侧或第一工艺三角板22的右侧设有单侧焊道6，第一工艺三角板21其中一个长边通过单侧焊道6与第一翼缘板11垂直连接，第一工艺三角板21另一个长边通过单侧焊道6与腹板3的其中一端垂直连 接，所述第二工艺三角板22左侧或第二工艺三角板22的右侧设有单侧焊道(6，第二工艺三角板(22其中一个长边通过单侧焊道(6与第二翼缘板(12垂直连接，第二工艺三角板(22另一个长边通过单侧焊道(6与腹板(2的另一端垂直连接。 

所述第一工艺三角板21的厚度和第二工艺三角板22的厚度均比翼缘板1的厚度大2～4mm。 

所述腹板3的厚度为6～8mm，第一工艺三角板21的厚度为8～12mm，第二工艺三角板22的厚度为8～12mm。 

所述工艺坡口4的坡角а为20°～25°，坡口边距L为8～15mm，坡口钝边5的长度n为1～2mm。 

所述单侧焊道6的长度为100～150mm。 

本实用新型为工字钢在焊接成型时过渡结构，实际工作时，工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的成型工艺包括如下工艺步骤， 

步骤1：准备若干翼缘板1、若干工艺三角加劲板2和若干腹板3； 

步骤2：对翼缘板1和腹板3进行焊接性工艺试验，检查翼缘板1焊接性和腹板3焊接性的优劣，选择经检查合格后的翼缘板1和腹板3进入下一步操作； 

步骤3：对翼缘板1和工艺三角加劲板2进行切割和剪切校平，使工艺三角加劲板2的厚度大于翼缘板1的厚度，并使工艺三角加劲板2的其中一个长边能够与翼缘板1棱边的垂直面齐平，工艺三角加劲板2的另一个长边能够与腹板3中心线的垂直面齐平； 

步骤4：采用组合下料的方式对腹板3两端进行切割，使腹板3两端形成单边V型的工艺坡口4； 

步骤5：根据设计图纸，确定腹板3和翼缘板1的相对位置，将翼缘板1与腹板3放置在用于组力工字钢的组立机上，并在组立机上对翼缘板1和腹板3进行顶紧紧固组立 

步骤6：在腹板3的两端放置用于紧固腹板3和翼缘板1的工艺三角加劲板2，所述工艺三角加劲板2分别为第一工艺三角板21和第二工艺三角板22，所述两个工艺三角加劲板2均位于腹板3上留有坡口钝边5的一侧， 工艺三角加劲板2的其中一个长边与翼缘板1接触，工艺三角加劲板2的另一个长边与腹板3接触； 

步骤7：在工艺三角加劲板2的单侧实施满焊焊接以形成单侧焊道，使工艺三角加劲板2、翼缘板1和腹板3连接成一个整体； 

步骤8：将连接成一个整体的工艺三角加劲板2、翼缘板1和腹板3倾斜的放置在门焊机架上，并在门焊机架上首次焊接腹板3和翼缘板1，所述首次焊接的焊接部位为翼缘板1的其中一个工艺坡口4与腹板3的连接处； 

步骤9：将连接成一个整体的工艺三角加劲板、翼缘板1和腹板3进行第一次翻身并呈倾斜的放置在门焊机架上，在门焊机架上第二次焊接腹板3和翼缘板1，所述第二次焊接的焊接部位为翼缘板1的另一个工艺坡口4与腹板3的连接处； 

步骤10：将连接成一个整体的工艺三角加劲板、翼缘板1和腹板3进行二次翻身并呈倾斜的放置在门焊机架上，拆除第一工艺三角板21，并修磨翼缘板1和腹板3上的焊疤，然后在门焊机架上第三次焊接腹板3和翼缘板1，所述第三次焊接的焊接部位为与第一工艺三角板21对应的其中一个钝边5与腹板3的连接处； 

步骤11：将连接成一个整体的工艺三角加劲板、翼缘板1和腹板3进行三次翻身并呈倾斜的放置在门焊机架上，拆除第二工艺三角板22，并修磨翼缘板1和腹板3上的焊疤，然后在门焊机架上第四次焊接腹板3和翼缘板1，所述第四次焊接的焊接部位为与第二工艺三角板22对应的另一个钝边5与腹板3的连接处； 

步骤12：对腹板3和翼缘板1的连接处进行超声波UT探伤检查，选出其中的合格品进入下一道工序。 

所述连接成一个整体的工艺三角加劲板2、翼缘板1和腹板3呈45°倾斜的放置在门焊机架上。 

所述首次焊接的焊接电流为480～580A，焊接电压为31～33V，焊接速度为80～95cm/min。 

所述第二次焊接的焊接电流为520～600A，焊接电压为31～33V，焊接速度为80～90cm/min。 

所述第三次焊接的焊接电流为比首次焊接的焊接电流大40～120A，第三次焊接的焊接电压比首次焊接的焊接电压升高1～4V，第三次焊接的焊接速度为85～95cm/min。 

所述第四次焊接的焊接电流为550～650A，第四次焊接的焊接电压比首次焊接的焊接电压升高1～4V，第四次焊接的焊接速度为85～95cm/min。 

本实用新型所述的腹板和翼缘板的板材型号为Q345B，腹板的厚度为可以为6mm、8mm、10mm和12mm中的一种。 

经过长期的经验积累，本实用新型为了保证腹板上的钝边被击穿熔透，所述工艺坡口的坡口钝边长度不能超过2.5mm，所述工艺坡口的坡口钝边长度以1～2mm为宜，以2mm为最佳。 

在焊接翼缘板和腹板时，焊接时的焊接行走速度以腹板与翼缘板相切处焊道呈亮红色中等为准，成型规律以焊接时焊道溢出杂质气体均匀为度，焊接焊接翼缘板和腹板时总的施焊掌控原则是：提高电弧电压，成型系数增加(电流、焊速恒定的情况下)。 

为了保证电弧能够击穿钝边，且为了保证足够的熔深，为了增加熔化的熔宽达到足够的强度并是腹板主焊缝能够满足全熔透I级焊缝的焊接质量要求，在进行第三次焊接和第四次焊接时，第三次焊接和第四次焊接的焊接电流应较首次焊接的焊接电流大40～120A，第三次焊接和第四次焊接的焊接电压应较首次焊接的电压升高1～4v，第三次焊接和第四次焊接的焊接速度应较首次焊接的焊接速度减少2.5～4.5％。 

本实用新型在对翼缘板与腹板之间的焊道完成正面焊接后，不需要再对焊道反面进行清根处理，也不需要再依次对焊道反面进行打底、填充和盖面操作，这样也就能避免在完成上述操作后所产生的各种不规则的蠕变应力效应，从而进一步提高了本实用新型的焊接质量，采用本实用新型所述的工艺步骤焊接而成工字钢上的腹板主焊缝能够满足全熔透I级焊缝的焊接质量要求，能够使焊接而成的工字钢构件的直线度等符合GB50205-2001规范要求。 

在对焊接翼缘板和腹板前，需要对翼缘板和腹板进行平面度检验，在平面度检验合格后需要对翼缘板和腹板进行下料切割，下料切割时只允许 正偏差。为了工字钢上的腹板主焊缝能够满足全熔透I级焊缝的焊接质量要求，本实用新型在焊接翼缘板和腹板之前，腹板两端必须开设工艺坡口，且需要在腹板上留有坡口钝边的一侧加设工艺三角加劲板，并对工艺三角加劲板进行单侧施满焊接，使工艺三角加劲板、翼缘板和腹板连接成一个整体，在完成上述准备工作后，工作人员才能对翼缘板和腹板进行焊接。 

本实用新型通过增设位于腹板端部的坡口工艺，用于紧固翼缘板和腹板的工艺三角加劲板，用于使工艺三角加劲板、翼缘板和腹板连接成一个整体并用于增加工艺三角板垂直度的单侧焊道，再加之优秀的门焊焊接工艺参数(电流、电压、行走速度)设置，使本实用新型不仅能够使加工出来的腹板主焊缝完全满足熔透I级焊缝的质量要求，而且能够保证翼缘板与腹板的垂直度不发生太多变形，使本实用新型达到腹板主焊缝反面不清根且一次熔透的焊接质量要求，既节约了成本，又提高了效率，还保证了质量，加快了施工进度，符合钢结构进入“成熟期”的节能、环保要求，为其它环节创造了许多共赢、互赢、多赢的有利条件。 

其它未说明的部分均属于现有技术。 

Claims (5)

1.工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的过渡结构，包括第一翼缘板(11)、第二翼缘板(12)和腹板(3)，腹板(3)一端与第一翼缘板(11)中部垂直连接，腹板(3)另一端与第二翼缘板(12)中部垂直连接，其特征在于：

还包括第一工艺三角板(21)和第二工艺三角板(22)，第一工艺三角板(21)的厚度和第二工艺三角板(22)的厚度均大于腹板(3)的厚度，所述腹板(3)两端均设有V型的工艺坡口(4)，且均留有与所述工艺坡口(4)对应的坡口钝边(5)，

所述第一工艺三角板(21)左侧或第一工艺三角板(22)的右侧设有单侧焊道(6)，第一工艺三角板(21)其中一个长边通过单侧焊道(6)与第一翼缘板(11)垂直连接，第一工艺三角板(21)另一个长边通过单侧焊道(6)与腹板(3)的其中一端垂直连接，

所述第二工艺三角板(22)左侧或第二工艺三角板(22)的右侧设有单侧焊道(6)，第二工艺三角板(22)其中一个长边通过单侧焊道(6)与第二翼缘板(12)垂直连接，第二工艺三角板(22)另一个长边通过单侧焊道(6)与腹板(2)的另一端垂直连接。

2.根据权利要求1所述的工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的过渡结构，其特征在于：所述第一工艺三角板(21)的厚度和第二工艺三角板(22)的厚度均比翼缘板(1)的厚度大2～4mm。

3.根据权利要求2所述的工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的过渡结构，其特征在于：所述腹板(3)的厚度为6～8mm，第一工艺三角板(21)的厚度为8～12mm，第二工艺三角板(22)的厚度为8～12mm。

4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的过渡结构，其特征在于：所述工艺坡口(4)的坡角а为20°～25°，坡口边距L为8～15mm，坡口钝边(5)的长度n为1～2mm。

5.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的工字钢主焊缝不清根全熔透I级构件的过渡结构，其特征在于：所述单侧焊道(6)的长度为100～150mm。