[发明专利]一种型材结构的焊接工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大尺寸型材结构件的焊接工艺方法，属焊接技术领域。

背景技术

对接坡口焊接是常见的型材焊接连接方式。目前，国内外使用的对接连接的大尺寸型材坡口处设计有两种结构，即坡口垫板无插槽结构和带插槽两种结构。参看图9，坡口垫板无插槽结构的一型材处只有坡口斜面，另一型材坡口下面设有自带的垫板，通过将一型材坡口搭在另一型材的垫板上进行组对而形成焊接坡口。该结构由于型材的尺寸以及工装垫块的平面度均存在一定的公差，所以型材组对后，坡口两侧型材的高度出现一定的差值，即焊前错边。错边一般出现在型材第二面坡口处，这是由于第一面焊后产生变形所致。错边的产生会导致坡口中用于固定型材的点固焊缝开裂而使工件焊后变形过大，也可能导致焊枪不能将坡口处型材彻底熔化而产生未焊透，同时对工件焊后坡口处的平面度造成很大影响，因此坡口垫板处无插槽结构型材不利于控制坡口处的错边。参看图10，坡口带插槽结构在不带垫板型材的一面设有一插槽，插槽位于坡口下，在与另一带垫板结构的型材进行组对时，可使其垫板插入此型材的插槽之中，通过插槽约束垫板固定组对后的坡口，从而达到控制型材坡口处的错边的目的。此种结构的型材已应用于轨道车辆中的地板等大尺寸部件中。通常，焊接过程坡口带插槽结构设计在型材的正面，型材反面为无插槽结构。单面坡口带插槽结构型材焊接关键的技术问题是控制工件焊后变形及减少调修难度，按照传统的装配方式，先装配正面，即型材带插槽结构的一面朝上，将此面所有焊缝焊接后，将工件翻转至反面，即型材无插槽结构的一面朝上，再对反面焊缝进行焊接。按照这种传统的先正装后反装的装配方式进行焊接，可以保证工件形成预期的形状，即工件正装放置时呈向上凸起的拱形，利于承受向下的压力。但是，这种传统的装配方式在实际的生产中暴露出诸多缺点：第一，焊接带有插槽结构的第一面的过程中，工件的焊接变形，导致无插槽结构的第二面焊接时产生错边和坡口收缩，使坡口处不易焊透，严重影响焊缝质量，给工件安全造成隐患；第二，为了控制焊接过程中产生的错边，必须在装配后对坡口进行密集点固焊接，而焊接每道焊缝前，又必须将点固焊缝进行清理以备正式焊接，过多的点固焊缝使得点固焊接和清理点固焊缝等焊接辅助工序耗费了大量的时间，大大影响了生产效率；第三，传统的装配方式虽然保证了工件焊后的上凸形状，但是由于焊接变形过大，使工件上凸过量，远远超出工件平面度的公差，加之上凸一面插槽结构的约束，给调修造成极大困难。综上，从焊缝质量、生产效率和焊接变形三个方面进行综合分析，传统的先正装方式不适于正面插槽结构型材的装配和焊接。

发明内容

本发明用于克服已有技术的缺陷而提供一种可有效控制焊前错边且大幅度减少点固焊缝从而提高工作效率的型材结构的焊接工艺方法。

本发明所称问题是以下技术方案解决的：

一种型材结构的焊接工艺方法，用于一面为无垫板插槽组对坡口、另一面为带垫板插槽组对坡口的型材焊接，它按如下步骤进行：

a.工件反装：将工件反装，即型材无垫板插槽组对坡口的一面向上、型材带垫板插槽组对坡口的一面向下置于工装上，点固焊缝，调整坡口处错边；

b.反装焊接：将夹具压卡在反装的工件两端及待焊焊缝的相邻尚未焊接焊缝处，采用由中间焊缝向两侧焊缝递进的焊接顺序施焊，每道焊缝完成焊接后，待其在室温下自然冷后，调整夹具压卡位置，继续下一道焊缝的焊接，直至本面焊缝全部焊完；

c.工件正装：待第一面所有焊缝完成焊接、自然冷却至室温后，松卡所有夹具，将工件吊装翻转正装，即带垫板插槽的一面向上置于工装上，根据工件要求为工件第二面焊缝的焊接预置反变形量，点固焊缝；

d.正装焊接：将夹具压卡在正装工件两端，正装工件中间焊缝上施以压铁压固，采用由两侧焊缝口向中间焊缝递进的焊接顺序施焊，每道焊缝完成焊接后，待工件在室温下自然冷后再继续下一道焊缝的焊接，最后焊接中间焊缝施时将压铁吊出施焊。

上述型材结构的焊接工艺方法，所述工件反装步骤中，焊缝点固段长度60～70mm，点固段间距1～3m且由中间焊缝向两侧焊缝方向点固段间距逐渐减小；所述工件正装步骤中，中间焊缝点固段长度60～70mm，点固段间距1～1.5m，由中间焊缝向两侧焊缝方向点固段间距逐渐加大，至最外侧焊缝点固段长度60～70mm，点固段间距5～6m。

上述型材结构的焊接工艺方法，所述夹具分为长夹具和短夹具，其中，短夹具用于夹卡工件两端，长夹具用于夹卡工件中部待焊焊缝的相邻未焊焊缝；所述压铁长度1.5m，压铁间距1.5～2.5m。