[发明专利]全熔透角焊缝免清根焊接工艺

说明书

技术领域

本发明属于钢结构焊接技术领域，具体涉及一种用于厚度较大的板材的全熔透角焊缝免清根焊接工艺。

背景技术

大型桥梁架设和运输设备钢结构部分的制作任务，其中箱型主梁的焊接是制作中的关键，其特点是：既要满足高精度的外形尺寸，又要保证高要求的焊接质量（Ⅰ级焊缝）。

箱型梁腹板与翼板的焊缝是T形焊缝,要求达到Ⅰ级焊缝要求。T形焊缝焊后往往存在未熔透、夹渣、气孔、裂纹等缺陷, 常见缺陷位置是在第一遍焊缝的根部，常规保证T形焊缝焊透的方法是：采用船位埋弧自动焊接，一面焊接后，反面用碳弧气刨将根部的缺陷清除后再焊接。这种焊接方法的优点是能将根部出现的缺陷清除，超声波探伤的合格率较高。但第一遍焊接时容易出现未熔透、未融合缺陷；而且碳弧气刨清根时的温度达到3000℃以上，容易产生较大的焊接变形；同时清除根部缺陷时使根部强度削弱。在以上几种因素的综合作用下，加上第一遍焊接应力的释放，容易使箱梁出现较大的变形，甚至导至箱梁扭曲。变形后将导致相邻节的错边量加大；影响与支腿、联系梁部位的连接，行走机构的平稳运行等，同时也增大制作难度和成本。对这种大形箱梁，一旦产生扭曲变形很难矫正。既使矫正也很难保证达到设计要求的綜合公差。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种焊缝质量好、构件焊接后外形尺寸精度高的全熔透角焊缝免清根焊接工艺。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

        一种全熔透角焊缝免清根焊接工艺，其包括以下步骤：

1）加工腹板坡口，其坡口为单边U形坡口或单边V形坡口，在保证焊丝不与工件相碰出现放电的前提下，尽量减小焊接坡口；

2）制作焊胎，保证焊胎的倾斜角度，使焊接时焊丝的中心线在腹板坡口与翼板的夹角的平分线上；

3）将腹板和翼板组立顶紧放置在焊胎上，同时保证其直线度和平面度，精确控制腹板和翼板的焦点；

4）根据母材性能，选择合适的焊丝材料，在腹板坡口的反面的焊缝处进行二氧化碳气体保护焊焊接，为之后的坡口焊接形成焊接垫板；

5）采用埋弧自动焊进行第一遍U形坡口焊接：调整焊接设备的行走轨道与焊缝平行，同时保证焊丝在腹板坡口与翼板的夹角平分线上，选用合适的埋弧自动焊焊丝和焊剂，采用较大电流的埋弧自动焊，进行腹板坡口第一遍焊接，使得焊接根部熔化成熔池，排出二氧化碳气体保护焊焊接过程中产生的气孔和夹渣，同时消除根部出现的未熔透、未熔合现象；

6）再根据板厚和腹板坡口形式，采用埋弧自动焊分层进行填充焊缝焊接，最后进行盖面焊缝焊接。

所述的步骤4）中二氧化碳气体保护焊的焊接参数为：电流180-230A，电压25-34V，焊接速度为6-8m/h。

所述的步骤5）中第一遍U形坡口焊接的埋弧自动焊焊接参数为：电流600-650A，电压30-32V，焊接速度25-28m/h。

在所述步骤5）和步骤6）的焊接过程中，其要保证：①焊丝端部到腹板坡口根部的距离小于焊丝直径；②焊条的中心点正好对准腹板翼板下端的交点，保证焊丝不偏向一侧使另一侧出现未熔透、未熔合。

所述的腹板板厚h≥16mm时，所述的腹板坡口采用单边U型坡口，所述的单边U型坡口的坡口角度为35°，钝边0-2mm，根部圆弧半径为8mm。

所述的腹板板厚h＜16mm时，腹板坡口采用单边V形坡口，单边V形坡口的坡口角度为45°~55°。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

        本发明针对厚板T形焊缝在焊接过程中存在的变形及夹渣、气孔等焊接缺陷，以及构件较高的技术要求：高精度的外形尺寸，高要求的焊接质量（Ⅰ级焊缝），进行工艺创新和设计，能够取得以下效果：①、采用二氧化碳气体保护焊首先焊接坡口反面，焊接完成后能够增加腹板和翼板的变形抗力即构件的刚性，为后续的焊接充当焊接垫板，同时采用较小的热输入焊接方法防止焊接变形；②、然后采用较大电流的埋弧自动焊，进行U形坡口的第一遍焊接，能够在根部形成熔池，有效的排气、排渣，防止未熔透、未熔合的现象出现；③、采用本发明的焊接工艺提高了焊接合格率，超声波探伤一次合格率达到100%，④、本发明简化了焊接工艺，为操作工人提供了良好的作业环境，提高了效率，保证了施工质量，节省了清根费用。

附图说明

图1为焊胎、腹板和翼板的位置结构示意图。

图2为坡口的结构示意图。