[发明专利]一种钢板焊接的坡口结构及焊接工艺

说明书

本发明涉及钢板焊接技术领域，具体涉及一种钢板焊接的坡口结构及焊接工艺。坡口结构呈双面Y型，所述坡口结构包括自上到下依次设置的正面坡口、中间根和反面坡口，所述正面坡口的角度为60°，所述正面坡口的深度为所述坡口结构总深度的一半，所述中间根为3mm，所述反面坡口的角度为70°，所述第一钢板和第二钢板对接后根部间隙为0～2mm；坡口结构内设有焊接层。本发明的坡口结构在焊接时使得反面坡口无需碳刨直接用埋弧焊焊缝，其中第二道埋弧焊的焊接电流只能比第一道埋弧焊的焊接电流小90～110A，可获得成型良好和性能合格的焊缝。

技术领域

本发明涉及钢板焊接技术领域，具体涉及一种钢板焊接的坡口结构及焊接工艺。

背景技术

埋弧焊在船舶拼板过程中是一种经常使用的焊接方法。通常对板厚≥22mm钢板进行埋弧焊工艺时主要采用双面Y型坡口，焊缝正面用埋弧焊焊接后钢板翻身，焊缝背面经碳弧气刨清根后再进行埋弧焊，而对高强钢进行火焰矫正和返修会对焊接接头的组织和性能带来不利的影响，且增加了产品制造成本。如图1所示的传统的坡口结构，施焊过程中无法按照工艺要求焊接参数施焊，导致正面焊缝熔深达不到母材厚度的一半，背面碳弧气刨清根后，反面坡口角度由60°缩小成约30°，从而形成窄而深坡口结构，这种坡口结构会产生以下不良结果：焊缝成型系数差，清渣不易，易产生焊缝夹渣和凝固裂纹缺陷，焊后变形严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于钢板厚度≥22mm的钢板焊接的坡口结构及焊接工艺，反面坡口无需碳弧气刨清根直接用埋弧焊焊接便可获得成型良好和性能合格的焊缝，同时解决钢板厚度≥22mm时易产生夹渣和焊接变形大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种钢板焊接的坡口结构，包括第一钢板、第二钢板和焊接层，所述第一钢板和第二钢板的厚度相同，所述第一钢板和第二钢板的对接面呈轴对称，所述第一钢板和第二钢板对接后形成的间隙为坡口结构，所述坡口结构内设置所述焊接层；

所述坡口结构包括自上到下依次设置的V形的正面坡口、中间根和倒V形的反面坡口，所述正面坡口的角度为60°，所述正面坡口的深度为所述第一钢板厚度的一半；

所述中间根的两边相互平行，所述中间根为3mm，所述反面坡口的角度为70°，所述第一钢板和第二钢板对接后根部间隙为0～2mm；

所述焊接层包括从上到下依次设置的正面埋弧焊层、打底焊层和背面埋弧焊层，所述打底焊层由药芯焊丝轨道焊接小车CO₂自动焊焊接而成。

本发明的有益效果在于：本发明的坡口结构正面坡口的角度为60°，正面坡口的深度为坡口结构总深度的一半，使正面坡口焊缝时熔深适宜，焊接坡口的钝边和间隙的尺寸大小对焊缝成形的影响很大，若钝边太大、装配间隙太小，正面CO₂焊打底焊道熔深小，反面不清根很难焊透；若钝边太小、装配间隙太大，正面CO₂焊打底焊道容易焊穿，反面需要清根才能焊接，本发明的钝边控制在3mm，根部间隙为0～2mm，使得反面坡口无需碳刨直接用埋弧焊焊接便可获得成型良好和性能合格的焊缝，解决了对钢板厚度≥22mm进行埋弧焊工艺时焊接效率低、需要人工刨根、清渣不易、易产生焊缝夹渣、凝固裂纹和焊后变形严重的问题，这大大提高焊接效率，节约焊接人工成本。

本发明还提供一种上述的钢板焊接的坡口结构的焊接工艺，包括以下步骤：

步骤1、将第一钢板和第二钢板对接，采用药芯焊丝轨道焊接小车CO₂自动焊对正面坡口进行打底焊，完成后再进行正面埋弧焊填充盖面；

步骤2、将第一钢板和第二钢板翻转，在反面坡口上依次进行第一道埋弧焊、第二道埋弧焊焊接，所述第一道埋弧焊为全焊透焊缝，所述第二道埋弧焊的焊接电流比第一道埋弧焊的焊接电流小90～110A。