中厚板不清根对接全熔透i级构件的过渡结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构，涉及一种中厚板在对拼焊接时的结构。它包括中厚板、拼接板焊道、工艺坡口、陶瓷衬垫、第一衬铁、第二衬铁、卡马、工艺三角板；陶瓷衬垫位于第一衬铁和第二衬铁之间，第一衬铁和陶瓷衬垫的其中一端均与第一拼接板下端接触，第二衬铁和陶瓷衬垫的另一端均与第二拼接板下端接触；卡马的一端下部与第一拼接板上端连接，卡马的另一端下部与第二拼接板上端连接，所述工艺三角板的其中一个长边与卡马连接，工艺三角板的另一个长边与中厚板上端连接。本实用新型所述的拼接板焊道可一次成型，不需要进行翻板后的反面碳弧气刨清根、打底、填充、盖面操作。
【专利说明】中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种中厚板在对拼焊接时的结构，具体的说是一种中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构。
【背景技术】
[0002]中厚板结构在船舶船板和壳体、港口机械箱梁、跨海大桥面板等领域已经被广泛应用，中厚板对拼焊接在钢结构制作中占重要的组成部分，直接影响产品质量和生产效率。
[0003]现有技术在对拼焊接中厚板时，先是在中厚板的单面开V型的工艺坡口或双面开K型的工艺坡口，然后直接将两个带有工艺坡口的中厚板间隔的放置在焊接平台上，并在焊接平台上对两块中厚板之间的间隙(拼接板焊道)进行焊接。
[0004]上述现有技术方案在对中厚板进行对拼焊接时，首先需要对中厚板进行翻板操作，在翻板完成后还需要对中厚板依次进行进行清根、打底、填充和盖面操作，上述操作方案较为复杂，耗时较长，成本投入较高，工人劳动强度大，生产效率低，板块变形不易控制，产品合格率不高，只限于板块对接，应用范围较窄，因此有必要进行改进。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是为了克服【背景技术】的不足之处，而提供一种中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为:中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构，包括两个间隔布置的中厚板，两个中厚板之间的间隙为拼接板焊道，所述两个中厚板在与拼接板焊道相邻的一端均设有V型的工艺坡口，两个中厚板分别为第一拼接板和第二拼接板，其特征在于:还包括带有U形槽口的陶瓷衬垫、与陶瓷衬垫等厚的第一衬铁、与陶瓷衬垫等厚的第二衬铁、设于拼接板焊道上端的卡马；陶瓷衬垫位于第一衬铁和第二衬铁之间，所述第一衬铁和陶瓷衬垫的其中一端均与第一拼接板下端接触，所述第二衬铁和陶瓷衬垫的另一端均与第二拼接板下端接触；所述卡马的一端下部与第一拼接板上端连接，卡马的另一端下部与第二拼接板上端连接，所述卡马的前侧两端和卡马的后侧两端均设有工艺三角板，所述工艺三角板的其中一个长边与卡马连接，工艺三角板的另一个长边与中厚板上端连接。
[0007]在上述技术方案中，所述工艺坡口的坡角α为15?20°，坡口边距L为5?15_，坡口钝边的长度η为I?2.5_。
[0008]上述工艺坡口的工艺参数是通过长期实践得来的，它是保证对拼的两块中厚板在成型后达到不清根全熔透I级构件的关键。
[0009]在上述技术方案中，所述两个中厚板之间的距离为8?14mm。
[0010]在上述技术方案中，所述工艺三角板左侧或工艺三角板右侧设有单侧焊道，卡马前侧或卡马后侧设有单侧焊道，所述卡马和工艺三角板均通过单侧焊道与中厚板上端连接，卡马与工艺三角板之间通过单侧焊道连接。
[0011]在上述技术方案中，所述单侧焊道的长度为100?150mm。
[0012]本实用新型为在对拼焊接中厚板时的一种过渡结构，它在高层建筑钢结构、船舶结构、压力容器和桥梁结构以及大型设备制造等领域中均有被广泛运用的前景。
[0013]工艺三角板、卡马和中厚板之间通过单侧焊道连接在一起不仅能对中厚板进行限位，而且使工作人员更加方便的拆卸卡马和工艺三角板。单侧焊道在紧固工艺三角板、卡马和中厚板时，能够防止中厚板在焊接时因应力变化而产生蠕变变形。
[0014]本实用新型通过在板块的其中一端开V形坡口、预留一定钝边，并在对拼焊接时两块中厚板之间预留一定焊接间隙，在拼接板焊道下端加设陶瓷衬垫，在焊接陶瓷衬垫的两端加设与焊接陶瓷衬垫等厚的衬铁，预留一定的反变形量进行预控，从而使本实用新型所焊接的焊缝质量有保障，对接板块不易变形，生产效率高，现场对接操作快，操作容易，能大量节省人力资源，能降低工人劳动强度，能减少生产成本，通过超声波UT探伤、力学性能检验，微观组织观察和分析，都证明了该工艺的可行性都符合国家规范要求，应大力推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为两个间隔布置且未开设工艺坡口的中厚板的结构示意图。
[0016]图2为带有U形槽口的陶瓷衬垫的结构示意图。
[0017]图3为工艺三角板的结构示意图。
[0018]图4为卡马的结构示意图。
[0019]图5为单个的中厚板上开设有工艺坡口时的结构示意图。
[0020]图6为两个开设有工艺坡口的中厚板在间隔布置时的主视图。
[0021]图7为将陶瓷衬垫、衬铁放置于中厚板下端时的结构示意图。
[0022]图8为本实用新型在预留一定的反变形量进行预控时，陶瓷衬垫、衬铁、卡马、工艺三角板和中厚板的连接结构示意图。
[0023]图9为卡马、工艺三角板、引入弧板、引出弧板和中厚板的连接结构示意图。
[0024]图中1-中厚板，11-第一拼接板，12-第二拼接板，2-U形槽口，3-陶瓷衬垫，4-工艺坡口，51-拼接板焊道，52-单侧焊道，6-衬铁，7-卡马，8-工艺三角板，91-引入弧板，92-引出弧板。
【具体实施方式】
[0025]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。
[0026]参阅附图可知:中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构，包括两个间隔布置的中厚板1，两个中厚板I之间的间隙为拼接板焊道51，所述两个中厚板I在与拼接板焊道51相邻的一端均设有V型的工艺坡口 4，两个中厚板I分别为第一拼接板11和第二拼接板12，其特征在于:还包括带有U形槽口 2的陶瓷衬垫3、与陶瓷衬垫3等厚的第一衬铁61、与陶瓷衬垫3等厚的第二衬铁62、设于拼接板焊道51上端的卡马7 ;陶瓷衬垫3位于第一衬铁61和第二衬铁62之间，所述第一衬铁61和陶瓷衬垫3的其中一端均与第一拼接板11下端接触，所述第二衬铁62和陶瓷衬垫3的另一端均与第二拼接板12下端接触；所述卡马7的一端下部与第一拼接板11上端连接，卡马7的另一端下部与第二拼接板12上端连接，所述卡马7的前侧两端和卡马7的后侧两端均设有工艺三角板8，所述工艺三角板8的其中一个长边与卡马7连接，工艺三角板8的另一个长边与中厚板I上端连接。
[0027]所述工艺坡口 4的坡角α为15?20°，坡口边距L为5?15mm，坡口钝边的长度η为I?2.5mm。
[0028]所述两个中厚板I之间的距离为8?14mm。
[0029]实际工作时，本实用新型为中厚板在对接焊接时的一个过渡结构，中厚板在焊接时包括如下工艺步骤，
[0030]步骤1:准备若干用于对拼焊接的中厚板1，和若干用于平面焊接且中部带有U形槽口 2的陶瓷衬垫3 ；
[0031]步骤2:对中厚板I的其中一端进行单边切割，使中厚板端部形成V型的工艺坡口4 ；
[0032]步骤3:将两个带有工艺坡口 4的中厚板I呈间隔放置，并使所述两个工艺坡口 4呈相邻布置，两个中厚板I之间的间隙为拼接板焊道51，所述两个中厚板I分别为第一拼接板11和第二拼接板12 ；
[0033]步骤4:将陶瓷衬垫3放置于所述两个中厚板I的下端，并使陶瓷衬垫3上的U形槽口 2位于所述拼接板焊道51的正下方，在陶瓷衬垫3的两端放置有位于中厚板I下端并与陶瓷衬垫3等厚的衬铁6;
[0034]步骤5:在所述两个中厚板I的拼接结合处上端放置卡马7，使卡马7的一端下部与第一拼接板11上端接触，卡马7的另一端下部与第二拼接板12上端接触，在卡马7的一端两侧和卡马7的另一端两侧均放置工艺三角板8，并使工艺三角板8的其中一个长边与卡马7接触，使工艺三角板8另一个长边与中厚板I接触；
[0035]步骤6:在中厚板I上对卡马7和工艺三角板8进行单侧焊以形成单侧焊道10，使中厚板1、卡马7和工艺三角板8连接成一个整体，在所述拼接板焊道51的一端加设引入弧板91，使引入弧板91两端分别与第一拼接板11和第二拼接板12接触，在所述拼接板焊道51的另一端加设引出弧板92，使引出弧板92两端分别与第一拼接板11和第二拼接板12接触；
[0036]步骤7:在中厚板I完成上述操作并经检查验收无误后，先通过手工电弧焊或药芯CO2焊对拼接板焊道51进行打底，然后通过手工电弧焊或药芯CO2焊对拼接板焊道51进行填充，接着通过手工电弧焊或药芯CO2焊或埋弧焊对拼接板焊道51进行盖面；
[0037]步骤8:对完成打底、填充和盖面三个步骤的拼接板焊道51进行表面探伤和超声波UT探伤，选出其中的合格品；
[0038]步骤9:将中厚板I上方的卡马7和工艺三角板8拆除，并将中厚板I上用于加固卡马7和工艺三角板8的单侧焊道10进行磨光修复；
[0039]步骤10:采用火焰切割的方式将引入弧板91、引出弧板92拆除；
[0040]步骤11:将中厚板I进行翻板操作，并折除中厚板上的焊接陶瓷衬垫3和衬铁6 ；
[0041]步骤12:将拼装呈一个整体的两个中厚板I进行编号放大标注转序，并送入下一道工序。
[0042]步骤6和步骤9所述的单侧焊道10的长度为100?150mm。
[0043]步骤3所述两个中厚板I之间的距离为8?14mm。
[0044]所述引入弧板91或为第一平板，或由两块拼装成V字形的第二平板组成，所述两个第二平板之间的V字形过道与拼接板焊道51匹配；所述引出弧板92或为第一平板，或由两块拼装成V字形的第二平板组成，所述两个第二平板之间的V字形过道与拼接板焊道51匹配。
[0045]本实用新型所述的拼接板焊道可一次成型，在中厚板上完成正面焊接后不仅不需要进行翻板操作，而且不需要进行翻板后的反面碳弧气刨清根、打底、填充、盖面操作。
[0046]在焊接所述两块中厚板时，焊接时的焊接行走速度拼接板焊道处的焊缝呈亮红色中等为准，成型规律以焊接时焊道溢出杂质气体均匀为度，焊接所述两块中厚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)。
[0047]在对接板块的正面接口两端加以板块卡马和工艺三角板紧固定位并施以单侧焊道加以紧固，以防焊接时产生应力变化的复杂蠕变变形。
[0048]本实用新型通过在板块的其中一端开V形工艺坡口、预留一定钝边，并在对拼焊接时两块中厚板之间预留一定焊接间隙，在拼接板焊道下端加设陶瓷衬垫，在焊接陶瓷衬垫的两端加设与焊接陶瓷衬垫等厚的衬铁，预留一定的反变形量进行预控，从而使本实用新型所述的焊接焊缝焊道质量有保障，对接板块不易变形，生产效率高，现场对接操作快，操作容易，能大量节省人力资源，降低工人劳动轻度减少生产投资投入成本，通过超声波UT探伤、力学性能检验，微观组织观察和分析，都证明了该工艺的可行性都符合国家规范要求，应大力推广应用。
[0049]在加装陶瓷衬垫后，本实用新型成型速度快、效果好，能提高工人的工作效率，把衬垫放在钢板和工件所规定的坡口背面，从正面焊接即能双面一次成型、背面焊缝成型饱满、焊迹又整齐。同时，本实用新型改善了焊接条件，节省了翻板时间和背面清根工序，降低了工人的劳动强度，从而大大地提高了生产效率。
[0050]本实用新型在高层建筑钢结构、船舶结构、压力容器和桥梁结构以及大型设备制造等领域有被广泛运用的前景。
[0051]实际工作时，本实用新型在中厚板正面完成打底、填充和盖面操作后，不用翻板、碳弧气刨清根、再施打底、填充、盖面，整个操作过程仅仅只有一次，因此，板块不易变形，焊缝焊道焊接质量有保障，容易操作，生产效率高，生产投资投入成本少，能节省大量的人力资源。特别是现场操作快，工人劳动强度降低。
[0052]本实用新型除了适用于板块对接外，还特别适用船体结构的夹板和外板焊接，箱型结构施工现场对接焊接施工，和长直焊缝的对接施工以及隐蔽焊缝的焊接施工。
[0053]本实用新型是在钢板和工件所规定的坡口背面，加放陶瓷衬垫，配以适宜的焊接参数，采用手工电弧焊打底焊、填充焊和盖面焊的方式，可以进行平焊、立焊、横焊焊接操作，比传统拼接焊法(对接焊)外延有很大扩宽，可以应用于船舶领域的船体、夹板和外板的拼接焊缝，高层建筑领域拼接焊缝，长直焊缝的拼接、机械、设备、承受结构的拼接等领域。
[0054]实际工作时，本实用新型需要通过操作人员肉眼观察及拼接(或两工件)的水平度或直线度并进行调整，人为操作有一定影响存在一定的误差。另外，在拼接板块上焊口连接处需用卡马和工艺三角板固定紧固并施于单侧焊道紧固连接固定，单面焊双面成型工艺完成后，需切割卡马、磨平紧固焊道、对拼板美观有一定影响，费一定时间，但与传统拼板方法相比，优越性、适用性、性价比等传统拼板工艺有明显改善。
[0055]其它未说明的部分均属于现有技术。
【权利要求】
1.中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构，包括两个间隔布置的中厚板(1)，两个中厚板(1)之间的间隙为拼接板焊道(51)，所述两个中厚板(1)在与拼接板焊道(51)相邻的一端均设有V型的工艺坡口(4)，两个中厚板(1)分别为第一拼接板(11)和第二拼接板(12)，其特征在于: 还包括带有U形槽口(2)的陶瓷衬垫(3)、与陶瓷衬垫(3)等厚的第一衬铁(61)、与陶瓷衬垫(3)等厚的第二衬铁(62)、设于拼接板焊道(51)上端的卡马(7)； 陶瓷衬垫(3)位于第一衬铁￠1)和第二衬铁￠2)之间，所述第一衬铁￠1)和陶瓷衬垫(3)的其中一端均与第一拼接板(11)下端接触，所述第二衬铁￠2)和陶瓷衬垫(3)的另一端均与第二拼接板(12)下端接触； 所述卡马(7)的一端下部与第一拼接板(11)上端连接，卡马(7)的另一端下部与第二拼接板(12)上端连接，所述卡马(7)的前侧两端和卡马(7)的后侧两端均设有工艺三角板(8)，所述工艺三角板(8)的其中一个长边与卡马(7)连接，工艺三角板(8)的另一个长边与中厚板(1)上端连接。
2.根据权利要求1所述的中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构，其特征在于:所述工艺坡口⑷的坡角α为15?20°，坡口边距L为5?15mm，坡口钝边的长度η为1 ?2.5mmο
3.根据权利要求1所述的中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构，其特征在于:所述两个中厚板⑴之间的距离为8?14mm。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构，其特征在于:所述工艺三角板(8)左侧或工艺三角板(8)右侧设有单侧焊道(52)，卡马(7)前侧或卡马(7)后侧设有单侧焊道(52)，所述卡马(7)和工艺三角板(8)均通过单侧焊道(52)与中厚板(1)上端连接，卡马(7)与工艺三角板(8)之间通过单侧焊道(52)连接。
5.根据权利要求4所述的中厚板不清根对接全熔透I级构件的过渡结构，其特征在于:所述单侧焊道(52)的长度为100?150mm。
【文档编号】B23K33/00GK204075528SQ201420498819
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】严文凯, 吕德林, 吕金炭 申请人:湖北源盛钢构有限公司