厚钢板立缝焊接的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于焊接技术领域，特别是涉及一种厚钢板立缝焊接方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济建设的快速发展，厚钢板钢结构焊接已大量出现在冶金、造船、石 化、水利等行业。对于厚度在60-100 _(甚至更厚）的钢板立缝焊接，还没有一种优质高 效的焊接方法和相关设备，焊条电弧焊很难解决这一难题，电渣焊虽能解决这一难题，例如 申请号为201010180014. 8,发明名称为厚板对接接头的焊接方法的专利讲的就是采用管极 电渣焊的方法将两件厚度为240-286mm的工件焊接为一体，包括的方法步骤：第一步，焊前 准备：在管涂料配方内加入多种铁合金元素得到粉料；粉料混合均匀后加入粘合剂，制成 管涂料；将管涂料涂在管极外壁上；将四根管极固定装配于夹持机构上；调节两个工件的 装配间隙；第二步，焊接：进行电渣焊，将焊丝送进四根管极所形成的熔池中，通电焊接；焊 接方向为从下坡口焊至上坡口；第三步，焊后热处理。
[0003] 而申请号为201420545534. 8，发明名称为一种电渣焊机的专利，其公开的技术方 案包括电渣焊电源、与所述电渣焊电源相连的电源控制器、送丝装置、焊枪、机械动力装置、 冷却装置、与所述电渣焊电源相连的电源接口，送丝装置包括焊丝漏斗、送丝管道、送丝机， 校丝装置，所述焊丝漏斗通过送丝管道与焊枪连接，所述送丝机连接在送丝管道上，所述冷 却装置包括水箱、送水管道，所述水箱通过送水管道与焊枪相连，所述机械动力装置包括与 焊枪连接的摆动装置和提升装置，所述摆动装置与摆动电机相连，另一端通过传动杆与焊 枪相连，所述摆动装置下部设有支座，所述提升装置与提升电机相连。
[0004] 但由于电渣焊的热影响区大，焊缝自然冷却，造成焊缝及其周边组织晶粒粗大，导 致焊缝力学性能低于母材的力学性能，这一致命的缺点使得电渣焊已面临被淘汰的状态， 现已很少应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对厚钢板钢结构立缝焊接提供一种厚钢板立缝焊接方法，该方 法采用了双丝气电立焊机进行焊接，解决了现有技术中厚钢板立缝优质高效自动化焊接难 的问题。
[0006] 本发明采用的技术方案是： 厚钢板立缝焊接的方法，包括以下步骤： 步骤一，焊前准备： a、 开设X型坡口，下坡口的间隙为6臟，上坡口的间隙为18mm ; b、 在距离坡口 500mm处并平行于坡口长度方向，将焊接小车吸附在钢板上； c、 将引弧端火焰加热到200摄氏度； d、 设定焊枪摆动参数、焊接电流、焊接电压； e、 开启二氧化碳供气阀、循环水冷却系统； 步骤二，焊接：焊接过程中的焊接参数为：送丝速度为15m/min ;电弧电压为38-40V ; 焊接速度为4cm/min ;焊接电流为480-550A ;焊接引出阶段逐渐减低焊接电压和送丝速 度； 步骤三，焊后热处理：焊后整体进炉消应力退火处理；所述焊后热处理的方法是：将工 件置于炉温不高于300°C的炉中，以加热速率65°C /h的速度加热到温度625±20°C保持6 小时，然后以65°C /h的速率冷却到300°C以下出炉在静止空气中冷却。
[0007] 所述步骤一中二氧化碳供气流量在焊接正面和背面时都是25L/min。
[0008] 所述步骤一中设定循环水流量，在焊接正面和背面时都是130L/min。
[0009] 所述步骤二中焊接选用的焊丝牌号为43G，Φ I. 6mm。
[0010] 所述步骤一中还包括：将三角形水冷铜挡排装入背面坡口中。
[0011] 本发明采用上述技术方案后，具有如下技术效果： 从宏观上看，焊接过程中没有出现断弧，焊缝表面成形平滑美观，除在引弧端熔合不良 外，后续焊缝的焊肉与木材熔合过渡均无缺陷。
[0012] 对焊接试板焊缝的切割取样分析表明：焊缝力学性能比母材的高，热影响区母材 的硬度比焊缝低，比热影响区以外的母材硬度略高；正反面焊缝成形宽度一致。
【具体实施方式】
[0013] 为使本申请的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例对本申请的技 术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前 提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0014] 所述双丝气电立焊机包括两台焊接电源、两台送丝机、一把双丝水冷焊枪、一台焊 接小车、一套水冷系统、一套二氧化碳供气系统和一个均与上述部件电连接的焊接操作盒， 一台焊接电源连接一台送丝机，送丝机、水冷系统和二氧化碳供气系统连接至双丝水冷焊 枪，双丝水冷焊枪设置于焊接小车上；所述焊接小车包括车体、轨道、磁铁、焊枪调整机构和 焊枪摆动机构，轨道两端设置用于将轨道吸附于被焊钢板上的磁铁，车体上的行走齿轮与 轨道上的齿条啮合实现车体在轨道上的行走，焊枪调整机构安装在车体上，焊枪调整机构 的输出端安装焊枪摆动机构，焊枪摆动机构上安装双丝水冷焊枪，焊枪调整机构用于对双 丝水冷焊枪的位置和角度进行调整定位；用于控制和调节焊接过程各项参数的焊接操作盒 被固定于位于车体上方的轨道上；焊接操作盒内安装了一套用于操作整个焊接过程的电控 系统。
[0015] 采用双丝气电立焊机进行焊接的工艺步骤： 步骤一、焊前准备 (1)开设X型坡口，下坡口的间隙为6臟，上坡口的间隙为18mm ;在距离坡口 500 mm处 并平行于坡口长度方向，将焊接小车的轨道吸附在钢板上，焊接小车安装在轨道上。
[0016] (2)将电线电缆接入，使焊接电源、焊接小车、水冷却系统、二氧化碳供气系统及电 控系统联机并给电，然后启动焊接电源，使双丝气电立焊机处于准工作状态。
[0017] (3)将引弧端火焰加热到200摄氏度左右。
[0018] (4)将三角形水冷铜挡排装入背面坡口中。
[0019] (5)将焊接小车行至引弧位置，水冷滑块装好就位，往坡口引弧点放置用于引弧的 碎焊丝，调整好焊枪调整机构，使焊枪深入坡口中并处于合焊接位置。
[0020] (6)设定焊枪摆动参数，摆动两个端点的停歇时间的原则是：坡口里面短，外面长 (因为坡口里面窄外面宽）。要作摆动试验，使焊枪处于合适位置和摆动状态。
[0021] (7)设定焊接电流、焊接电压参数； (8)开启二氧化碳供气阀、循环水冷却系统； 优选地，二氧化碳供气流量在焊接正面和背面时都是25L/min。循环水流量，在焊接正 面和背面时都是130L/min。
[0022] 进一步地，焊接选用的焊丝牌号为43G，Φ I. 6mm。
[0023] 步骤二，焊接：焊接过程中的焊接参数为：送丝速度为15m/min ;电弧电压为 38-40V ;焊接速度为4cm/min ;焊接电流为480-550A ;焊接引出阶段逐渐减低焊接电压和送 丝速度； 步骤三，焊后热处理：焊后整体进炉消应力退火处理；所述焊后热处理的方法是：将工 件置于炉温不高于300°C的炉中，以加热速率65°C /h的速度加热到温度625±20°C保持6 小时，然后以65°C /h的速率冷却到300°C以下出炉在静止空气中冷却。
[0024] 焊缝焊完后，按下焊接操作盒上的"停止"按钮，而水冷系统还要延续工作一段时 间，以使焊缝和受热器件(如水冷铜排、水冷滑块、水冷焊枪等）进一步冷却。
[0025] 焊后分析： 对焊缝进行宏观观察，得到：焊接过程中没有出现断弧，焊缝表面成形平滑美观，除在 引弧端熔合不良外，后续焊缝的焊肉与木材熔合过渡均无缺陷。
[0026] 对焊缝取样进行硬度试验，得到数据：
数据表明，焊缝力学性能高于母材的，热影响区母材的硬度比焊缝低，比热影响区以外 的母材硬度略高。
[0027] 对焊缝正反面进行测量，得到的结果是正反面焊缝成形宽度一致。
[0028] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术 语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该 理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意 义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0029] 本申请中所述的"和/或"的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均 包括在内。
[0030] 以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完 全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术 性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1. 厚钢板立缝焊接的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一，焊前准备： a、 开设X型坡口，下坡口的间隙为6臟，上坡口的间隙为18mm ; b、 在距离坡口 500mm处并平行于坡口长度方向，将焊接小车吸附在钢板上； c、 将引弧端火焰加热到200摄氏度； d、 设定焊枪摆动参数、焊接电流、焊接电压； e、 开启二氧化碳供气阀、循环水冷却系统； 步骤二，焊接：焊接过程中的焊接参数为：送丝速度为15m/min ;电弧电压为38-40V ; 焊接速度为4cm/min ;焊接电流为480-550A ;焊接引出阶段逐渐减低焊接电压和送丝速 度； 步骤三，焊后热处理：焊后整体进炉消应力退火处理；所述焊后热处理的方法是：将工 件置于炉温不高于300°C的炉中，以加热速率65°C /h的速度加热到温度625±20°C保持6 小时，然后以65°C /h的速率冷却到300°C以下出炉在静止空气中冷却。2. 根据权利要求1所述的厚钢板立缝焊接方法，其特征在于，所述步骤一中二氧化碳 供气流量在焊接正面和背面时都是25L/min。3. 根据权利要求1所述的厚钢板立缝焊接方法，其特征在于，所述步骤一中设定循环 水流量，在焊接正面和背面时都是130L/min。4. 根据权利要求1所述的厚钢板立缝焊接方法，其特征在于，所述步骤二中焊接选用 的焊丝牌号为43G，I. 6mm。5. -种如权利要求1所述的厚钢板立缝焊接方法，其特征在于，所述步骤一中还包括： 将三角形水冷铜挡排装入背面坡口中。
【专利摘要】本发明公开了一种厚钢板立缝焊接的方法，包括以下步骤：焊前准备；焊接；焊后热处理：焊后整体进炉消应力退火处理；所述焊后热处理的方法是：将工件置于炉温不高于300℃的炉中，以加热速率65℃/h的速度加热到温度625±20℃保持6小时，然后以65℃/h的速率冷却到300℃以下出炉在静止空气中冷却。从宏观上看，焊接过程中没有出现断弧，焊缝表面成形平滑美观，除在引弧端熔合不良外，后续焊缝的焊肉与木材熔合过渡均无缺陷。对焊接试板焊缝的切割取样分析表明：焊缝力学性能比母材的高，热影响区母材的硬度比焊缝低，比热影响区以外的母材硬度略高；正反面焊缝成形宽度一致。
【IPC分类】B23K9/32, B23K9/02, B23K101/18, B23K9/173, B23K103/04, B23K33/00
【公开号】CN104999167
【申请号】CN201510384486
【发明人】向延海
【申请人】苏州华日金菱机械有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月30日