一种拼板焊接工艺的制作方法

本发明属于船舶建造焊接生产，具体涉及一种拼板焊接工艺。

背景技术：

1、焊剂铜衬垫法埋弧自动单面焊(简称fcb埋弧焊)是船舶建造焊接生产线上常用的一种高效焊接技术，通过在待焊钢板坡口背面设置背面焊剂和铜衬垫，再在坡口正面实施由正面焊剂保护的多丝埋弧焊工艺，可以实现单面焊接一次成形。

2、fcb埋弧焊通常采用三丝大电流焊接工艺，针对厚度10mm～14mm钢板拼板焊接，虽然可通过焊接工艺试验验证其可行性，但是在生产应用中仍存在以下突出问题：第一，容易发生明显的焊接变形，焊接后需要针对变形区域进行火工矫正，增加额外的生产工序和成本；第二，容易发生焊缝烧穿现象，焊接后需要针对烧穿点进行返修和打磨，影响工序流转周期。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本技术提出一种拼板焊接工艺，包括以下步骤：

2、对待焊钢板进行焊前准备及定位；

3、对定位后的待焊钢板进行焊前变形控制；

4、对完成变形控制的待焊钢板进行施焊。

5、进一步的，对待焊钢板进行焊前准备及定位具体包括以下步骤：

6、待焊钢板焊接坡口开设，将待焊钢板边缘开设y型坡口；

7、待焊钢板装配，将第一钢板的待焊边缘紧贴第二钢板的待焊边缘，在焊接坡口内部焊接定位焊缝，在焊接坡口始端和终端分别安装焊接引弧板和熄弧板。

8、进一步的，对待焊钢板进行焊前准备及定位的具体参数包括：

9、钢板厚度为10mm～12mm时，坡口的角度为70°，钝边尺寸为3mm，根部间隙为0mm～1mm；

10、钢板厚度为12mm～14mm时，坡口的角度为60°，钝边尺寸为3mm，根部间隙为0mm～1mm；

11、待焊钢板装配时的根部间隙≤1mm，定位焊缝长度40mm～50mm，定位焊缝间距400mm～500mm，定位焊缝焊接顺序由焊接坡口的终端向始端进行装焊，引弧板的长宽尺寸为200mm×200mm，熄弧板的长宽尺寸为250mm×250mm。

12、进一步的，对定位后的待焊钢板进行焊前变形控制具体包括以下步骤：

13、加强材安装，将若干加强材对称焊接在坡口两侧且对应坡口始端和坡口终端位置的钢板表面，对焊接坡口的两端部进行刚性约束；

14、压铁布放，将若干压铁放置在坡口的一侧，对坡口的中部进行约束；

15、坡口背面辅助装备及材料控制，将背面焊剂铺设在衬垫上，再将衬垫顶升至背面焊剂紧贴在钢板的坡口背面，辅助背面焊缝成形。

16、进一步的，对定位后的待焊钢板进行焊前变形控制的具体参数包括：

17、所述加强材的长度为400mm～500mm，所述加强材的宽度为60mm～100mm，所述加强材的厚度为8mm～15mm；

18、所述压铁距离坡口边缘150mm～200mm；

19、所述背面焊剂的厚度为4mm～5mm，所述背面焊剂的铺设宽度为100mm～120mm；

20、所述衬垫的中心厚度为35mm，所述衬垫的宽度为220mm。

21、进一步的，所述背面焊剂采用热固化焊剂，所述衬垫采用紫铜材质。

22、进一步的，所述衬垫的下方设有若干空气软管，所述衬垫以及背面焊剂的顶升通过所述空气软管实现，所述空气软管内的气体压力控制在0.08mpa～0.10mpa。

23、进一步的，对完成变形控制的待焊钢板进行施焊具体包括以下步骤：

24、焊枪控制及焊丝匹配，根据待焊钢板厚度选择焊接工艺、焊丝的规格、焊丝进入坡口的角度以及导电嘴与钢板的距离；

25、焊接启动和过程控制，将焊接机头移动至引弧板位置，采用焊剂对坡口正面进行保护，根据待焊钢板厚度待焊钢板厚度选择焊接工艺参数，调节焊接设备，在引弧板上开始起弧和启动焊接，沿着待焊钢板坡口进行焊接；

26、结束焊接，焊接至熄弧板后结束焊接，待焊缝冷却后移除压铁、加强材、引弧板和熄弧板。

27、进一步的，根据待焊钢板厚度选择焊丝的规格、焊丝进入坡口的角度以及导电嘴与钢板的距离具体包括：

28、钢板厚度为10mm～12mm时，采用双丝焊接工艺，第一焊丝、第二焊丝均采用直径规格4.8mm的实心焊丝，通过焊接机头调节焊枪，使焊丝对中焊接坡口，第一焊丝进入坡口前的前倾角度13°～15°，第一导电嘴与钢板表面距离35mm，第二焊丝进入坡口前垂直于钢板表面，第二导电嘴与钢板表面距离40mm，再控制第一焊丝、第二焊丝伸出至钢板表面，调节焊丝端部间距至35mm；

29、钢板厚度为12mm～14mm时，采用三丝焊接工艺，第一焊丝、第二焊丝均采用直径规格4.8mm的实心焊丝，第三焊丝采用直径规格6.4mm的实心焊丝，通过焊接机头调节焊枪，使焊丝对中焊接坡口，第一焊丝进入坡口前的前倾角度13°～15°，第一导电嘴与钢板表面距离35mm，第二焊丝进入坡口前垂直于钢板表面，第二导电嘴与钢板表面距离40mm，第三焊丝进入坡口前的后倾角度3°～5°，第三导电嘴与钢板表面距离45mm，再控制第一焊丝、第二焊丝、第三焊丝伸出至钢板表面，调节第一焊丝与第二焊丝端部间距至35mm，调节第二焊丝与第三焊丝端部间距至130mm。

30、进一步的，根据待焊钢板厚度待焊钢板厚度选择焊接工艺参数具体包括：

31、钢板厚度为10mm时，焊接工艺参数：第一焊丝焊接电流800a，第一焊丝电弧电压30.5v；第二焊丝焊接电流750a，第二焊丝电弧电压36v；焊接速度63cm/min。

32、钢板厚度为11mm时，采用双焊丝进行焊接，焊接工艺参数：第一焊丝焊接电流800a，第一焊丝电弧电压30.5v；第二焊丝焊接电流750a，第二焊丝电弧电压36v；焊接速度60cm/min。

33、钢板厚度为12mm时，采用双焊丝进行焊接，焊接工艺参数：第一焊丝焊接电流830a，第一焊丝电弧电压30.5v；第二焊丝焊接电流750a，第二焊丝电弧电压36v；焊接速度57cm/min。

34、钢板厚度为13mm，采用三焊丝进行焊接，焊接工艺参数：第一焊丝焊接电流1200a，第一焊丝电弧电压35v；第二焊丝焊接电流850a，第二焊丝电弧电压40v；第三焊丝焊接电流850a，第三焊丝电弧电压45v；焊接速度90cm/min。

35、钢板厚度为14mm，采用三焊丝进行焊接，焊接工艺参数：第一焊丝焊接电流1220a，第一焊丝电弧电压35v；第二焊丝焊接电流850a，第二焊丝电弧电压40v；第三焊丝焊接电流870a，第三焊丝电弧电压45v；焊接速度87cm/min。

36、本发明提出的拼板焊接工艺，与现有技术相比，其有益效果在于：

37、本发明能够实现厚度10mm～14mm拼板单面焊一次成形，实现拼板高效焊接生产，另外本发明能够有效控制大电流焊接过程所引发的焊接变形和焊缝烧穿问题，避免焊后变形矫正工序、焊缝返修工序等的成本投入。