一种厚板T形接头熔透焊方法与流程

一种厚板t形接头熔透焊方法
技术领域
1.本发明涉及焊接领域，尤其涉及一种厚板t形接头熔透焊方法。


背景技术：

2.经过较长时间的发展，国内厚板t形接头组合焊缝熔透焊接工艺得到不断完善和优化。但总体来看，此类焊缝的焊接技术发展较慢。对很多企业来说，厚板t形接头组合焊缝熔透焊接仍然是它们的技术难题，主要是生产效率低和产品焊接合格率偏低。目前，国内钢结构制造企业一般采用以下三种焊接工艺。
3.1)碳弧气刨清根法
4.该方法比较原始，通常采用腹板开坡口留钝边，正面打底填充完以后，反面采用碳弧气刨清根后再焊接。此种方法存在气刨清根工作量大、工作环境恶劣、辅材消耗量大，构件焊接变形大、工期长及生产效率极低等缺点。该方法将逐渐被制造企业弃用。
5.2)预留间隙打底法
6.近年来，预留间隙打底法逐渐被一些制造企业熟悉和采用。该方法一般采用腹板开坡口、不留钝边，组对时留4mm左右间隙(通过垫扁钢或焊丝保证间隙)，采用二氧化碳气体保护焊打底焊接，然后再进行埋弧焊填充盖面。这种工艺在厚板焊接中具有生产效率高等优点，缺点是坡口内垫铁需要气刨清除且须重新打磨坡口，垫铁清除后坡口收缩导致间隙变小，引起打底焊未熔透等问题。埋弧焊填充焊接时容易产生未熔合等缺点，而且采用埋弧焊填充，对组对和坡口质量要求较高。
7.3)陶瓷衬垫法
8.国内采用陶瓷衬垫法的企业很少，目前处于探索阶段。该方法为腹板开单面或双面坡口，在一侧加陶瓷衬垫，防止焊穿。此种方法反面填充焊剂非常麻烦，操作复杂，而且陶瓷衬垫价格较贵。
9.综上，传统的三种焊接工艺存在生产效率低以及焊接质量差的问题。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于提供一种厚板t形接头熔透焊方法，用以解决传统的焊接工艺中存在的生产效率低以及焊接质量差的技术问题。
11.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种厚板t形接头熔透焊方法，所述厚板t形接头熔透焊方法包括以下步骤：
12.s1、加工腹板坡口；采用联合加工方法，先采用火焰切割进行加工而后采用机械加工最终形成u(j)形坡口；
13.s2、堆焊焊缝垫层；在上、下翼板上进行堆焊，堆焊缝质量与t形接头焊缝要求一致，焊缝垫层厚度根据腹板厚度确定；
14.s3、h型钢组立；在h型钢组立机上采用点焊缝将腹板与上翼板、下翼板组装成整体；
15.s4、t形接头组合焊缝焊接；t形接头组合焊缝分为打底层、填充层和盖面层三部分，其中，采用了80％ar 20％co2气体保护焊焊接打底层，co2气体保护焊焊接填充层,盖面层焊接采用埋弧焊。
16.在一个实施例中，进行步骤s1，首先采用火焰切割，将腹板切割成k形坡口，并预留机械加工余量；而后采用u(j)形坡口机加工成双面u(j)形坡口。
17.在一个实施例中，预留的所述机械加工余量为1.5mm～2.5mm之间。
18.在一个实施例中，当所述腹板的厚度为40mm时，所述焊缝垫层的厚度为3mm，直径为15mm。
19.在一个实施例中，步骤s4中，填充层焊接完成后，t形接头焊接坡口留2～3mm深度，以便于后续进行盖面层焊接。
20.在一个实施例中，所述打底层焊接采用1.2mm直径的焊丝时，焊接电流为220～250a，焊接速度为550～650mm/min。
21.在一个实施例中，所述坡口钝边厚度为1mm。
22.本发明实施例中上述的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
23.1、腹板坡口采用联合加工方法，先采用火焰切割，将腹板切割成k形坡口，预留少量的机械加工余量然后用u(j)形坡口机将u(j)形坡口一次加工成形。既提高了生产效率，又保证了坡口精度。
24.2、垫层(堆焊缝)直径为15mm，间距400mm左右，保证了坡口间隙。由于堆焊缝不需要清除，成为了坡口内焊缝的一部分，因此保证了焊接过程中坡口间隙。同时避免了坡口内垫铁需要气刨清除且须重新打磨坡口，垫铁清除后坡口收缩导致间隙变小，引起打底焊未熔透等问题，进一步提高了生产效率和焊接质量。
25.3、本发明实施例采用了80％ar 20％co2气体保护焊打底、co2气体保护焊填充和自动埋弧焊盖面。80％ar 20％co2气体保护具有焊熔深大、飞溅小和热输入量小等特点，为保证打底焊熔透和减小坡口间隙收缩，推荐采用大焊接电流和大焊接速度，打底焊焊接电流选用220～250a(焊丝直径为1.2mm)，焊接速度为600mm/min左右。同时由于气体保护焊为明弧焊接，因此很容易观察焊接熔池情况从而保证坡口内焊缝质量。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例中腹板坡口加工步骤的示意图；
28.图2为本发明实施例中垫层的结构示意图；
29.图3为本发明实施例中焊接固定步骤的加工的示意图。
30.其中，各个附图标记如下：
31.1、火焰切割部分；2、机械加工部分；3、坡口；4、垫层；5、打底层；6、填充层；7、盖面层。
具体实施方式
32.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.请参阅图1至图3，本技术实施例提供了一种厚板t形接头熔透焊方法，包括以下步骤：
37.s1、加工腹板坡口3；采用联合加工方法，先采用火焰切割进行加工而后采用机械加工最终形成坡口3。
38.腹板厚度≥20mm时，为减少焊接坡口3的填充量，开双面u(j)形坡口3，钝边留1mm左右。为提高坡口3加工效率，同时为保证坡口3加工精度，先采用火焰切割，将腹板切割成k形坡口，预留少量的机械加工余量(如2mm左右)，然后采用u(j)形坡口机加工成双面u(j)形坡口3，如图1所示。
39.s2、堆焊焊缝垫层4；在上、下翼板上进行堆焊，堆焊缝质量与t形接头焊缝要求一致，焊缝垫层4厚度根据腹板厚度确定。
40.为解决传统工艺中坡口3内垫铁存在的问题，采用焊缝垫层4(堆焊缝)。如图2所示，以40mm钢板为例，h型钢组立前，在上、下翼板上进行堆焊，堆焊缝质量应与该t形接头焊缝要求一致，堆焊缝厚度根据腹板厚度确定(如腹板厚度40mm，堆焊缝厚度可取3mm)，直径为15mm，间距400mm左右。
41.垫层4(堆焊缝)直径为15mm，间距400mm左右，保证了坡口3间隙。由于堆焊缝不需要清除，成为了坡口3内焊缝的一部分，因此保证了焊接过程中坡口3间隙。同时避免了坡口3内垫铁需要气刨清除且须重新打磨坡口3，垫铁清除后坡口3收缩导致间隙变小，引起打底焊未熔透等问题，进一步提高了生产效率和焊接质量。
42.s3、h型钢组立；采用点焊缝将在h型钢组立机上将腹板与上翼板、下翼板组装成整体。
43.在h型钢组立机上将腹板与上、下翼板组装成整体，采用点焊缝固定，点焊缝避开
焊缝垫层4(堆焊缝)，点焊缝质量应与该t形接头焊缝要求一致。
44.s4、t形接头组合焊缝焊接；将t形接头组合焊缝分为打底层5、填充层6和填盖面层7三部分，其中，采用80％ar 20％co2气体保护焊焊接打底层5，co2气体保护焊焊接填充层6,填盖面层7焊接采用自动埋弧焊。
45.如图3所示，t形接头组合焊缝分为打底层5、填充层6和填盖面层7三部分。传统的方法通常采用二氧化碳气体保护焊打底，飞溅较大。且因坡口3较深，清理飞溅等困难。而采用埋弧焊填充时，由于埋弧焊接时无法观察到坡口3和熔池，非常容易出现偏弧情况而造成未熔合缺陷，并且坡口3内埋弧焊焊渣清理较困难。
46.本发明实施例采用了80％ar 20％co2气体保护焊打底和co2气体保护焊填充，80％ar 20％co2气体保护焊具有熔深大、飞溅小等特点，容易保证打底层熔透。采用co2气体保护焊进行填充，由于采用明弧焊接，因此很容易观察焊接熔池情况从而保证坡口3内焊缝质量。t形接头焊接坡口3留2～3mm深度不填充，填盖面层7焊接采用自动埋弧焊，自动埋弧焊盖面后焊缝成形美观。
47.在一个实施例中，进行步骤s1，首先采用火焰切割，将腹板切割成k形坡口，并预留机械加工余量；而后采用u(j)形坡口3机加工成双面u(j)形坡口3。腹板坡口3采用联合加工方法，先采用火焰切割，将腹板切割成k形坡口，预留少量的机械加工余量(如2mm左右)，然后用u(j)形坡口机将u(j)形坡口3一次加工成形。既提高了生产效率，又保证了坡口3精度。
48.在一个实施例中，预留的机械加工余量为1.5mm～2.5mm之间。
49.在一个实施例中，当腹板的厚度为40mm时，焊缝垫层4的厚度为3mm，直径为15mm。
50.在一个实施例中，步骤s4中，填充层6焊接完成后，t形接头焊接坡口3留2～3mm深度，以便于后续进行填盖面层7焊接，使得埋弧焊盖面后焊缝成形美观。
51.在一个实施例中，打底层5焊接采用1.2mm直径的焊丝时，焊接电流为220～250a，焊接速度为550～650mm/min。为保证打底焊熔透和减小坡口3间隙收缩，故而采用大焊接电流和大焊接速度，打底焊焊接电流选用220～250a(焊丝直径为1.2mm)，焊接速度为600mm/min左右。同时由于气体保护焊为明弧焊接，因此很容易观察焊接熔池情况从而保证坡口3内焊缝质量。
52.在一个实施例中，坡口3钝边厚度为1mm。
53.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。