專利名稱：單面焊陶質焊接襯墊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及輔助焊縫良好成型的焊接襯墊，具體地指一種單面焊陶質焊接襯墊。
背景技術：
陶質襯墊焊接是一種以特殊陶質材料為依托、使焊縫強制成型的高效、優質、低成本焊接方法。這種焊接方法避免了清根、仰焊、以及狹窄封閉環境內的作業，減輕了焊接工人的勞動強度，使焊接生產效率成倍提高，焊接質量得到有效保障。保證焊縫背面成型質量的重要因素之一是陶質焊接襯墊的成型槽。在已有的陶質焊接襯墊中，其成型槽大多設計呈凹圓弧面形，人們普遍認為只有采用這種圓弧面成型槽，才能形成圓弧面形狀的焊縫。但是，在實際焊接過程中科研人員發現這種圓弧面成型槽容易產生以下問題其一，圓弧面成型槽與焊接構件坡口尖端之間的空間較為狹小，貯渣能力非常有限，熔渣很容易擠入焊縫邊緣而引起咬邊現象；其二，圓弧面成型槽底部最低處與電弧能量密度高斯分布尖端相對應，使得圓弧面最深處產生的熱沖擊最大，產生的熔深最大，形成指狀熔深，背面焊縫容易形成脊背；其三，圓弧面成型槽對裝配間隙、對中位置和焊接規范比較敏感，稍有偏離就會導致焊縫成型質量缺陷。如果加大圓弧面成型槽的深度，焊縫余高也會相應增高，焊縫雖然飽滿了，也無咬邊現象了，但余高太大，也不符合焊接要求。為了得到余高小的焊縫效果，人們往往采取較小的圓弧面成型槽，但成型槽越小所導致的焊縫質量問題也越嚴重。
發明內容
本實用新型的目的在于從根本上解決現有圓弧面成型槽陶質焊接襯墊所存在的各種問題，提供一種適應性廣、可確保焊縫成型質量的單面焊陶質焊接襯墊。
為實現此目的，本實用新型所提出的單面焊陶質焊接襯墊，包括陶質襯墊塊，所述陶質襯墊塊的頂面上設計有底部為平面狀的焊縫成型槽。所述焊縫成型槽的截面形狀可以是倒梯形、矩形或橢圓過渡角形中的一種，這幾種截面形狀的平底成型槽結構簡單實用、制作方便。
所述焊縫成型槽是影響焊縫背面成型尺寸及質量的重要因素，它有兩個關鍵特征參數槽寬a和槽深b。一般而言，槽寬a根據焊接構件的裝配間隙確定，槽深b則根據焊縫的余高要求確定。當槽寬a＝5mm～30mm、槽深b＝0.1mm～3.5mm時，基本上可以含概所有尺寸參數的焊接構件。通常情況下都不希望焊縫余高過大，因此在焊接構件的裝配間隙不是特別大的情況下，例如裝配間隙≤12mm的情況下，此時槽寬a＝6mm～15mm、槽深b＝0.4mm～1.5mm即可滿足絕大部分焊縫的成型要求。在焊接工藝要求的裝配間隙為5mm～8mm的情況下，若槽寬a＝9mm～14mm、槽深b＝0.5mm～1.3mm，將會獲得焊縫余高適中、焊趾過渡圓滑，焊縫飽滿均勻的理想焊縫成型。
本實用新型的優點在于所設計呈平底形狀的焊縫成型槽，一方面加大了焊縫邊緣的貯渣空間，有效避免了咬邊缺陷的產生；另一方面抵擋了電弧能量密度高斯分布尖端的熱沖擊，使熱量分散，背面焊縫成型飽滿均勻，不會形成脊背。同時，平底形狀的焊縫成型槽對焊接構件坡口的裝配間隙和對中位置均不敏感，可以使襯墊的焊接規范適應性更廣，這些都是傳統圓弧面成型槽所達不到的。
圖1為一種單面焊陶質焊接襯墊的剖視結構示意圖；圖2為另一種單面焊陶質焊接襯墊的剖視結構示意圖；圖3為第三種單面焊陶質焊接襯墊的剖視結構示意圖；圖4為傳統的單面焊陶質焊接襯墊的剖視結構示意圖；圖5為各種單面焊陶質焊接襯墊的使用裝配狀態示意圖；圖6為使用本實用新型襯墊所形成的飽滿焊縫狀態示意圖；圖7為使用傳統襯墊所產生的咬邊成型焊縫狀態示意圖；圖8為使用傳統襯墊所產生的不飽滿成型焊縫狀態示意圖；圖9為使用傳統襯墊所產生的脊背成型焊縫狀態示意圖；
圖10為使用傳統襯墊所產生的大余高成型焊縫狀態示意圖；具體實施例以下結合實施例、比較例和附圖對本實用新型作進一步的詳細描述實施例1如圖1所示的本實用新型陶質焊接襯墊，包括陶質襯墊塊1，陶質襯墊塊1的底面設置有兩道平行對中槽3，可以方便快捷地使陶質襯墊塊1對準焊接構件的裝配間隙中心。陶質襯墊塊1的項面設置有平面底形焊縫成型槽2，焊縫成型槽2的截面呈倒梯形，其槽寬a＝13mm、槽深b＝1.3mm。
實施例2如圖2所示的本實用新型陶質焊接襯墊，包括陶質襯墊塊1，陶質襯墊塊1的底面設置有兩道平行對中槽3。陶質襯墊塊1的頂面設置有平面底形焊縫成型槽2，焊縫成型槽2的截面呈矩形，其槽寬a＝12mm、槽深b＝0.5mm。
實施例3如圖3所示的本實用新型陶質焊接襯墊，包括陶質襯墊塊1，陶質襯墊塊1的底面設置有兩道平行對中槽3。陶質襯墊塊1的頂面設置有平面底形焊縫成型槽2，焊縫成型槽2的截面呈橢圓過渡角形，即成型槽的兩個邊角為橢圓形過渡角，其槽寬a＝15mm、槽深b＝1.0mm。
比較例1如圖4所示的傳統陶質焊接襯墊，包括陶質襯墊塊1，陶質襯墊塊1的底面設置有一條對中槽3。陶質襯墊塊1的頂面設置有呈圓弧面形的焊縫成型槽2，其槽寬a＝12mm、槽深b＝1.2mm。
比較例2如圖4所示的傳統陶質焊接襯墊，包括陶質襯墊塊1，陶質襯墊塊1的底面設置有一條對中槽3。陶質襯墊塊1的頂面設置有呈圓弧面形的焊縫成型槽2，其槽寬a＝8mm、槽深b＝0.5mm。
比較例3如圖4所示的傳統陶質焊接襯墊，包括陶質襯墊塊1，陶質襯墊塊1的底面設置有一條對中槽3。陶質襯墊塊1的頂面設置有呈圓弧面形的焊縫成型槽2，其槽寬a＝15mm、槽深b＝1.6mm。
分別將上述實施例和比較例中的陶質襯墊塊1與鋁箔壓敏膠5粘貼在一起，再將鋁箔壓敏膠5連同陶質襯墊塊1粘貼到焊接構件4上進行焊接試驗，裝配狀態如圖5所示，實驗條件如下試驗鋼板板厚12mm，低碳鋼；坡口形狀V形坡口，角度50°～60°；焊接方法半自動CO2氣體保護焊；焊接材料Ф1.2mm藥芯焊絲；焊接規范170A×24V；210A×27V；250A×29V；裝配間隙4mm；8mm；12mm。
焊接試驗結果如下表一所示表一
表一中各符號的意義⊙表示焊縫成形飽滿均勻；○表示焊縫成形不飽滿；+表示脊背成形；×表示有咬邊；●表示焊縫余高偏大。
由表一可以看出本實用新型實施例1～3，無論在大中小規格、規范及不同焊縫間隙的情況下，均能獲得良好的焊縫成型。如圖6所示，焊縫6的余高受到焊縫成型槽2的槽深b的理想控制，成型飽滿均勻，不會產生咬邊的現象。
而比較例1～3采用的是傳統的圓弧面成型槽，對間隙及焊接規范的適應范圍很窄，焊縫6的成型容易出現如圖8所示的不飽滿問題，嚴重時會產生如圖9所示的脊背、以及如圖7所示的咬邊等缺陷。對于深度較大的大圓弧面成型槽，其焊縫6的余高如圖10所示也相應增大，更不能滿足規范焊接的要求。
綜上所述，本實用新型所提出的平底成型槽是一種十分理想的設計方案，與傳統的圓弧面成型槽相比具有明顯的優越性，完全可以取而代之，以實現完美的焊縫成型。另外需要特別指出的是人們往往認為倒梯形、矩形及橢圓過渡角形成型槽會產生與其相應形狀的焊縫，這是想當然的，事實上這三種成型槽均能實現如圖6所示的理想圓弧過渡焊縫。試驗中還注意到，在焊接規范很小的情況下，如電流150安培、電壓23伏，本實用新型實施例1～3仍然能獲得良好的焊縫成型質量；而傳統的圓弧面成型槽，只在槽深尺寸控制合適的情況下，焊縫成型質量才較理想。因此，傳統的圓弧面成型槽適應的焊接規范范圍小，而本實用新型提出的平底成型槽可以滿足各種規范的焊接要求。
權利要求1.一種單面焊陶質焊接襯墊，包括陶質襯墊塊(1)，其特征在于所述陶質襯墊塊(1)的頂面上設置有底部為平面狀的焊縫成型槽(2)，所述焊縫成型槽(2)的槽寬a＝5mm～30mm、槽深b＝0.1mm～3.5mm。
2.根據權利要求1所述的單面焊陶質焊接襯墊，其特征在于所說的焊縫成型槽(2)的槽寬 a＝6mm～15mm、槽深b＝0.4mm～1.5mm。
3.根據權利要求1所述的單面焊陶質焊接襯墊，其特征在于所說的焊縫成型槽(2)的槽寬a＝9mm～14mm、槽深b＝0.5mm～1.3mm。
4.根據權利要求1或2或3所述的單面焊陶質焊接襯墊，其特征在于所說的焊縫成型槽(2)的截面形狀為倒梯形、矩形或橢圓過渡角形中的一種。
5.根據權利要求1或2或3所述的單面焊陶質焊接襯墊，其特征在于所說的陶質襯墊塊(1)的底面上設置有兩道平行對中槽(3)。
6.根據權利要求4所述的單面焊陶質焊接襯墊，其特征在于所說的陶質襯墊塊(1)的底面上設置有兩道平行對中槽(3)。
專利摘要本實用新型公開了一種單面焊陶質焊接襯墊，它包括陶質襯墊塊，所述陶質襯墊塊的頂面上設計有底部為平面狀的焊縫成型槽。所述焊縫成型槽的截面形狀可以是倒梯形、矩形或橢圓過渡角形中的一種。該襯墊從根本上解決了現有圓弧面成型槽陶質焊接襯墊所存在的各種問題，一方面加大了焊縫邊緣的貯渣空間，有效避免了咬邊缺陷的產生；另一方面抵擋了電弧能量密度高斯分布尖端的熱沖擊，使熱量分散，背面焊縫成型飽滿均勻，不會形成脊背。同時，平底焊縫成型槽對焊接構件坡口的裝配間隙和對中位置均不敏感，具有適應性廣、可確保焊縫成型質量等諸多優點。
文檔編號B23K9/02GK2912893SQ20062009626
公開日2007年6月20日 申請日期2006年4月20日 優先權日2006年4月20日
發明者汪小根, 肖詩祥 申請人:武漢天高熔接材料有限公司