專利名稱：一種厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法
技術領域：
本發明涉及鋼結構制造領域的中厚板對接與角接焊接方法，特別是 涉及一種厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接生產方法。背景技術：
箱型梁/柱由四塊板(即兩塊翼緣板和兩塊腹板)組成，翼緣板與 腹板之間的連接構成四道角焊縫，按強度需要分段設計成全焊透坡口 (CP)與局部焊透坡 口 (PP)兩種形式，如圖l所示。 箱形梁/柱四條主焊縫傳統的制作、焊接工藝流程是下料采用數控火焰切割機 進行柱壁板切割，開坡口方法為碳弧氣刨切割單邊V型坡口 ，下料完成后進行調直校正，為 保證柱身板拼裝準確，需制備組裝胎膜。組裝順序為首先以上翼緣板為基準，然后劃出橫 隔板與腹板的裝配位置線，進行U型組立，隔板焊接采用手工電弧焊焊接，隔板的最后兩道 焊縫用電渣焊的方法進行焊接。最后組裝下翼緣板，組裝完成后柱身主體焊接采用單絲埋 弧自動焊接，焊接設置引弧塊和熄弧塊。箱形柱焊接完成后進行調直矯正，后用端頭銑床進 行銑端面。由于傳統箱形梁/柱制作工藝操作復雜，勞動強度大，生產效率低下，因此，已很 少被大、中等規模的鋼結構制造廠家使用。目前許多鋼結構制造廠家都是將腹板開坡口或 腹板和翼緣板同時開坡口組裝成如圖2、圖3所示的坡口形式，采用單絲進行打底焊、填充 焊后蓋面焊。但這樣的制作過程既增加了開坡口的工作量，也增加了焊絲的填充量和焊接 時間，工作效率低，焊接質量也不易保證。這是因為焊接層數越多，層間清理越多，處理不干 凈就容易出現夾渣的緣故。 隨著國民經濟的發展，高層鋼結構綠色建筑已成為本領域的未來發展趨勢，箱形 梁/柱的生產應用更加廣泛，對接與角接組合焊縫越來越多，質量要求越來越嚴，焊接生產 效率要求不斷提高。雙絲雙弧焊接箱形結構的對接與角接組合焊縫， 一次成型的埋弧焊接 方法有著廣泛的應用前景。
發明內容
本發明的目的是提供一種建筑鋼結構厚板箱形梁(柱)結構對接與角接組合焊縫 雙絲雙弧埋弧焊接制作方法，腹板坡口角度減小，減少了機加工工作量，提高了生產效率； 翼緣板開坡口減少了焊接缺陷(未熔合及防止層狀撕裂)；并且省去了多層多道焊接當中 的許多麻煩，避免了層間缺陷的產生。
本發明所采用的技術方案 —種厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，采用計算機數控機床輔助下料控制 翼緣板、腹板尺寸并加工出翼緣板、腹板坡口 ，然后在腹板坡口背面組裝點焊襯板，襯板與 腹板密貼，將所述翼緣板、腹板組成箱形梁/柱，箱形梁/柱的翼緣板、腹板形成對接或角接 焊縫形式，其特征是 (1)在厚板箱形梁/柱的翼緣板、腹板加工過程中，在腹板的兩長邊同側開單面坡 口，坡口沿腹板厚度方向開設，坡口角度為20。
±2° ，坡口深度為板厚的1/3，并預留一定 量的鈍邊，然后在腹板坡口背面組裝點焊襯板，在翼緣板的兩長邊同側單面開25。 ±2° 的坡口 ，翼緣板的坡口深度與腹板坡口深度相同，
(2)焊接時，將箱形梁/柱平行于焊機軌道平放置在工作臺上，首先對箱形梁/柱 的上平面的兩條主焊縫分別采用兩把焊槍同時同向施焊，采用單面雙絲雙弧埋弧焊工藝， 一次焊接成型，采用同樣方法，對箱形梁/柱的另外兩條主焊縫施焊。 所述的厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，適用板厚在20 30mm范圍內，對 同一條主焊縫施焊的兩把焊槍縱列式排列，前絲為直流，極性采用直流反接法，即焊絲接正 極；后絲為交流。 所述的厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，雙絲雙弧埋弧焊采用共熔池狀態 下焊接，電源選用縱列式DC/AC或AC/AC匹配電源；采用縱列式DC/AC匹配電源時，焊絲直 徑小為4. 0mm，前絲電流DC :920 950A，電壓32 34V ;后絲AC :820 850A，電壓38 42V ;焊接速度450 480V/mm. min—、焊劑采用SJIOI。
本發明的有益積極效果 1、本發明的鋼結構箱形梁(柱)主焊縫制作和焊接工藝方法，中厚板用雙絲雙弧
一次焊接成型，操作簡便，焊接一次合格率高，生產效率高，提高了箱形梁(柱)生產的自動
化程度，在鋼結構制造領域極具推廣和應用價值。本發明的箱形梁柱的腹板厚度方向開1/3
坡口，留鈍邊相當大，翼緣板開25。左右的坡口。腹板坡口角度減小，減少了機加工工作量，
提高了生產效率；翼緣板開坡口減少了焊接缺陷(未熔合及防止層狀撕裂)；省去了多層多
道焊接當中的許多麻煩，像層間清理；避免層間缺陷的產生，生產簡單方便。 2、本發明厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，對箱形梁或柱的四條主焊縫采
用兩側四把焊槍同時同向施焊，內加襯墊一次焊接成型，產生的的焊接變形可以互相抵消，
即將箱形梁的焊接變形消除在焊接過程中，解決了箱形構件焊接變形的問題。對于16
30mm厚的對接與角接組合焊縫箱形結構的四條主焊縫，采用單面雙絲雙弧埋弧焊工藝，可
以一次焊接成型，與單絲多層多道埋弧焊相比，焊接生產效率可提高2.5倍以上，大大提升
了構件質量和制造效率，使鋼結構箱形結構柱梁更加便于生產制造。這一方法對于中厚板
鋼結構箱形結構的梁柱制作具有較高的實際應用價值和可觀的社會效益。 3、本發明應用于中厚板箱形梁四條主焊縫的焊接，與適當的坡口、焊絲、焊劑匹配
以及選用恰當的焊接參數，可以大幅度提高熔敷率和焊接速度，無間隙、大鈍邊可以減少開
坡口加工量以及焊接填充量，焊接效率高，節約材料，降低了生產成本，并能得到良好的焊
縫外觀。經超聲波(UT)探傷檢驗滿足GB11345-89B II級要求，具有很好的經濟效益和社
會效果。
四
圖1是箱形梁(柱)結構示意圖； 圖2、圖3為目前箱形梁(柱)四條主焊縫通用的加工制作接頭形式示意圖(圖2 是圖1中C-C向剖視圖，圖3是圖2中B處放大圖)； 圖4是本發明的箱形結構梁(柱)對接與角接組合焊縫的橫剖示意圖；
圖5是圖4中A處放大圖 圖6是本發明的鋼結構箱形梁(柱)埋弧雙絲焊接縱列布置形式示意圖；
圖7是本發明腹板坡口形式以及組裝襯板后示意圖；
圖8是本發明翼緣板坡口形式示意圖。
圖中標號1為腹板，2為翼緣板，3為襯板，4為隔板，5為埋弧雙絲焊后絲，6為前絲。
五具體實施例方式
實施例一 參見圖1、圖4 8，本發明厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，適 用板厚在20 30mm范圍內，采用計算機數控機床輔助下料控制翼緣板2、腹板1尺寸并加 工出翼緣板、腹板坡口，然后在腹板1坡口背面組裝點焊襯板3，襯板3與腹板1密貼，將所 述翼緣板2、腹板1組成箱形梁/柱，箱形梁/柱的翼緣板、腹板形成對接或角接焊縫形式， 翼緣板和腹板組成箱形后的形狀以及四條主焊縫裝配形式如圖4、圖5所示。本發明與目前 箱形梁(柱)四條主焊縫通用的加工制作方法不同的是(l)在厚板箱形梁/柱的翼緣板、 腹板加工過程中，在腹板的兩長邊同側開單面坡口，坡口沿腹板厚度方向開設，坡口角度為 20° ±2° ，坡口深度為板厚的1/3，并預留一定量的鈍邊，然后在腹板坡口背面組裝點焊 襯板，在翼緣板的兩長邊同側單面開25。 ±2°的坡口，翼緣板的坡口深度與腹板坡口深 度相同，(2)焊接時，將箱形梁/柱平行于焊機軌道平放置在工作臺上，首先對箱形梁/柱 的上平面的兩條主焊縫分別采用兩把焊槍同時同向施焊，采用單面雙絲雙弧埋弧焊工藝， 一次焊接成型，有效的防止了焊接變形，然后采用同樣方法，對箱形梁/柱的另外兩條主焊 縫施焊。 其具體制作工藝流程如下數控切割下料(數控多頭切割機)——隔板、腹板坡口 加工(銑邊機)——隔板組立(隔板組立機)——焊道周圍打磨——腹板組裝襯板——裝隔 板——U形組立(箱形組立機)——編號(打鋼印)——焊接隔板(C02焊兩邊)——UT檢 驗——箱形組立(箱形組立機)——焊接隔板(電渣焊另兩邊)——UT檢驗——主焊縫焊 接(雙絲雙弧埋弧焊)——UT檢驗——鋸端頭(鋸床)——銑端面(端面銑床)——附件組 裝焊接——打磨、清理——檢驗——拋丸除銹(拋丸清理機)——涂裝(無氣噴涂機)—— 漆膜檢驗——移置編號——發運。 其中隔板組立就是將下料加工坡口后的隔板加裝襯板，所述隔板為矩形，中心設 有灌漿孔、周邊設有透氣孔，邊界尺寸小于箱形梁(柱)的內腔。四周邊在同一側面加工單 面坡口 ，在坡口背面密貼襯板且預留一定的間隙量。腹板組立就是將下料加工坡口后的腹 板加裝襯板組成圖7所示的部件。翼緣板下料加工坡口形式見圖8所示。
實施例二 本實施例厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，對同一條主焊縫施 焊的兩把焊槍縱列式排列，前絲為直流，極性采用直流反接法，即焊絲接正極；后絲為交流。 所述的厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，雙絲雙弧埋弧焊采用共熔池狀態下焊接， 電源采用縱列式DC/AC匹配電源，焊絲直徑小為4. 0mm，前絲電流DC:920 950A，電壓 32 34V ;后絲AC :820 850A，電壓38 42V ;焊接速度450 480V/亂min—、焊劑采用 SJIOI。 縱列式DC/AC的匹配電源可以選用林肯DC-1200/AC-1000匹配，極性采用直流反 接即焊絲接正極。在焊接時埋弧雙絲布置如圖6所示，雙絲之間的距離不能過小，過小時則 綜合電流強大，會導致焊件被燒穿；也不可太大，若大了則會造成拉渣現象，產生夾渣等缺 陷。 本發明厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，電源可以選用縱列式DC/AC或AC/AC匹配電源；雙絲雙弧埋弧焊采用共熔池狀態下焊接，焊接電流單絲在800A左右，若采用 熔煉焊劑(如SH431)，則熔池上部熔化的焊劑呈現劇烈的翻騰狀態，造成焊劑不能完全覆 蓋弧光，會在焊縫金屬中出現夾渣、裂紋等缺陷；采用燒結焊劑就能避免上述情況的產生。
權利要求
一種厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，采用計算機數控機床輔助下料控制翼緣板、腹板尺寸并加工出翼緣板、腹板坡口，然后在腹板坡口背面組裝點焊襯板，襯板與腹板密貼，將所述翼緣板、腹板組成箱形梁/柱，箱形梁/柱的翼緣板、腹板形成對接或角接焊縫形式，其特征是(1)在厚板箱形梁/柱的翼緣板、腹板加工過程中，在腹板的兩長邊同側開單面坡口，坡口沿腹板厚度方向開設，坡口角度為20°±2°，坡口深度為板厚的1/3，并預留一定量的鈍邊，然后在腹板坡口背面組裝點焊襯板，在翼緣板的兩長邊同側單面開25°±2°的坡口，翼緣板的坡口深度與腹板坡口深度相同，(2)焊接時，將箱形梁/柱平行于焊機軌道平放置在工作臺上，首先對箱形梁/柱的上平面的兩條主焊縫分別采用兩把焊槍同時同向施焊，采用單面雙絲雙弧埋弧焊工藝，一次焊接成型，采用同樣方法，對箱形梁/柱的另外兩條主焊縫施焊。
2. 根據權利要求1所述的厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，其特征是對同一 條主焊縫施焊的兩把焊槍縱列式排列，前絲為直流，極性采用直流反接法，即焊絲接正極； 后絲為交流。
3. 根據權利要求2所述的厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，其特征是雙絲雙 弧埋弧焊采用共熔池狀態下焊接，電源選用縱列式DC/AC或AC/AC匹配電源；采用縱列式 DC/AC匹配電源時，焊絲直徑小為4. Omm，前絲電流DC :920 950A，電壓32 34V ;后絲 AC :820 850A，電壓38 42V ;焊接速度450 480V/mm. min—、焊劑采用SJ101。
全文摘要
本發明涉及鋼結構制造領域的中厚板對接與角接焊接方法，特別是涉及一種厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接生產方法。腹板和翼緣板采用計算機輔助下料，在腹板的兩長邊同側沿腹板厚度方向開單面坡口，坡口角度為20°±2°，深度為板厚的1/3，并預留鈍邊，在翼緣板的兩長邊同側單面開25°±2°的坡口，翼緣板的坡口深度與腹板坡口深度相同，焊接時，將箱形梁/柱平行于焊機軌道平放置在工作臺上，對箱形梁/柱的四條組合主焊縫分別采用兩把焊槍同時同向施焊，采用單面雙絲雙弧埋弧焊工藝，一次焊接成型。本發明焊接一次合格率高，生產成本低，解決了傳統箱形構件焊接變形的問題，提高了箱形梁(柱)生產的自動化程度，在鋼結構制造領域極具推廣和應用價值。
文檔編號B23K33/00GK101780591SQ201010139070
公開日2010年7月21日 申請日期2010年4月6日 優先權日2010年4月6日
發明者劉冠林, 宋統戰, 李 昊, 栗偉, 王艮, 許志民 申請人:河南天豐鋼結構有限公司