一種改進的平板對接埋弧焊接方法
【專利摘要】本發明公開了一種改進的平板對接埋弧焊接方法，包括：a.打磨接頭：用砂輪將平板焊件的待焊接端面進行打磨，清除水銹、夾雜鐵末及氧化皮；b.拼接：將打磨后的焊件懸空放在一起，使得待焊接端面間的距離不大于1mm；c.提高工件溫度：用火焰將焊件的待焊接端面加熱至85～110℃；d.填充焊：對焊件的一面進行焊接，焊接的熔深為焊件厚度的30％～40％，層間溫度為120～145℃；e.工件翻轉：將焊件翻轉180°；f.填充焊：焊接另一面，焊接的熔深為焊件厚度的60％～70％；g.探傷。本發明通過采用雙面懸空填弧焊接，減少了二氧化碳保護焊打底等工序，提高了焊接速度；在焊接前提高焊件的溫度，避免了焊件點焊后放置時容易受潮氧化導致焊接時產生的氣孔，提高了焊接的質量。
【專利說明】一種改進的平板對接埋弧焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種改進的平板對接埋弧焊接方法，屬于埋弧焊接【技術領域】。
【背景技術】
[0002]埋弧自動焊，是指電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒的一種自動焊方法，是目前廣泛使用的一種高效的機械化焊接方法，廣泛應用于鍋爐、壓力容器、石油化工、船舶、橋梁、冶金及機械制造工業中。
[0003]平板對接是焊接中常見的焊接形式，通常的焊接工藝是開Y形坡口或X形坡口，比如接頭開50°坡口時，就需要把兩塊板氣割分別開25°坡口。焊接通常經過如下11道焊接工序:開坡口——打磨坡口——拼接——打底焊——清楚藥皮——填充焊(3?5遍)——工件翻轉——清根——打磨——填充焊——探傷。對接焊縫多為受力焊縫，須經射線探傷合格才能使用，因此，焊接過程需要有經驗的焊工對每一道工序都要細致到位，精心操作。但是以上的平板對接焊接方法存在以下缺陷:不僅工藝復雜、焊接速度慢、數控切割精度較低、焊接變形不易控制(一般焊接前后都需要做反變形處理)，而且焊件點焊后放置時容易受潮氧化導致焊接時產生氣孔，從而影響焊接的質量；同時現有的焊接方法故障率高，焊縫金屬的強度和韌性低，焊接質量一般。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于，提供一種改進的平板對接埋弧焊接方法，它可以有效解決現有技術中存在的問題，尤其是工藝復雜、焊接速度慢以及焊件點焊后放置時容易受潮氧化導致焊接時產生氣孔，從而影響焊接的質量的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案:一種改進的平板對接埋弧焊接方法，包括以下步驟:
[0006]a.打磨接頭:用砂輪將平板焊件的待焊接端面進行打磨，清除水銹、夾雜鐵末及氧化皮；
[0007]b.拼接:將打磨后的焊件懸空放在一起，使得待焊接端面間的距離不大于Imm ；
[0008]c.提高工件溫度:用火焰將焊件的待焊接端面加熱至85?110°C ；
[0009]d.填充焊:對焊件的一面進行焊接，焊接的熔深為焊件厚度的30%?40%，層間溫度為120?145°C ；
[0010]e.工件翻轉:將焊件翻轉180° ；
[0011]f.填充焊:焊接另一面，焊接的熔深為焊件厚度的60%?70% ;
[0012]g.探傷。
[0013]步驟d中，對焊件的一面進行焊接，焊接的熔深為焊件厚度的30 %?40 %，從而可以起到較好的定位作用，且保證焊件不會變形(如果第一次焊接的面焊的太多，會引起較大的變形，所以第一次焊接的面焊的少，另外一面焊的多)；步驟f中，焊接另一面，焊接的熔深為焊件厚度的60%?70%，從而可以保證工件完全焊透。[0014]優選的,步驟d和步驟f中，所述的焊件的厚度為6?22mm,焊絲直徑為4?5mm,焊接電流為380?1050A，電弧電壓為30?40V，焊接速度為38?63cm/min。
[0015]更優選的，步驟d和步驟f中，若焊件的厚度為6mm，則焊絲直徑為4mm，對焊件一面進行焊接的電流為380?420A、電弧電壓為30V、焊接速度為58cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為430?470A、電弧電壓為30V、焊接速度為55cm/min ;若焊件的厚度為8mm，則焊絲直徑為4mm，對焊件一面進行焊接的電流為440?480A、電弧電壓為30V、焊接速度為50cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為480?530A、電弧電壓為31V、焊接速度為50cm/min ;若焊件的厚度為IOmm時,則焊絲直徑為4mm,對焊件一面進行焊接的電流為530?570A、電弧電壓為31V、焊接速度為46cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為590?640A、電弧電壓為33V、焊接速度為46cm/min ;若焊件的厚度為12mm時，則焊絲直徑為4mm，對焊件一面進行焊接的電流為620?660A、電弧電壓為35V、焊接速度為42cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為680?720A、電弧電壓為35V、焊接速度為41cm/min ;若焊件的厚度為14mm，則焊絲的直徑為4mm，對焊件一面進行焊接的電流為680?720A、電弧電壓為37V、焊接速度為41cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為730?770A、電弧電壓為40V、焊接速度為38cm/min ;若焊件的厚度為16mm,則焊絲直徑為5mm,對焊件一面進行焊接的電流為800?850A、電弧電壓為34?36V、焊接速度為63cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為850?900A、電弧電壓為36?38V、焊接速度為43cm/min ;若焊件的厚度為17mm，則焊絲直徑為5mm，對焊件一面進行焊接的電流為850?900A、電弧電壓為35?37V、焊接速度為60cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為900?950A、電弧電壓為37?39V、焊接速度為48cm/min ;若焊件的厚度為18mm,則焊絲直徑為5mm,對焊件一面進行焊接的電流為850?900A、電弧電壓為36?38V、焊接速度為60cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為900?950A、電弧電壓為38?40V、焊接速度為40cm/min ;若焊件的厚度為20mm，則焊絲直徑為5mm，對焊件一面進行焊接的電流為850?900A、電弧電壓為36?38V、焊接速度為42cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為900?1000A、電弧電壓為38?40V、焊接速度為40cm/min ;若焊件的厚度為22mm，則焊絲直徑為5mm，對焊件一面進行焊接的電流為900?950A、電弧電壓為37?39V、焊接速度為45cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為1000?1050A、電弧電壓為38?40V、焊接速度為40cm/min。
[0016]本發明的步驟d和步驟f中，若焊縫長度為200?300_時，則定位點的數量少，定位焊長度為70?IOOmm ;若焊縫長度為300?500mm時，則定位點的數量多，定位焊長度為50?70mm，采用以上條件，從而可以獲得強度大、變形小、質量較優的焊件成品。
[0017]發明人進行了一系列實驗，以選擇本發明提供的平板對接埋弧焊接方法的工藝條件等，證明本發明焊接方法的有效性。
[0018]實驗例I待焊接端面間的距離對焊接效果的影響
[0019]發明人選用厚度為6?22mm的焊件，將待焊接端面間的距離分別設置為0、0.5、
1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0mm，采用常規的焊接條件進行焊接，結果顯示:當待焊接端面間的距離小于Imm時，大電流不僅不會將焊件燒穿，而且焊縫金屬的強度和韌性最好。
[0020]實驗例2焊接電流、電弧電壓及焊接速度對焊接效果的影響發明人選用厚度為6?22mm的焊件，在焊絲直徑為4?5mm，采用不同的焊接電流、電弧電壓和焊接速度進行焊接，結果顯示(如圖1?圖9):焊接電流為380?1050A，電弧電壓為30?40V，焊接速度為38~63cm/min時，所得焊件的斷面的齒鋸形狀較好，數控切割精度較高；焊接電流小于380A時，焊件未焊透，熔深較小，電弧的穩定性也較差；焊接電流大于1050A時，由于電流較大，從而導致鋼板燒穿，而且還使得焊縫余熱過高，熱影響區較大，促使焊件發生嚴重的變形；電弧電壓小于30V時，會導致焊縫高而窄，而且還會造成母材熔化不足、焊縫成形不良及脫渣困難等問題；電弧電壓大于40V時，則焊縫內容易產生裂紋，而且還會使得電弧突破熔渣的覆蓋，熔化金屬失去保護而與空氣接觸，進而導致密集氣孔的問題；焊接速度小于38cm/min時，則會形成易裂的“蘑菇形”焊縫，或產生燒穿、夾渣、焊縫不規則等問題；焊接速度大于63cm/min時，電弧對母材加熱的熱量減少，熔寬明顯減小，同時焊接速度過快還會導致咬邊、未焊透、焊縫粗糙不平等問題。而當采用以下表1的條件時，所得焊件的斷面的齒鋸形狀最好，數控切割精度最高。
[0021]表1
[0022]
【權利要求】
1.一種改進的平板對接埋弧焊接方法，其特征在于，包括以下步驟: a.打磨接頭:用砂輪將平板焊件的待焊接端面進行打磨，清除水銹、夾雜鐵末及氧化皮； b.拼接:將打磨后的焊件懸空放在一起，使得待焊接端面間的距離不大于Imm; c.提高工件溫度:用火焰將焊件的待焊接端面加熱至85~110°C； d.填充焊:對焊件的一面進行焊接，焊接的熔深為焊件厚度的30%~40%，層間溫度為 120 ~145°C ； e.工件翻轉:將焊件翻轉180°； f.填充焊:焊接另一面，焊接的熔深為焊件厚度的60%~70%; g.探傷。
2.根據權利要求1所述的改進的平板對接埋弧焊接方法，其特征在于，步驟d和步驟f中，所述的焊件的厚度為6~22mm，焊絲直徑為4~5mm，焊接電流為380~1050A，電弧電壓為30~40V，焊接速度為38~63cm/min。
3.根據權利要求2所述的改進的平板對接埋弧焊接方法，其特征在于，步驟d和步驟f中，若焊件的厚度為6mm，則焊絲直徑為4mm，對焊件一面進行焊接的電流為380~420A、電弧電壓為30V、焊接速度為58cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為430~470A、電弧電壓為30V、焊接速度為55cm/min ;若焊件的厚度為8mm，則焊絲直徑為4mm，對焊件一面進行焊接的電流為440~480A、電弧電壓為30V、焊接速度為50cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為480~530A、電弧電壓為31V、焊接速度為50cm/min ;若焊件的厚度為IOmm時，則焊絲直徑為4mm，對焊件一面進行焊接的電流為530~570A、電弧電壓為31V、焊接速度為46cm/min,對焊件另一面進行焊接的電流為590~640A、電弧電壓為33V、焊接速度為46cm/min ;若焊件的厚度為12mm時，則焊絲直徑為4mm，對焊件一面進行焊接的電流為620~660A、電弧電壓為35V、焊接速度為42cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為680~720A、電弧電壓為35V、焊接速度為41cm/min ;若焊件的厚度為14mm，則焊絲的直徑為4mm，對焊件一面進行焊接的電流為680~720A、電弧電壓為37V、焊接速度為41cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為730~770A、電弧電壓為40V、焊接速度為38cm/min ;若焊件的厚度為16mm,則焊絲直徑為5mm，對焊件一面進行焊接的電流為800~850A、電弧電壓為34~36V、焊接速度為63cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為850~900A、電弧電壓為36~38V、焊接速度為43cm/min ;若焊件的厚度為17mm,則焊絲直徑為5mm,對焊件一面進行焊接的電流為850~900A、電弧電壓為35~37V、焊接速度為60cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為900~950A、電弧電壓為37~39V、焊接速度為48cm/min ;若焊件的厚度為18mm，則焊絲直徑為5mm，對焊件一面進行焊接的電流為850~900A、電弧電壓為36~38V、焊接速度為60cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為900~950A、電弧電壓為38~40V、焊接速度為40cm/min ;若焊件的厚度為20mm，則焊絲直徑為5mm，對焊件一面進行焊接的電流為850~900A、電弧電壓為36~38V、焊接速度為42cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為900~1000A、電弧電壓為38~40V、焊接速度為40cm/min ;若焊件的厚度為22mm，則焊絲直徑為5mm，對焊件一面進行焊接的電流為900~950A、電弧電壓為37~39V、焊接速度為45cm/min，對焊件另一面進行焊接的電流為1000~1050A、電弧電壓為38~40V、焊接速度為 40cm/mino
4.根據權利要求1~3任一所述的改進的平板對接埋弧焊接方法，其特征在于，步驟d和步驟f中，若焊縫長度為200~300mm時，則定位焊長度為70~IOOmm ;若焊縫長度為300~500mm時，則定 位焊長度為50~70mm。
【文檔編號】B23K9/18GK104002029SQ201410250529
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】王海芳, 陳曉明, 汪澄, 王濤 申請人:東北大學