振動篩箱形梁角接接頭單面j形坡口全熔透焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼板結構件全熔透焊縫焊接技術領域，具體是一種振動篩箱形梁角接接頭單面J形坡口全熔透焊接方法。
【背景技術】
[0002]香蕉形直線振動篩上有一種安裝激振器的橫梁(以下簡稱橫梁)，屬于一種典型的半封閉箱形梁焊接結構，該類結構設計多采用角接接頭搭接的內、外角焊縫形式，見附圖1。目前，與此箱形梁結構類似的角接接頭開單面坡口焊，通用的做法是預留對接間隙，采用在翼板內側加焊接墊板的方法保證焊縫全熔透，見附圖2。但對于振動篩產品，其篩體質心設計是篩機可靠性考量的一個關鍵因素，橫梁處于篩體的形心部位，增加自身重量會改變篩機的質心位置。因此，設計上不允許采用永久性墊板。而采用可拆卸墊板，一方面涉及陶瓷、紫銅等特種材料，工程實施過于繁瑣，過程控制成本較高；另一方面因實施控制環節較多，控制不當背面焊縫反而會出現不同程度的根部未熔合和未焊透等缺陷，無法保證焊縫全部熔透。對于此類箱形梁小型結構的開單面坡口焊，除采用焊接墊板的方法外，也可以采用手工鎢極氬弧焊打底保證焊縫根部全熔透、再蓋面的焊接方法。但該方法對于振動篩橫梁結構焊接，因焊縫工作量較大，手工鎢極氬弧焊效率過低，焊接質量不易控制，人工成本也較尚O
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了解決類似振動篩箱形梁的角接接頭開單面J形坡口焊因不允許采用永久性墊板，以及采用可拆卸墊板會造成不同程度的焊縫根部未熔合和未焊透，無法保證焊縫全部熔透的問題，而提供一種振動篩箱形梁角接接頭單面J形坡口全熔透焊接方法。本發明中香蕉形直線振動篩的箱形梁結構設計為角接接頭開單面坡口焊形式，該箱形梁結構包括底板、蓋板以及設于二者兩端之間的翼板，翼板的兩端外側開設坡口，見附圖2，本發明要求此焊縫100%全熔透，焊縫質量達到GB/T3323射線探傷標準中I級要求。目前，中、大型香蕉形直線振動篩中尚未發現此類箱形梁結構設計采用角接接頭開單面坡口焊形式。
[0004]從原理上講，焊縫單面焊雙面成形的關鍵在于熔池成形得以連續、穩態控制。例如焊條電弧焊對接接頭單面焊雙面成形的“連續熔孔控制技術”，其技術關鍵在于對接接頭坡口鈍邊、對接間隙、焊接工藝規范參數等的合理確定及嚴格控制，并在焊接過程中的熔池底部形成焊接熔孔并保持熔孔的連續及穩定。因此，通過對焊縫熔池成形的影響因素及其技術特征形成的定量要素指標進行有效控制，保持焊接過程中熔池成形狀態的連續、穩定，可以實現角接接頭開坡口單面焊雙面成形。因此，對于不加焊接墊板、實現類似振動篩橫梁結構的箱形梁的角接接頭單面坡口全熔透，本發明是通過如下技術方案實現的:
一種振動篩箱形梁角接接頭單面J形坡口全熔透焊接方法，包括如下步驟:
I)選用具有直線定位功能的通用焊接機器人，焊接機器人具備焊道軌跡示教功能；焊道軌跡示教功能能夠彌補構件裝配誤差造成的影響，保證焊槍軌跡與坡口焊道位置精度的一致性，同時發揮自動化焊接過程能夠得以穩定控制的優勢；
2)從母材本體上取材調試試板，保證坡口尺寸精度與產品技術要求嚴格一致，通過調試試板進行焊接工藝評定試驗，最終確定焊縫熔池成形影響因素及其技術特征形成的定量要素的控制指標，包括坡口類型及尺寸、焊絲點位置、焊槍傾角、焊絲干伸長、保護氣體及流量以及裝配間隙形成的定量要素的控制指標，對其進行嚴格有效控制，實現焊接過程的定量化、參數化及精細化，保持焊接過程中熔池成形得以連續、穩態控制；
3)在對焊接工藝評定試驗得到的定量要素的控制指標進行有效控制的前提下，通過焊接工藝評定試驗，確定與之匹配的焊接工藝規范參數，焊接工藝規范參數是決定焊縫熔池成形的決定性因素；
4)產品焊前準備:①零件坡口及尺寸精度嚴格通過機加保證，確保焊道直線度及焊接電弧的穩定性對定位焊縫進行修形，避免其影響焊接電弧；③清理坡口焊道及周圍無污物、雜質，避免污染進入熔池造成焊縫產生氣孔、夾渣等缺陷；
5)正式焊接產品:①通過焊接機器人直線定位功能進行焊道軌跡示教，②對定量要素的控制指標進行嚴格控制，③施焊前預先用焊槍在焊縫背面輸送保護氣體，隔絕空氣，④嚴格執行焊接工藝評定試驗確定的工藝規范參數。
[0005]進一步的，步驟2)中最終確定焊縫熔池成形影響因素及其技術特征形成的定量要素的控制指標如下:①坡口類型選擇J形坡口，J形坡口鈍邊P=2.5mm, J形坡口面角度β=25°，J形坡口過渡圓角度R=6 mm;②焊絲點位置即焊槍焊絲尖距離坡口鈍邊底部Lsd=L 0-1.5mm 焊槍傾角即焊絲軸向中心平面距離坡口面上邊距Ljd=L 0-1.5mm ;④焊絲干伸長即噴嘴邊沿距接頭梁板平面邊距Lgd=L 5-2.0mm ;⑤保護氣體選擇富氬保護氣(80%氬氣+20%C02)，保護氣體流量18-22L/min ;⑥裝配間隙即翼板坡口鈍邊底面距接頭梁板平面邊距c=0-0.5mm ;步驟3)中焊接工藝規范參數如下:焊接電流I=280± 10A，U=29±2v，焊接速度 400-450mm/min。
[0006]本發明方法不加焊接墊板，通過選用具有直線定位功能的通用焊接機器人，對焊縫熔池成形影響因素及其技術特征形成的定量要素指標進行有效控制，保持焊接過程中熔池成形得以連續、穩態控制，實現該類角接接頭單面J形坡口全熔透。
[0007]與現有技術相比，本發明的有益效果如下:
1)本發明方法不加焊接墊板，實現了類似振動篩箱形梁的角接接頭單面J形坡口焊全熔透，解決了類似振動篩箱形梁的角接接頭開單面J形坡口焊因不允許采用永久性墊板，以及采用可拆卸墊板因實施過程繁瑣控制不當會造成不同程度的焊縫根部未熔合和未焊透，無法保證焊縫全部熔透的問題；
2)本發明方法不加焊接墊板，避免了可拆卸墊板的額外加工成本及繁瑣過程的控制成本，簡化了焊接工藝過程，提高了工作效率，大大降低了綜合生產成本；
3)本發明方法采用目前焊接工程實踐中應用日益廣泛的通用焊接機器人(焊接速度400-600mm/min)，相比手工鎢極氬弧焊焊縫打底(焊接速度250-300mm/min )，效率提高了將近兩倍，同時大大降低了焊接操作人員的勞動強度，提升了產品的焊接質量。
【附圖說明】
[0008]圖1為箱形梁結構角接接頭搭接的內、外角焊縫橫剖圖。
[0009]圖2為箱形梁結構角接接頭開單面坡口焊橫剖圖。
[0010]圖3為J形坡口形式及尺寸特征放大圖。
[0011]圖4為焊縫熔池成形影響因素及其技術特征定量要素指標示意圖。
[0012]圖中:1_底板、2-翼板、3-蓋板、4-角接接頭搭接部位、5-角接接頭搭接內外角焊縫、6-焊接墊板、7-J形坡口、8-焊槍、9- J形坡口鈍邊、I O-J形坡口過渡圓角度、11-J形坡口面角度、12-焊絲點位置