專利名稱：單面焊陶質(zhì)焊接襯墊的制作方法
技術(shù)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(zhì)焊接襯墊。
背景技術(shù)：
陶質(zhì)襯墊焊接是一種以特殊陶質(zhì)材料為依托、使焊縫強制成型的高效、優(yōu)質(zhì)、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(huán)境內(nèi)的作業(yè)，減輕了焊接工人的勞動強度，使焊接生產(chǎn)效率成倍提高，焊接質(zhì)量得到有效保障。保證焊縫背面成型質(zhì)量的重要因素之一是陶質(zhì)焊接襯墊的成型槽。在已有的陶質(zhì)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(fā)現(xiàn)這種圓弧面成型槽容易產(chǎn)生以下問題其一，圓弧面成型槽與焊接構(gòu)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(xiàn)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(chǎn)生的熱沖擊最大，產(chǎn)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(guī)范比較敏感，稍有偏離就會導致焊縫成型質(zhì)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(xiàn)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(zhì)量問題也越嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于從根本上解決現(xiàn)有圓弧面成型槽陶質(zhì)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(zhì)量的單面焊陶質(zhì)焊接襯墊。
為實現(xiàn)此目的，本實用新型所提出的單面焊陶質(zhì)焊接襯墊，包括陶質(zhì)襯墊塊，所述陶質(zhì)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(jié)構(gòu)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(zhì)量的重要因素，它有兩個關鍵特征參數(shù)槽寬a和槽深b。一般而言，槽寬a根據(jù)焊接構(gòu)件的裝配間隙確定，槽深b則根據(jù)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(shù)的焊接構(gòu)件。通常情況下都不希望焊縫余高過大，因此在焊接構(gòu)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(yōu)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(chǎn)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(gòu)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(guī)范適應性更廣，這些都是傳統(tǒng)圓弧面成型槽所達不到的。


圖1為一種單面焊陶質(zhì)焊接襯墊的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為另一種單面焊陶質(zhì)焊接襯墊的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為第三種單面焊陶質(zhì)焊接襯墊的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為傳統(tǒng)的單面焊陶質(zhì)焊接襯墊的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為各種單面焊陶質(zhì)焊接襯墊的使用裝配狀態(tài)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(tài)示意圖；圖7為使用傳統(tǒng)襯墊所產(chǎn)生的咬邊成型焊縫狀態(tài)示意圖；圖8為使用傳統(tǒng)襯墊所產(chǎn)生的不飽滿成型焊縫狀態(tài)示意圖；圖9為使用傳統(tǒng)襯墊所產(chǎn)生的脊背成型焊縫狀態(tài)示意圖；
圖10為使用傳統(tǒng)襯墊所產(chǎn)生的大余高成型焊縫狀態(tài)示意圖；具體實施例以下結(jié)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(zhì)焊接襯墊，包括陶質(zhì)襯墊塊1，陶質(zhì)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(zhì)襯墊塊1對準焊接構(gòu)件的裝配間隙中心。陶質(zhì)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(zhì)焊接襯墊，包括陶質(zhì)襯墊塊1，陶質(zhì)襯墊塊1的底面設置有兩道平行對中槽3。陶質(zhì)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(zhì)焊接襯墊，包括陶質(zhì)襯墊塊1，陶質(zhì)襯墊塊1的底面設置有兩道平行對中槽3。陶質(zhì)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(tǒng)陶質(zhì)焊接襯墊，包括陶質(zhì)襯墊塊1，陶質(zhì)襯墊塊1的底面設置有一條對中槽3。陶質(zhì)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(tǒng)陶質(zhì)焊接襯墊，包括陶質(zhì)襯墊塊1，陶質(zhì)襯墊塊1的底面設置有一條對中槽3。陶質(zhì)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(tǒng)陶質(zhì)焊接襯墊，包括陶質(zhì)襯墊塊1，陶質(zhì)襯墊塊1的底面設置有一條對中槽3。陶質(zhì)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(zhì)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(zhì)襯墊塊1粘貼到焊接構(gòu)件4上進行焊接試驗，裝配狀態(tài)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(guī)范170A×24V；210A×27V；250A×29V；裝配間隙4mm；8mm；12mm。
焊接試驗結(jié)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(guī)格、規(guī)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(chǎn)生咬邊的現(xiàn)象。
而比較例1～3采用的是傳統(tǒng)的圓弧面成型槽，對間隙及焊接規(guī)范的適應范圍很窄，焊縫6的成型容易出現(xiàn)如圖8所示的不飽滿問題，嚴重時會產(chǎn)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(guī)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(tǒng)的圓弧面成型槽相比具有明顯的優(yōu)越性，完全可以取而代之，以實現(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)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(guī)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(zhì)量；而傳統(tǒng)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(zhì)量才較理想。因此，傳統(tǒng)的圓弧面成型槽適應的焊接規(guī)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(guī)范的焊接要求。
權(quán)利要求1.一種單面焊陶質(zhì)焊接襯墊，包括陶質(zhì)襯墊塊(1)，其特征在于所述陶質(zhì)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(jù)權(quán)利要求1所述的單面焊陶質(zhì)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(jù)權(quán)利要求1所述的單面焊陶質(zhì)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(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的單面焊陶質(zhì)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(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的單面焊陶質(zhì)焊接襯墊，其特征在于所說的陶質(zhì)襯墊塊(1)的底面上設置有兩道平行對中槽(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單面焊陶質(zhì)焊接襯墊，其特征在于所說的陶質(zhì)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(zhì)焊接襯墊，它包括陶質(zhì)襯墊塊，所述陶質(zhì)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(xiàn)有圓弧面成型槽陶質(zhì)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(chǎn)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(gòu)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(zhì)量等諸多優(yōu)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(yōu)先權(quán)日2006年4月20日
發(fā)明者汪小根, 肖詩祥 申請人:武漢天高熔接材料有限公司