一種h型鋼免清根埋弧焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種型鋼焊接方法，具體是用于焊接腹板厚度大于等于14_的H型鋼 免清根埋弧焊方法，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] H型鋼生產(chǎn)中，焊接厚度大于等于14mm的腹板且有全熔透焊接要求時(shí)，傳統(tǒng)的方 法通常采用開(kāi)小鈍邊，氣保焊打底，埋弧焊填充蓋面，碳弧氣刨清根和背面焊縫的埋弧焊的 工藝，以確保焊縫根部的焊接質(zhì)量。
[0003] 碳弧氣刨清根是目前鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)中常用的方式，可用于全位置清根，便于清除焊 縫根部缺陷，但是其也存在缺點(diǎn)：1)產(chǎn)生煙霧、噪音很大、粉塵污染以及弧光輻射；2)焊縫 缺陷不易徹底清除干凈，而且氣刨后的焊口形狀不規(guī)則，焊接質(zhì)量難以控制；3)碳弧氣刨 清根時(shí)，會(huì)伴隨大量的熱輸入，易造成焊接變形，同時(shí)會(huì)造成資源的過(guò)度浪費(fèi)。因此有必要 推廣免清根的工藝。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)的埋弧焊免清根工藝熱輸入量大，鈍邊小，焊道層數(shù)較多，如公開(kāi)號(hào)為 CN102950370A，名稱為"一種焊接腹板厚度大于16mm的H型鋼埋弧焊工藝方法"的發(fā)明專 利即屬于此類技術(shù)，其背面及根部焊接參數(shù)為：電流720-730A，電壓36-39V，焊接速度40? 50cm/min ;厚腹板焊接時(shí)，K型對(duì)稱坡口角度為60 ± 2°，鈍邊1?2mm，坡口填充量增加，焊 接效率低下；因此，在14mm以上厚腹板焊接中，留小鈍邊進(jìn)行焊接難以保證H型鋼焊接生產(chǎn) 的質(zhì)量和效率，而免清根焊接工藝需要同時(shí)保證質(zhì)量和效率，才能促進(jìn)效益的增長(zhǎng)。
[0005] 根據(jù)國(guó)標(biāo)GBT 985-2008,腹板厚度大于等于12mm時(shí)，坡口角度適宜取30°? 50°，鈍邊適宜取4?10_，與雙V型對(duì)稱坡口相似，必要時(shí)可進(jìn)行打底焊。然而，鈍邊較大 時(shí)，又難以保證焊縫根部的質(zhì)量，此時(shí)，需要清根才能保證背面焊縫的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述目前H型鋼免清根焊接工藝存在的難以滿足厚度 14_及以上的腹板焊接免清根的需要，克服焊接效率低和焊接質(zhì)量差的缺陷，利用脈沖電 弧的挖掘特性，提出一種成本低、適用性好、焊接效率高的H型鋼免清根埋弧焊方法，以很 好地改善焊縫質(zhì)量，提高焊縫熔深，免除清根這道工序。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的H型鋼免清根埋弧焊方法的技術(shù)方案是：
[0008] 一種H型鋼免清根埋弧焊方法，用于對(duì)腹板與兩邊的翼板的焊接，包括將腹板開(kāi) 坡口的步驟、去除坡口表面及焊縫附近的氧化皮、鐵銹和油污的步驟、組對(duì)及控制組對(duì)間隙 并對(duì)腹板和翼板進(jìn)行點(diǎn)焊的步驟、定位焊處理的步驟、將H型鋼放置在H型鋼焊接胎具上的 步驟以及焊接步驟，其特征在于：所述的將腹板開(kāi)坡口的步驟中，將14_及以上厚度的腹 板開(kāi)K型坡口，該腹板的鈍邊大于等于12mm，坡口角度為70±2° ;所述的焊接步驟中，增 加脈沖電流功能，該脈沖電流功能的合理匹配使用的可調(diào)參數(shù)包括：電流基值350-400A， 電流峰值800-1000A，脈沖占空比60?70%，脈沖頻率1-1. 5Hz，電壓30?35V，焊接速度 380-410mm/min，焊縫的焊接次序?yàn)椋涸诟拱鍍蓚?cè)先焊正面，然后翻轉(zhuǎn)H型鋼焊接對(duì)角面，按 對(duì)角線交錯(cuò)順序依次進(jìn)行埋弧焊焊接。
[0009] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的組對(duì)及控制組對(duì)間隙并對(duì)腹板和翼板進(jìn)行點(diǎn)焊的步驟 中，組對(duì)間隙為0?1mm，點(diǎn)焊時(shí)焊絲軸線對(duì)準(zhǔn)間隙中心，焊絲軸線垂直于水平面。
[0010] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的將H型鋼放置在H型鋼焊接胎具上的步驟中，所述的腹板 的放置位置與水平面的夾角為25-45°。
[0011] 該工藝方法包含如下具體步驟：
[0012] 焊前準(zhǔn)備：
[0013] 1)將14mm及以上厚度的腹板開(kāi)鈍邊12mm或大于12mm的K型坡口，坡口角度為 70±2° ;
[0014] 2)去除坡口表面及焊縫附近的氧化皮、鐵銹和油污，打磨光滑；
[0015] 3)組對(duì)，控制組對(duì)間隙為0-lmm，同時(shí)保證焊絲軸線對(duì)準(zhǔn)間隙中心，焊絲軸線垂直 于水平面，并對(duì)腹板和翼板進(jìn)行點(diǎn)焊；
[0016] 4)定位焊處進(jìn)行打磨處理，以不影響焊絲通過(guò)為參考基準(zhǔn)；
[0017] 5)將H型鋼放置在H型鋼焊接胎具上，使得腹板的放置位置與水平面的夾角為 25-45。。
[0018] 焊接：
[0019] 6)在腹板兩側(cè)按對(duì)角線交錯(cuò)順序依次進(jìn)行埋弧焊焊接，焊接時(shí)先焊正面，然后 翻轉(zhuǎn)H型鋼焊接對(duì)角面；增加脈沖電流功能，對(duì)該脈沖電流功能的可調(diào)參數(shù)進(jìn)行合理匹 配使用，H型鋼正面及對(duì)角面的焊接參數(shù)可取范圍包括：電流基值350-400A，電流峰值 800-1000A，脈沖占空比60?70%，脈沖頻率1-1. 5Hz，電壓30?35V，焊接速度380-410mm/ min〇
[0020] 上述工藝方法步驟中，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)特征為：
[0021] 1.步驟1)中所述腹板開(kāi)K型坡口的特征為：坡口角度大于常規(guī)方法中的坡口角 度，鈍邊大于常規(guī)方法中的鈍邊；所述坡口角度為70±2°，鈍邊大于等于12mm，從而為機(jī) 械加工及焊接節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率。
[0022] 2.步驟6)與現(xiàn)有技術(shù)存在差別，傳統(tǒng)方法的焊接參數(shù)有焊接電流、焊接電壓、焊 接速度等，而本發(fā)明增加了脈沖電流這一功能；所述脈沖電流功能的可調(diào)參數(shù)有電流基值、 電流峰值、脈沖頻率和脈沖占空比4個(gè)參數(shù)，脈沖電流功能參數(shù)的匹配調(diào)節(jié)能夠有效增加 焊接熔深，為全熔透T型焊縫奠定了基礎(chǔ)。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的H型鋼免清根埋弧焊接方法具有以下益處：
[0024] 1)與傳統(tǒng)H型鋼焊接工藝相比，本發(fā)明采用脈沖電流，作用于焊縫根部，利用脈沖 電流的振蕩和攪拌作用，在熱輸入降低的同時(shí)，增加了焊接的熔深，改善了接頭質(zhì)量，免除 了清根這道工序，提高了焊接效率，同時(shí)避免了清根時(shí)的煙霧、噪音、粉塵、弧光等危害，減 少了焊材的損耗，節(jié)省了大量的時(shí)間，從而減少了焊接的工作量，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì) 效益。
[0025] 2)對(duì)厚度14mm及以上的腹板，實(shí)現(xiàn)了鈍邊大于等于12mm、K型對(duì)稱坡口 70±2° 的H型鋼免清根埋弧焊，適用范圍廣，實(shí)用性強(qiáng)。
[0026] 3)與現(xiàn)有坡口加工工藝相比，鈍邊加大，減少了金屬的銑削量，節(jié)省了時(shí)間成本， 易于實(shí)現(xiàn)在工程中的應(yīng)用推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是本發(fā)明的示意圖。
[0028] 圖2是本發(fā)明H型鋼的焊道排序示意圖。
[0029] 圖3是本發(fā)明H型鋼焊接胎具的示意圖。
[0030] 圖4是采用常規(guī)工藝的16mm腹板T型接頭宏觀金相圖。
[0031] 圖5是采用本發(fā)明免清根工藝的16mm腹板T型接頭宏觀金相圖。
[0032] 附圖中的符號(hào)說(shuō)明：
[0033] 1-翼板，2-腹板，3-鈍邊，4一導(dǎo)電嘴，5-焊絲，6-H型鋼焊接胎具，7-焊縫， 8-焊縫，9一焊縫，10-焊縫。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 本發(fā)明所述H型鋼免清根埋弧焊方法使用埋弧焊控制器，焊前對(duì)腹板開(kāi)70±2° 坡口，鈍邊大于等于12mm，將組對(duì)好的H型鋼放置在焊接胎具上，選擇合適的焊件放置角 度，然后調(diào)節(jié)脈沖電流的電流基值、電流峰值、脈沖頻率、脈沖占空比、電弧電壓及焊接速 度；采用合適的焊接工藝對(duì)4道角焊縫依次進(jìn)行焊接。
[0035] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述 的實(shí)施例。
[0036] 實(shí)施例1 :
[0037] 本實(shí)例中H型鋼板厚度為16mm，母材材質(zhì)為Q235B，采用的焊絲為H08A，焊絲直徑 5mm，焊劑為SJlOl，要求全恪透免清根焊接。
[0038] 請(qǐng)參閱圖1，采用本發(fā)明所述方法包括以下步驟：
[0039] 焊前準(zhǔn)備：
[0040] 1)將腹板2開(kāi)K型對(duì)稱坡口，坡口角度為70°，鈍邊3為14mm;
[0041] 2)去除坡口表面及焊縫附近的氧化皮、鐵銹和油污，打磨光滑；
[0042] 3)組對(duì)，控制組對(duì)間隙為0. 5mm，同時(shí)保證焊絲5軸線對(duì)準(zhǔn)間隙中心，焊絲5軸線 垂直于水平面，并對(duì)腹板2和翼板1進(jìn)行點(diǎn)焊；
[0043] 4)對(duì)定位焊處進(jìn)行打磨處理，以不影響焊絲5通過(guò)為參考基準(zhǔn)；
[0044] 5)將H型鋼放置在H型鋼焊接胎具6上，結(jié)合參閱圖3,使得腹板2的放置位置與 水平面的夾角為35°。
[0045] 焊接：
[0046] 7)所述焊槍5焊接H型鋼正面的焊縫7、焊縫9及對(duì)角面的焊縫8、焊縫10,焊接 增加脈沖電流功能，對(duì)該脈沖電流功能的可調(diào)參數(shù)進(jìn)行合理匹配使用，H型鋼正面及對(duì)角 面的焊接參數(shù)為：電流基值400A，電流峰值1000A，脈沖占空比60%，脈沖頻率I. 5Hz，電壓 31. 5V，焊接速度 400mm/min。
[0047] 8)結(jié)合參閱圖2,所述焊槍5先焊正面焊縫7,然后翻轉(zhuǎn)H型鋼焊接對(duì)角面的焊縫 8,之后依焊縫9、焊縫10的順序進(jìn)行焊接，即在腹板2兩側(cè)按對(duì)角線交錯(cuò)順序依次進(jìn)行埋弧 焊焊接，各道焊縫焊接工藝相同，焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表1。
[0048] 表1焊接工藝參數(shù)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種H型鋼免清根埋弧焊方法，用于對(duì)腹板與兩邊的翼板的焊接，包括將腹板開(kāi)坡 口的步驟、去除坡口表面及焊縫附近的氧化皮、鐵銹和油污的步驟、組對(duì)及控制組對(duì)間隙并 對(duì)腹板和翼板進(jìn)行點(diǎn)焊的步驟、定位焊處理的步驟、將H型鋼放置在H型鋼焊接胎具上的 步驟以及焊接步驟，其特征在于：所述的將腹板開(kāi)坡口的步驟中，將14_及以上厚度的腹 板開(kāi)K型坡口，該腹板的鈍邊大于等于12mm，坡口角度為70±2° ;所述的焊接步驟中，增 加脈沖電流功能，該脈沖電流功能的合理匹配使用的可調(diào)參數(shù)包括：電流基值350-400A， 電流峰值800-1000A，脈沖占空比60?70%，脈沖頻率1-1. 5Hz，電壓30?35V，焊接速度 380-410mm/min，焊縫的焊接次序?yàn)椋涸诟拱鍍蓚?cè)先焊正面，然后翻轉(zhuǎn)H型鋼焊接對(duì)角面，按 對(duì)角線交錯(cuò)順序依次進(jìn)行埋弧焊焊接。
2. 如權(quán)利要求1所述的H型鋼免清根埋弧焊方法，其特征在于：所述的組對(duì)及控制組 對(duì)間隙并對(duì)腹板和翼板進(jìn)行點(diǎn)焊的步驟中，組對(duì)間隙為〇?1_，點(diǎn)焊時(shí)焊絲軸線對(duì)準(zhǔn)間隙 中心，焊絲軸線垂直于水平面。
3. 如權(quán)利要求1所述的H型鋼免清根埋弧焊方法，其特征在于：所述的將H型鋼放置 在H型鋼焊接胎具上的步驟中，所述的腹板的放置位置與水平面的夾角為25-45°。
【專利摘要】一種H型鋼免清根埋弧焊方法，包括將腹板開(kāi)坡口步驟、去除坡口表面及焊縫附近的氧化皮、鐵銹和油污步驟、組對(duì)及控制組對(duì)間隙并對(duì)腹板和翼板進(jìn)行點(diǎn)焊步驟、定位焊處理步驟、將H型鋼放置在H型鋼焊接胎具上步驟以及焊接步驟，所述將腹板開(kāi)坡口的步驟中，將14mm及以上厚度的腹板開(kāi)K型坡口，該腹板的鈍邊大于等于12mm，坡口角度為70±2°；所述焊接步驟中，增加脈沖電流功能，其合理匹配使用的可調(diào)參數(shù)包括：電流基值350-400A，電流峰值800-1000A，脈沖占空比60～70％，脈沖頻率1-1.5Hz，電壓30～35V，焊接速度380-410mm/min，焊縫的焊接次序?yàn)椋涸诟拱鍍蓚?cè)先正面后翻轉(zhuǎn)對(duì)角面，按對(duì)角線交錯(cuò)順序依次進(jìn)行埋弧焊焊接。本發(fā)明增加了焊縫熔深，改善了焊縫質(zhì)量，免除了碳弧氣刨清根工序，具有成本低、適用性好、焊接效率高的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B23K9-18, B23K9-235, B23K9-025, B23K33-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104526135
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410667929
【發(fā)明人】周方明, 吳興祥, 王偉建, 陸煒
【申請(qǐng)人】上海滬臨重工有限公司, 滬東重機(jī)有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月20日