[发明专利]一种K型坡口厚板的埋弧焊根部焊接和清根工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺技术，特别是一种K型坡口厚板的埋弧焊根部焊接和清根工艺。

背景技术

在采用K型坡口的厚板埋弧焊焊接中，由于受到坡口的限制以及埋弧焊焊接线能量相对较大的原因，造成坡口根部焊道脱渣困难，且坡口反面清根难度较大。工厂及试验室焊接厚板时反面清根采用的方法一般为碳弧气刨。为了确保清根彻底，碳弧气刨工很容易在直边一侧刨出一道根部凹槽，使得直边一侧在根部呈内凹弧状，并且气刨后的反面坡口平直度较差，这样不仅增加了打磨的困难而且很容易导致后续焊接产生未熔合和夹渣等焊接缺陷。

中国专利号为CN200610117500.9的专利描述了一种对管子进行混合气体打底不清根的焊接方法，但它的实施对象为V型坡口的管子单面对接焊，对于需双面焊接的K型坡口不能适用。中国专利号为CN201010579763.8的专利描述了一种中厚板X型坡口的不清根埋弧焊焊接工艺，但是坡口钝边太小直接进行较大热输入量的埋弧焊焊接时极易焊穿，对于K型坡口更不能适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种K型坡口厚板的埋弧焊根部焊接和清根工艺，解决现有埋弧焊焊接清根采用的碳弧气刨工序劳动强度大、劳动量大的问题，去除劳动强度和劳动量大的碳弧气刨清根工序，简化厚板埋弧焊焊接的清根和清渣难度，以提高K型坡口厚板的埋弧焊焊接效率和减轻工人的劳动强度。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种K型坡口厚板的埋弧焊根部焊接和清根工艺，包括：

（1）、坡口型式设置：坡口型式为非对称K型坡口，坡口较深的为正面，较浅的为反面，正面坡口和反面坡口角度均为45°~50°，根部不留钝边，坡口装配间隙为2～3mm；

（2）、打底焊接：焊接时，采用脉冲电流下的实心焊丝进行K型坡口试板正面根部焊道的打底焊接，使根部焊道熔透后，部分焊缝金属透过坡口反面，完成打底焊接；焊接时采用氩气和二氧化碳的混合气体保护；

（3）、清根：焊接后，再用砂轮机对坡口反面根部进行打磨修整，从而达到清根的目的；

（4）、熔合焊接：最后采用大电流下的气体保护焊进行坡口反面根部的熔合焊接，保护气体采用氩气和二氧化碳的混合气体。

本专利所称的不留钝边，即斜边侧的坡口正面斜面和反面斜面直接相交。

所述的氩气和二氧化碳的混合气体，优选的氩气和二氧化碳的混合气体为体积比80%氩气+20%二氧化碳的混合气体。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

1、减少了埋弧焊根部焊道清渣和焊接试板反面坡口打磨修整等大量的焊接辅助时间。在一副尺寸为1000mm（长）×500mm（宽）×60mm（厚）的钢板上采用本发明的根部焊接和清根工艺后再进行埋弧焊焊接与采用传统埋弧焊焊接相比，能节约焊接时间200分钟左右，提高焊接效率30%以上；

2、去除了碳弧气刨工序，减少了焊接噪音和粉尘的排放，减轻了焊工的劳动强度并大大减少了焊工和打磨工人在高分贝噪音下的危害时间。

附图说明

图1是传统埋弧焊K型坡口型式。

图2是本发明焊接工艺K型坡口型式。

图中，竖直高度为35mm的斜面为坡口正面，背对的斜面为坡口反面。

具体实施方式

选用两副尺寸为1000mm（长）×500mm（宽）×60mm（厚）的钢板。一副采用传统埋弧焊工艺进行焊接；另一副采用本发明工艺后再进行埋弧焊焊接。焊接电流、焊接电压和焊接材料等均一致。采用传统埋弧焊工艺的试板选用图1中坡口型式，先进行正面坡口焊接，正面焊接完成后碳弧气刨清根，打磨干净后再进行反面坡口的焊接。采用本发明工艺的试板选用图2中坡口型式，根部焊接、清根后再进行正、反面坡口的埋弧焊焊接。焊接时采用氩气和二氧化碳的混合气体保护，混合气体为组成体积比80%氩气+20%二氧化碳；埋弧焊焊接参数见表1，试验各个工序及使用的时间见表2，砂轮打磨和碳弧气刨工序的噪声有害因素测评见表3。

表1  埋弧焊焊接参数

表2  两种焊接工艺下效果对比

表3  噪声有害因素测评表

两副试板经超声波探伤后，均100%合格，确保了焊接质量。从表2中，我们可以清楚地看到，采用本发明工艺根部焊接、清根后再进行埋弧焊焊接，与传统埋弧焊工艺相比，减少了碳弧气刨及气刨后的坡口打磨修整时间，且大大缩短了焊接时间，很大程度上提升了焊接效率。从表3我们可以看出，碳弧气刨和砂轮打磨的噪音危害较大，采用本发明工艺后，将工人受噪音和金属粉尘污染的130分钟缩短成35分钟，在一定程度上改善了工人的工作环境，并且极大程度地降低了工人的劳动强度。因此，与传统的埋弧焊相比，采用本发明的根部焊接和清根工艺再进行K型坡口厚板埋弧焊焊接，达到了降低工人劳动强度、提高焊接效率的效果。