[发明专利]一种提高双面焊焊接效率的方法

说明书

技术领域

本发明焊接工程领域，具体涉及一种提高双面焊焊接效率的方法。

背景技术

对小于6mm板厚的薄板结构的焊接，如果整体采用单面焊双面成型的焊接工艺方法理论上会造成较大的焊接变形，而且火工校正困难。目前，在小于6mm板厚的结构中，其对接焊缝全部都是采用V型坡口双面对称焊接的方式进行施工。根据实际焊接效果来看，这种工艺方法主要存在如下问题：

1、有些产品不得不需要在野外施工作业时，生产条件较差，没有大型的起重设备配合其结构的返身，背面焊缝的焊接工作较难实现；

2、有些产品不得不需要在野外施工作业时，由于受施工条件及场地的限制，造成仰焊位置空间狭窄，仰焊操作困难，对焊缝质量难以保证；

3、存在繁重的仰焊位置焊缝，大大增加了工人的劳动强度及操作难度；

4、正面焊缝焊完后，背面焊缝还需要采用碳弧气刨进行清根，砂轮机打磨清洁后才能实施焊接，增加了多个工种的工时，还增加了一倍多的焊接工作量，生产效率低。

而常规工艺上一直没有提供耐候钢陶质衬垫单面焊双面成型的技术支持，也没有明确此工艺方法的使用指导。

发明内容

钢材的碳当量越高，淬硬倾向越大，钢材的焊接性越差，特别是对于高强度耐候钢，碳当量较高，焊接热影响区存在一定的淬硬和冷裂倾向。现有的单面焊双面成型技术进行焊接时，需要在钢板的正面采用较大的电流施焊，以使焊缝背面强迫成形，但因采用大线能量焊接常导致焊接焊缝出现脆化。

因此，在实际生产过程中，无法采用单面焊双面成型技术对高强度耐候钢进行加工。为克服上述问题，本发明研究了单面焊双面成型技术的工艺参数对堆焊金属的显微组织与宏观力学性能的影响。结果表明，基体板材的种类、成型方法的不同，药芯焊丝的配方和焊接工艺参数变化很大，因此，本发明根据高强度耐候钢、单面焊双面成型的特点改进工艺，开发出了专用于焊接高强度耐候钢的药芯焊丝合金粉末和富氩气体保护焊焊接工艺，有效避免高强度耐候钢双面成型过程中裂纹和淬硬现象的产生，提高了堆焊金属的高温硬度、耐磨性能，并使其具有良好的韧性和抗裂性能。

本发明的目的是为了解决上述技术方案中的不足，而提供一种提高双面焊焊接效率的新方法，避免了高强度耐候钢结构的焊接制造中由于结构返身及背面焊缝焊接时带来的繁重工作，从而降低工人的劳动强度及操作难度，提高生产效率；同时又保证了整体焊接质量。

本发明的技术方案如下：

一种提高双面焊焊接效率的新方法，它包括以下步骤：

(1)对接板坡口处理：在厚度小于5.8mm的两张对接高强度耐候钢板上采用机械刨边方式加工焊接坡口，坡口角度为24゜～28゜，直接形成坡角，不留钝边；然后进行认真细致地打磨，焊接坡口内部及其两侧各35～45mm范围内，要严格清除氧化皮、铁锈、熔渣、油漆、油污、泥灰、水渍等脏物，直至坡口及其两侧表面露出金属光泽；

(2)板安装和点焊固定：将板采用V型坡口平对接安装，坡口间隙3.5～4.5mm，然后将中间开孔的加强肋安装坡口背面，再对坡口内进行点焊固定；加强肋可以采用厚度为5.6-5.8mm，宽度为72-76mm，长度为280-290mm的耐候钢板；

(3)加装陶质衬垫：在坡口背面粘贴陶质衬垫，陶质衬垫的中心线对准坡口的中心处；

(4)烘烤去潮：对坡口及其两侧35～45mm范围内烘烤去潮，来提高焊接质量；

(5)坡口焊接：包括第一层打底焊和第二层盖面焊，所述的第一层打底焊和第二层盖面焊均是以Ar和CO₂为保护气体，控制其流量18～20L/min，采用350A-380A的焊接电流，35V-38V的焊接电压，焊丝干伸长度为18～20mm，18～35m/h的焊接速度对坡口进行焊接；保护气体二氧化碳气和氩气的混合气体，二者的体积比为0.5-1:8，纯度应不小于99.50％。

所述打底焊和盖面焊采用的焊丝为药芯焊丝，所述药芯焊丝的配方以质量份计如下：电解锰4-8，45#硅铁2-6，钛铁1-4，金属铬20-35，高碳铬铁20-30，石墨0-5，钒铁2-6，钼铁12-18，钨粉2-4，镍粉4-8，氮化铝1-2，氮化钛2-6，钾长石1-2，氟硅酸钠1-4，大理石20-75，萤石20-25，钛白粉1-3，石英2-5，云母2-5。