[发明专利]一种串联电极双面埋弧焊方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接领域，尤其涉及中厚板的双面单道次埋弧焊接方法。

背景技术

现代造船、建筑、桥梁等钢结构制造基本采用焊接方法进行连接，随着钢材制造水平的不断提高，钢板厚度不断提高，采用传统的多层多道焊接已不能满足高效焊接制造的要求，因此，各种适用于中厚板的高效焊接方法得到发展。FCB法采用三丝埋弧焊接方法，能够实现单面单道次焊接，但其需要在钢板反面坡口处加以铜衬垫，铜衬垫下方紧密铺好焊剂，操作繁琐，且对铜衬垫的安装及焊剂的铺设要求高，而且单道次的焊接往往会带来焊接热输入超过钢板承受能力，导致焊接热区强度与韧性不足的问题；气电立焊(EGW)和电渣焊(ESW)采用立焊的方法，能够对厚度达80mm厚的钢板一次性焊接成型，但该两种方法无法用于平焊，且其大焊接热输入同样会恶化焊接热区性能；另外，还有多种双面埋弧焊接方法焊接中厚板的，如专利CN102000901B所述的中厚板X形坡口埋弧焊焊接工艺，采用双面多层多道焊，该方法能够获得优异的焊接接头性能，但焊接效率低；又如专利CN105728911A所述的管线钢制管焊接工艺，采用多丝(四丝)埋弧焊接方法对钢板进行双面焊接，焊前需要进行预焊，增加了工序的复杂性，而且所焊钢板为12～15mm，不能应用于厚板。而在常规双面埋弧焊接中，焊接反面时由于无法保证根焊焊透而一般需要进行清根处理，清根容易造成局部增碳影响性能，而且清根噪音大，烟尘重，清根后需要打磨，加大了工作量，且工作环境恶劣。

本发明通过匹配焊接参数及焊接装配，可实现对中厚板进行双面单道次焊接，且焊接反面前无需清根处理，在保证焊接质量的同时提高焊接效率，工作环境优良，且避免了单道次焊透全板焊接热输入过大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中厚板的双面单道次埋弧焊接方法，以解决传统焊接方法效率低下问题，并解决目前已有高效焊接方法中的焊接工序复杂，焊接热输入过高，以及常规双面焊接需清根的问题，达到工序简单(直接拼装可焊，无需清根打磨)，焊接高效(正反面各焊接一道次)，环境友好(无清根噪音及烟尘污染)的目的。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种串联电极双面埋弧焊接方法，其特征在于：

1)串联电极中，第1电极(1)主要作用为焊接熔深，因此采用直流焊接。由于第1电极(1)所焊接位置为坡口间断，较细的焊丝更有利于提高电流密度，达到更大的熔深，因此采用直径为3.2～4.8mm的焊丝，焊接电流设置为750～1500A，焊接电压设置为24～30V。同时为达到免于清根同时保证焊透的效果，焊接电流需满足下式条件：

±20

I_2F＝1.1×I_1F；

采用拖焊形式，可以使相同焊接条件下得到更大的熔深，因此设置第1电极(1)后倾角α设置为5～15°；

第1电极(1)以后的电极的作用为填充坡口及盖面，因此第2(3)及第3(4)电极采用交流焊接，并采用直径为4.0～6.4mm的焊丝，焊接电流设置 为600～1200A，焊接电压设置为28～36V；同时，设置第2电极(3)前倾角β-5～15°及第3电极(4)前倾角γ0～15°是为了保证焊缝具有良好的成型；

为保证在不同焊接电流下焊接时不会影响导电嘴(2)正常工作，设置焊丝伸出导电嘴(2)25～40mm；

为保证所有电极焊接时形成一个焊接熔池(7)，各电极间的距离不宜过大，距离过小也会导致电极间的相互干扰，因此，设置第1、第2、第3电极焊丝端部相距15～30mm；

焊接速度设置为500～1500mm/min；

上述串联电极组的位置关系如图1所示。

2)为满足前述串联电极组焊接时能够达到应有效果，所焊钢板的坡口尺寸及拼装方式应满足：正面坡口角度35～55°，反面坡口角度40～60°，钝边8～12mm，拼装间隙0.5～3.0mm。

3)采用前述串联电极组进行焊接时，包含下述步骤：

①钢板(5)清理，去除坡口及坡口两侧油污、铁锈及水分等；

②采用夹具机械固定，保留间隙后在反面进行点焊固定并焊接引弧板、收弧板；

③进行正面焊接：第1电极(1)在引弧板上引弧，引燃后第2(3)、第3(4)电极顺序起弧，焊接完成后在收弧板收弧；

④进行反面焊接：第1电极在(1)引弧板上引弧，引燃后第2(3)、第3(4)电极顺序起弧，焊接完成后在收弧板收弧；

⑤清理焊后钢板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：