[发明专利]一种多层多道焊道设计方法

说明书

本发明涉及一种多层多道焊道设计方法，包括以下步骤获取总填充截面积S，根据焊接坡口尺寸获得余高最大允许值时，焊丝总填充截面积S；获取单道焊缝所占截面积S₁，根据焊丝直径d、送丝速度δ和焊接速度υ获得单道焊缝所占截面积S₁；获得焊道总条数n，根据所述总填充截面积S和单道焊缝所占截面积S₁得到焊道总条数n；根据焊道总条数n设计焊道。该方法能够通过参数化计算将焊接参数、坡口参数、焊道排布相互关联起来用于焊接工艺设计，实现多层多道焊焊道精准规划和焊道定量预测，进而实现焊接生产过程精细化管理，提高产品质量的一致性。

技术领域

本发明涉及一种多层多道焊道设计方法，属于焊接技术领域。

背景技术

随着环境、资源与社会发展之间的矛盾不断加剧，绿色制造逐渐成为全球共识；时代的进步和生产技术的革新，催生了新一代制造业的发展方向——智能制造。绿色制造成为制造业的发展趋势之一，同时把智能制造作为我国制造业转型升级的主攻方向。机械制造业既是能源资源消耗的大户，也是环境污染的重要来源，发展绿色制造成为大势所趋，简单来说即是节约资源，减少污染；随着大数据、物联网、人工智能、云计算等新一代技术的深入发展，智能制造成为创造新动能、提升企业竞争力的关键举措，例如虚拟制造、仿真预测、智能工厂等新技术的系统应用，能大大缩短开发周期，降低开发成本。

在焊接工艺设计过程中，传统上接头细节设计只包含坡口特征参数、焊接方法和推荐焊接参数，至于坡口中焊道填充细节并未做具体要求，全凭操作工人经验行事，这一“模糊操作”一定程度上导致了焊接产品质量的不稳定性。

发明内容

本发明为了提升焊接产品质量的稳定性，提供了一种参数化的多层多道焊焊道设计方法，该方法能够通过参数化计算将焊接参数、坡口参数、焊道排布相互关联起来用于焊接工艺设计，实现多层多道焊焊道定量预测，进而实现焊接生产过程精细化管理，提高产品质量的一致性。

本发明所采取的技术方案为：一种多层多道焊道设计方法，包括以下步骤获取总填充截面积S，根据焊接坡口尺寸获得余高最大允许值时，焊丝总填充截面积S；

获取单道焊缝所占截面积S₁，根据焊丝直径d、送丝速度δ和焊接速度υ获得单道焊缝所占截面积S₁；

获得焊道总条数n，根据所述总填充截面积S和单道焊缝所占截面积S₁得到焊道总条数n；

根据焊道总条数n设计焊道。

进一步的，所述焊接坡口为V型坡口，所述焊接坡口尺寸包括坡口角度θ、钝边e、间隙宽度a；所述焊丝总填充截面积S计算方法为：

A获得焊缝熔宽b

式中：a为间隙宽度，t为工件厚度，e为钝边，θ为坡口角度；

B获得焊丝总填充截面积S

式中：λ为等效系数，b为焊缝熔宽，h为焊缝余高，a为间隙宽度，t为工件厚度，e为钝边，θ为坡口角度；

在焊接坡口为V型坡口，根据焊道总条数n设计焊道具体为：焊道数量从打底层向上逐层递增，所述打底层为置于焊缝中最下层中的焊道。

进一步的，所述焊缝余高h满足h≤1+0.1b，且h不超过5mm。