[发明专利]一种超厚钢板S型焊接坡口及加工方法

说明书

本发明公开了一种超厚钢板S型焊接坡口及加工方法，S型坡口是V型坡口与U型坡口两种坡口的组合体，先采用火焰直线切割进行V型坡口加工，再采用碳弧气刨进行V型坡口面根部刨槽，形成小U型坡口面，最后角磨机清理表面，具有节省焊接辅材、降低劳动强度、提高效率，在实际加工中操作方便、不受场地约束、所采用机具简单、加工周期短等优点，采用S型坡口对加工焊接钢结构桥梁、钢结构高层建筑等工程厚钢板的焊接加工能够起到提高工效、降低成本的良好作用，解决了减小焊接变形、稳定了杆件几何尺寸及所用焊接辅材多少与坡口大小的矛盾，在厚板焊接主要接头形式中均可以使用，能节省焊材30％以上，工效提高40％以上。

技术领域

本发明属于钢结构加工技术领域，尤其涉及一种超厚钢板S型焊接坡口及加工方法。

背景技术

随着我国金属材料科学的发展，钢材冶金技术、推动了铁路、高层高钢结构建筑等工程技术的发展，设计新颖，造型独特，特别是大跨度桥梁、高层钢结构如雨后春笋，尤其是工程所用的材料品种越来越多，钢材的厚度越来越厚。焊接技术虽然也得到了较大的提升，但在钢结构工程加工制造过程中，仍然保持着传统的加工方法，其中焊接坡口加工目前没有较大突破。减少焊接材料、减小焊接变形及内应力，需要机加工来完成，增加了成本，影响工效；火焰切割提高了工效，降低的成本，但所用的焊接材料增加、焊接变形增大，内应力变大。而诸多的坡口类型及加工，均在工程造价、结构类型、板材厚度等方面优化取舍，选用加工制造工艺。坡口加工目前有刨削、铣、火焰切割等直接加工而成，无法做到完美优化。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种超厚钢板S型焊接坡口及加工方法。S型坡口及加工方法加工操作简便、高效，减少了焊接材料，降低了焊接劳动强度，整体提高了工效，更主要可以减小焊接变形及焊接应力，在实际加工制造过程中真正起到降劳、节能、提效、降低成本。

本发明的具体技术方案如下：

一种超厚钢板S型焊接坡口，包括钢板本体，所述钢板本体的一侧设置S型坡口，使得所述钢板的一侧形成刨削区和焊材节省区，所述S型坡口的角度为25°～40°。

作为优选的技术方案，所述S型坡口的角度为30°。

作为优选的技术方案，以焊枪护套直径与坡口面所接触点为基点向下划出圆弧至坡口底边上2～5mm位置，形成所述刨削区。

作为优选的技术方案，以所述钢板本体一侧的45°坡口线，45°坡口线与优化S型坡口边形成区域为焊材节省区。

一种如上所述的一种超厚钢板S型焊接坡口的坡口加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：S型坡口设计：

对所要焊接的常规接头形式进行坡口优化：

1)先确定原V型坡口角度，焊枪枪嘴距坡口底边小于20mm；

2)以焊枪护套直径与坡口面所接触点为基点，以焊枪能够自由活动，减少焊丝融入量、减小焊接时间为原则作最小坡口角度优化；

3)以焊枪护套直径与坡口面所接触点为基点向下划出圆弧至坡口底边上2mm位置，作为刨削范围；

步骤2：单边V型坡口加工：

当确定好加工坡口角度后，采用直线火焰切割机按工艺设计的坡口角度进行切割，其切割工艺参数按常规切割工艺参数及操作步骤进行调制切割，完成火焰切割坡口，形成S型坡口上半部坡口；

步骤3：碳弧气刨刨削：

火焰切割坡口完成后，根据钢板厚度及工艺设计要求，在坡口面下半部分采用石笔划出碳弧气刨范围边线；刨削时从上至下，分层分道逐层刨削，每层刨削厚度不超过3mm，刨削后的单边坡口形状如半个水滴，刨削整体宽度宽窄一致，刨面相对高差不超过0.5mm，完成S型坡口下半部坡口；