平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺

摘要

本发明提供了一种平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺，其包括：S

说明书

技术领域

本发明涉及焊接领域，特别涉及一种平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型 工艺，适用于岸边集装箱起重机和散货机械行走机构用平衡梁的钢结构制作。

背景技术

在焊接领域中，由于埋弧焊具有焊接质量稳定、劳动条件好和焊接过程易 实现自动化等优点在焊接生产中得到了广泛的应用。主要应用于压力容器、箱 型梁柱、船舶以及管段等重要的钢结构制造业中。

目前，埋弧焊工序主要是FCAW打底、正面埋弧焊、反面碳弧气刨清根、 反面埋弧焊。背面碳弧气刨清根不仅增加了焊接生产周期和焊材成本，同时还 会产生粉尘烟雾、噪音弧光等污染，恶化工人的劳动环境。另外，由于碳弧的 热输入较大，易造成构件变形而影响焊接质量。所以如何保证焊缝的焊接质量 的前提下，尽量取消背面碳弧的气刨工序，充分发挥现有的焊接资源，提高生 产效率，改善工作环境，降低焊接生产成本，成为目前迫切需要解决的技术难 题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中埋弧焊工序复杂、生产效 率低且成本高的缺陷，提供一种平衡梁纵缝免清洗根全溶透埋弧焊成型工艺。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种平衡梁纵缝免清 根全溶透埋弧焊成型工艺，其特点在于，所述工艺包括以下步骤：

S₁、准备若干尺寸符合要求的板材，并对所述板材进行焊接工艺性试验和 焊接工艺评定；

S₂：检查所述板材表面的平整度，采用火焰切割对所述板材进行下料切割， 并通过铣床对板厚较大的重磅板进行纵缝位置铣斜坡处理；

S₃：采用火焰加工的方式对腹板和所述重磅板的纵缝位置进行切割，使腹 板和所述重磅板的纵缝位置均形成单边V形坡口；

S₄：通过打磨清除所述V形坡口处的残留氧化皮，对所述腹板与所述重磅 板进行组对，所述腹板与所述重磅板的坡口之间的间隙为平衡梁纵缝，所述平 衡梁纵缝包括坡口侧的正面纵缝和位于重磅板斜坡侧的背面纵缝；

S₅：对所述板材上的纵缝及纵缝附近进行火焰烘烤；

S₆：采用药芯焊丝气体保护焊对平衡梁的正面纵缝进行打底，采用埋弧焊 对平衡梁的正面纵缝依次进行填充盖面；

S₇：对所述平衡梁的背面纵缝进行打磨；

S₈：采用埋弧焊对所述平衡梁的背面纵缝进行盖面；

S₉：对所述平衡梁的纵缝进行超声波UT探伤和射线RT探伤；

S₁₀：采用火焰切割，切除纵缝上的引弧板和熄弧板；

S₁₁：对经检验合格的平衡梁进行标注，完成所述平衡梁纵缝免清根全溶透 埋弧焊成型工艺。

较佳地，所述步骤S₃中所述重磅板坡口的位置与所述斜坡位置位于两侧。

较佳地，所述步骤S₂中所述斜坡处理采用的斜坡比例为1:4。

较佳地，所述步骤S₃中所述单边V形坡口的角度为25°-30°。

较佳地，所述步骤S₄中所述腹板与所述重磅板的坡口之间的距离为 0-2mm。

较佳地，所述步骤S₆中所述药芯焊丝气体保护焊的焊丝直径为1.2mm，焊 接电流为180-240A，焊接电压为23-27V，焊接速度210-280mm/min。

较佳地，所述步骤S₆中所述埋弧焊在焊接正面纵缝时，填充第一道焊丝的直 径为4.8mm，焊接电流为500-550A，焊接电压为28-32V，焊接速度为 430-570mm/min；

其余焊道的焊接焊丝直径为4.8mm，焊接电流为550-650A，焊接电压为 29-34V，焊接速度为440-580mm/min。

较佳地，步骤S₈中所述盖面的焊丝直径为4.8mm，焊接电流为600-700A， 焊接电压为30-35V，焊接速度为430-570mm/min。

本发明的积极进步效果在于：

本发明平衡梁纵缝免清根全熔透埋弧焊成型工艺解决了钢结构中平衡梁纵 向焊缝背面免清根且全熔透的技术难题，达到了提高生产效率、改善工作环境、 降低劳动强度和焊接生产成本的目的，具有良好的社会效益和经济效益，工艺 先进可靠，操作简单，无需额外投入，可以进行适度的推广。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例 的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中板材的结构示意 图。

图2为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中重磅板的结构示 意图。

图3为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中腹板的结构示意 图。

图4为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中重磅板工艺坡口 的结构示意图。

图5为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中腹板工艺坡口的 结构示意图。

图6为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中重磅板和腹板组 装时的主视图。

图7为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中重磅板和腹板组 装时的俯视图。

图8为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中重磅板与腹板对 接时的结构示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明 还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开 的具体实施例的限制。

图1为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中板材的结构示意 图。图2为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中重磅板的结构示 意图。图3为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中腹板的结构示 意图。图4为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中重磅板工艺坡 口的结构示意图。图5为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺中腹 板工艺坡口的结构示意图。图6为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型 工艺中重磅板和腹板组装时的主视图。图7为本发明平衡梁纵缝免清根全溶透 埋弧焊成型工艺中重磅板和腹板组装时的俯视图。图8为本发明平衡梁纵缝免 清根全溶透埋弧焊成型工艺中重磅板与腹板对接时的结构示意图。

如图1至图8所示，本发明的一个实施例中公开了一种平衡梁纵缝免清根 全溶透埋弧焊成型工艺，其包括以下步骤：

步骤一、准备若干尺寸符合要求的板材10，并对板材10进行焊接工艺性 试验和焊接工艺评定。这用可以有效检查板材10焊接性的优劣，选择检查合 格的板材10进入下一步骤。

步骤二：检查板材10表面的平整度，采用火焰切割对板材10进行下料切 割，并通过铣床对板厚较大的重磅板20进行纵缝位置铣斜坡40处理。通过此 步骤使得重磅板20边缘厚度与腹板30厚度相一致。其中斜坡40处理采用的 斜坡比例为1:4，斜坡40在不等厚对接过程起过渡作用。

步骤三：采用火焰加工的方式对腹板30和重磅板20的纵缝位置进行切割， 使腹板30和重磅板20的纵缝位置均形成单边V形坡口50、60。其中重磅板 30的坡口50位置与斜坡40位置位于两侧。单边V形坡口50、60的角度α为 25°-30°。

步骤四：通过打磨清除V形坡口50、60处的残留氧化皮，对腹板30与重 磅板20进行组对，腹板30与重磅板30的坡口50、60之间的间隙为平衡梁纵 缝，所述平衡梁纵缝包括坡口侧的正面纵缝70和位于重磅板斜坡侧的背面纵 缝80。腹板30与重磅板20的坡口之间的距离为0-2mm。

步骤五：对板材10上的纵缝及纵缝附近进行火焰烘烤，以去除板材10纵 缝处的油污及水分等不利因素，确保焊接质量。

步骤六：采用药芯焊丝气体保护焊对平衡梁的正面纵缝80进行打底，采用 埋弧焊对平衡梁的正面纵缝80依次进行填充盖面。所述药芯焊丝气体保护焊 的焊丝直径为1.2mm，焊接电流为180-240A，焊接电压为23-27V，焊接速度 210-280mm/min，焊缝成型以焊道背面熔透及逸出气体杂质均匀为度。

所述埋弧焊在焊接正面纵缝时，填充第一道焊丝的直径为4.8mm，焊接电 流为500-550A，焊接电压为28-32V，焊接速度为430-570mm/min；其余焊道 的焊接焊丝直径为4.8mm，焊接电流为550-650A，焊接电压为29-34V，焊接 速度为440-580mm/min，焊缝成型以焊接时焊道逸出气体杂质均匀为度。

步骤七：对所述平衡梁的背面纵缝90进行打磨，以去除氧化皮等杂物。

步骤八：采用埋弧焊对所述平衡梁的背面纵缝90进行盖面。所述盖面的焊 丝直径为4.8mm，焊接电流为600-700A，焊接电压为30-35V，焊接速度为 430-570mm/min，焊缝成型以焊接时焊道逸出气体杂质均匀为度。

步骤九：对上述完成的所述平衡梁的纵缝进行超声波UT探伤和射线RT 探伤。

步骤十：采用火焰切割，切除纵缝上的引弧板和熄弧板；

步骤十一：对经检验合格的平衡梁进行标注，完成所述平衡梁纵缝免清根 全溶透埋弧焊成型工艺。

特别地，其中步骤四中，在平衡梁的腹板30与重磅板20组对好后，选择 合适的焊接工艺参数对所述纵缝进行焊接，具体的焊接工艺参数设置如下：

焊接工艺参数表：

值得注意的是：

在进行正面第一道填充焊接时，焊接参数一定要按此表进行。在保证一定 焊缝成型系数的同时，避免打底焊道被熔穿。

本发明在进行背面纵缝盖面时，采用较大的焊接参数，从而获得较大的焊 接熔深，保证焊道的熔透性。

如图8所示，图中71表示正面纵缝第一道打底焊接，72表示正面纵缝埋 弧焊的填充盖面，721表示正面纵缝埋弧焊的第一道填充焊道，722表示正面 纵缝埋弧焊其他填充盖面焊道，81表示背面纵缝埋弧焊盖面焊道。

同时，为了使本发明的技术方案更加的清楚，本实施例以腹板30的厚度 为24mm，重磅板20的厚度为30mm的中厚板为例，对本发明所述的部分工艺 步骤及有益效果作进一步说明：

a、正面纵缝70第一道焊缝71采用药芯焊丝气体保护焊对平衡梁纵缝进行 打底焊，要保证焊缝质量。

b、正面纵缝70第一道埋弧焊721的焊接参数不能过大，否则会造成打底 焊道81被熔穿，正面其他埋弧焊焊道按常规埋弧焊工艺焊接即可。

c、背面纵缝80进行一道埋弧焊盖面81的焊接工艺参数较大，保证足够的 焊接熔深，实现全熔透焊缝。

d、在焊接过程中，焊丝应与纵缝焊缝中心线重合，焊丝伸出长度为 18-25mm，焊剂覆盖层厚度控制在30-40mm。

e、在进行正面纵缝70第一道打底焊71前，需要对正面纵缝70进行打磨 和火焰烘烤，去除表面的氧化皮、油污及水分等杂质。在进行背面纵缝80一 道埋弧焊盖面81前需要对背面纵缝80进行打磨，去除其表面的氧化皮等杂质。

f、在焊接正面纵缝和背面纵缝时，焊接工作人员必须严格按照本发明所述 的焊接工艺参数进行焊接，尤其要注重正面第一道打底焊缝71和正面第一道 埋弧焊721焊缝的质量。

本发明解决了目前传统埋弧焊焊接背面需要进行碳弧气刨引起的环境恶 化，生产效率低下，成本较高等技术问题，本发明能够对平衡梁纵缝进行免清 根埋弧焊全熔透焊接，具有良好的社会效益和经济效益，工艺先进可靠，操作 简单，无需额外投入，可以进行适度的推广。

本发明是通过大量的试验研究与车间实际生产应用的跟踪指导，理论结合 实践，试验结合生产，对传统的埋弧焊焊接工艺进行改进创新得来的。

打底焊道一般采用药芯焊丝气体保护焊进行打底，这样可以将V型坡口的 焊趾充分熔合，还能保证进行第一道填充焊接时不被熔穿。因此打底焊缝质量 的优劣直接关系到整个焊缝质量的优劣，在打底焊过程中，不允许出现气孔、 咬边、夹渣等焊接缺陷，打底焊缝外观要求无明显凸凹不平，当出现以上缺陷 时要进行适当的返修并检验合格后才能进行埋弧焊的填充盖面。

综上所述，本发明解决了目前传统埋弧焊焊接背面需要进行碳弧气刨引起 的环境恶化，生产效率低下，成本较高等技术问题，能够对平衡梁纵缝进行免 清根埋弧焊全熔透焊接。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解， 这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的 技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多 种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。